催化裂化装置烟气轮机节能的问题分析

丁飞

摘要：在石化企业当中催化裂化装置当中的烟气轮机，对设备以及炼油厂的节能工作起到了非常重要的影响。本文重点从节能和经济的角度上来进行了分析和研究，重点针对催化裂化装置，烟气气轮机的相关阶段问题展开了分析和论述，以此来有效提高整个催化裂化装置的经济性，同时也实现了石化企业良好的经济效益与社会效益。

关键词：催化裂化；烟气轮机；节能问题

催化裂化烟气能量回收设备从正式被投入和使用以来，因汽轮机在炼油厂的催化裂化设备当中的应用效果非常明显，并且现阶段各炼油厂单位对催化裂化烟气轮机设备的应用程度越来越高。我国在1978年石油二厂正式投入使用第一台烟气轮机开始，由于整个国产机组的整体经济造价相对较低，各个石化单位纷纷开始消防安装，基本上已经广泛分布在我国各大中型催化电话设备当中，在整个设备的使用程度以及发展速度上，远远超过了国外一些国家。烟气轮机对装置以及全场的节能性工作發挥出了至关重要的作用，但是由于兵器轮机机组的整体投资相对较高，因此必须要充分考虑到投资以及节能工作效益之间的关联，将技术和经济性之间进行有效的融合，不断提高整个炼油厂的经济效益。

1.节能原理与流程分析

催化裂化烟气轮机在工作过程当中的节能原理和燃气轮机之间有着一定的类似，内部系统当中主要分为主风机、再生器以及膨胀烟气轮机为主要的构成环节，其中存在的主要差异是催化裂化烧焦的反映工作流程，为了有效恢复催化剂的整体活性，燃烧系统当中所燃烧的物质，通常情况下不是常见的燃料类型，而是附着在催化剂表层的焦炭物质。除此之外，再生烟气是炼油工艺当中的一个重要的产物，经常会企业带催化剂、粉尘对整个烟机汽轮机的能量回收以及投资有着非常严重的影响。烟气轮机的工作功率和烟气轮机之间的压力有着一定的关联，同时还和入口区域当中的烟气温度之间有着密切的关联，在实际的工作过程当中，主风压缩机在低温条件下，压缩机的功率消耗相对较小，通常都是通过烟气轮机的膨胀来进行做工，而在因汽轮机的膨胀过程中，不但回收了烟气内部的压力，同时还可以将烟气当中部分的热能有效转化为做功，在烟气轮机的工作过程中，有效考虑到了烟气轮机的实际工作效率、设备以及系统的压降要求，在整个设计回收功率上，通常情况下保持在0.7～1.5之间。

2.节能和效益问题分析与估算

运用烟气轮机回收动能，属于一个非常重要的节能技术通过对该项技术，有效应用可以充分达到烟气轮机的节能工作效果，也是炼油厂项目决策的重要工作依据，烟气轮机的节能工作效果主要表现在主风机的电能消耗或者是节能效益方面，在此过程当中需要充分注意到因为采用烟气轮机之后，整个再生烟气的温度有着明显的下降，使得整个热能的回收量不断减少。除此之外，还有烟气轮机的系统消耗问题等。在理想状态下的膨胀功能当中，烟气轮机当中的做功功率损失问题，主要是因为散热系统内部的烟气出现了大量泄露，由此可以看出，引起轮机的膨胀做功率没有充分考虑到设备和管线的散热问题，这样造成了蒸汽量降低。对于投入使用的烟气轮机来讲，可以直接将烟气的温度估算素质来加以明确，但是充分考虑到了烟气轮机的禁烟量大小变化，在烟气轮机本身所需要消耗的水电以及蒸汽等，都需要保证整个烟气进口温度的高低，但是不能防止二次燃烧过程当中的蒸汽排放量。除此之外，针对一些大型的催化裂化装置来讲，通过装置系统内部的有效改造，有效提高了整个再生系统的操作压力，主风机的功耗也有着明显的提升，在节能和计算过程当中需要进行有效的扣除。当然在提高了再生压力之后，因为烟气轮机的整体高度超过了主体，风的温度大小因汽轮机的膨胀做功超过了主风机的功耗，因此必须要将该部分的能耗进行充分的计算。

3烟气轮机能量回收系统的技术经济评价

基于阶段我国社会经济市场的发展状况来进行分析和评判，一个阶段项目必须要充分满足技能和工程上的可行性基础之下，重点观察整个烟气轮机工作的经济性条件，是否可以为整个企业创造出更高的经济价值，因其能量回收系统的研发，在最近几年的发展过程中有着明显的上升趋势，除了自控系统的不断发展之外，在原料的价格以及物价方面的因素影响也至关重要，尤其是针对先进设备的引进以及整体的物资投入量上相对较大，因此在采用冰淇淋机回收项目过程中，对整个联系人的系统来进行有效的经济性评测就显得尤为重要。在烟气轮机系统的投资过程中，重点包含了烟气轮机、旋风分离器高压控制系统以及高压管线等相关配套设施，其中除了一次性投资之外还需要充分考虑到设备在使用过程当中的一些维修性费用，预见性费用以及专项技术费用等，烟气轮机在回收工作完成之后，余热锅炉的整体投资量上相对有所减少，并且影响不是非常明显，当对烟气轮机进行一次性投资之后，烟气轮机的整体使用周期就成为了经济控制工作当中的重要工作要素。

4提高烟气轮机的负荷率对回收功的影响分析

效率较高的烟气汽轮机组在实际的工作过程当中，并不能完全处于一种高效化的运行工作状态，其中存在一些高效率的单机组所构成的烟气轮机，在装置的运行和工作过程中，整个设计值不能超过5000，其中主要原因在于烟气轮机经常处于一种低负荷的运行工作状态下，直接影响到了整个烟气轮机的节能工作效果，分析烟气轮机运行工作当中负荷较低的影响因素，主要分为以下几个方面：第一，在充分考虑到整个石化单位的长远发展角度，装置实际生产加工料低于设计加工料，也就是在装置低负荷的运行过程当中所产生的烟气变化量。第二，实际工作当中产生的成交率和设计的成交率之间存在一定的差异，通常情况下表现出外加工的原料性质和实际加工材料性质之间存在一定的偏差；第三，在操作参数方面如果烟气当中的一氧化碳含量以及过剩的氧浓度之间存在明显的变化都会直接影响到烟气量的变化，进而造成的烟气人机整体负荷产生明显的波动，因汽轮机的选用偏大会直接造成烟气轮机整体的低负荷运转效率偏低。

5.结束语：

针对使用旁路双滑动控制阀，烟气量通常情况下不会全部经过烟气的轮机系统，在操作过程中需要将烟气发保持一定的开度，同时需要控制设备两边的压力大小，以此来保证整个汽轮机节能的效果。

参考文献：

[1]周旭.140万吨/年催化裂化装置的烟气轮机节能改造关键技术研究[D].华东理工大学，2016.

[2]李玉超.催化裂化装置中烟气轮机长周期运行问题研究[D].北京理工大学，2016.