注水装置_注水装置作用

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　　摘要：本文介绍了兰州石化公司24万吨/年乙烯装置裂解气离心压缩机组配套改造项目，该项目不仅实现了可观的经济效益，而且在改造国外小乙烯机组方面具有示范意义。

　　关键字：裂解气压缩机；节能增效；检修

　　一、装置概况

　　兰州石化 240kt/a乙烯装置由原中石化兰州设计院设计，装置原设计16万吨/年，1993年破土动工，1996年投产，后历经2003年、2004年改造后，生产能力达到240kt/a。乙烯装置由“两头一尾”生产装置组成。“两头”即一套160kt/a裂解、初分馏及裂解气压缩系统（裂解装置）；一套80kt/a裂解、初分馏及裂解气压缩系统，“一尾”即一套240kt/a乙烯分离系统（烯烃装置）。

　　烯烃装置：6台裂解炉采用2万吨/年的美国凯洛格公司的毫秒炉技术，裂解气压缩机采用五段压缩，设置“四返一”、“五返五”两个防喘振回路，分离系统采用鲁姆斯顺序分离流程，制冷系统采用多段压缩、多级节流的复叠制冷工艺。

　　裂解装置：2台6万吨/年的SW炉（2004年24万吨扩能改造时新增设备）、2台4万吨/年的惠生炉（2007年毫秒炉隐患治理中置换的原5台毫秒炉），裂解气压缩机（2016年8月整体更新）采用四段压缩技术。

　　自2012年12月以来，受公司生产平衡及原料的影响，240k t/a乙烯装置保持“一头一尾”的生产格局，烯烃装置80kt/a裂解、初分馏及裂解气压缩系统停工，装置运行按照160kt/a乙烯负荷组织生产。

　　二、产量、各项指标完成情况及对比

2016年主要技术经济指标完成情况

指标名称

单位

2016年计划

2016年全年累计

年完成率(%)

乙烯产量

吨

119000

121797.512

102.351

丙烯产量

吨

48000

49777.472

103.703

碳四产量

吨

32600

32486.94

99.653

1~8月（检修前）

10~12月（检修后）

双烯收率

%

46.2

44.31

46.35

乙烯综合能耗

千克标油/吨

791

768.108

694.202

　　三、检修和非计划停车情况

　　1、检修情况

　　2016年8月12日-10月17日裂解、烯烃两套装置进行时隔五年的全面大修，

　　本次检修两大主线主要是装置消瓶颈除隐患常规检修和裂解气压缩机更新改造。

　　火炬排放管控到位，实现绿色开停工。为最大限度减少开停工期间火炬排放，车间多次对方案细节进行论证修订。停工倒空过程，裂解炉逐一退出，GB201补入氮气运转，实现裂解装置停工火炬零排放；烯烃装置提前一天保持系统最低液位运行，火炬排放量控制在10000NM3，倒空时间缩短3小时。特别是初馏系统蒸煮水洗过程，污水排放量减少一半。开工过程，裂解装置GB201与烯烃装置分离制冷系统全流程氮气预冷，乙烯、丙烯塔提前循环，开工时间缩短5小时，有效减少了火炬排放。

　　2、装置运行情况

　　在装置运行矛盾突出、瓶颈突显情况下，加强过程管控，强化应急管理，加

　　强工艺巡检，未发生安全环保事故，实现计划停工；大检修，优化开停工方案，实现绿色开停工；提前介入、反复论证、精准立项，瓶颈隐患得到消除，技改技措成效显著。

　　检修前：1~8月处于运行后期的裂解装置：裂解炉H/J/K炉SLE频繁泄漏、

　　电动阀卡涩严重使裂解炉多次无法达到运行周期且无法及时退守，累计停炉共发生12次；初分馏水洗塔（107E）水相隔板泄漏，导致水、油两项无法正常稳定分层； GB201压缩区域高、低压塔因再沸器结焦严重、加热不足，影响半成品质量，压缩机段间超压限制装置负荷。装置运行安全环保隐患突显、矛盾突出、问题频发、处于特护运行状态。

　　检修过程中：8月12日~10月17日装置经历时隔五年后的全面大修，整体更新裂解气压缩机（GB201），并实施多项旨在消瓶颈、除隐患、提指标的项目，影响装置安稳长满优运行的问题得到消除。

　　检修后：10月17日装置开车一次成功，裂解装置投油负荷由检修前60t/h提高至75t/h；GB201裂解气压缩机更新后耗汽量85～92t/h，4.0MPa抽汽量由更新前30t/h增加至现在52t/h，抽汽比最高达到60.04%，节能效果明显；乙烯、丙烯日产量平均达到510吨、210吨（较检修前分别增加100吨、40吨）；装置能耗由检修前768.108KgEo/t降至694.202KgEo/t,技经指标得到明显改善。

　　四、节能改造及技改技措

　　1、成功实施了裂解气压缩机（GB201）更新改造

　　本次GB201裂解气压缩机改造更新，主要是解决压缩机运行工效低、装置能耗高的发展制约性问题。2015年10月份GB-201改造项目开始论证并进行前期资料准备，2016年8月20日开始旧压缩机及附属设备设备拆除、安装及调试，9月26日汽轮机单机试车，10月6日GB201联动试车，10月17日压缩机实物料开车，全过程各个阶段均实现一次顺利完成。开车后，GB201运行达到以下预期效果：

　　1）消除了装置运行瓶颈

　　消除了压缩机工效低的瓶颈，将裂解投油负荷优化到最佳工况。

　　改造前受压缩机工效低、三段超压等因素影响，四台裂解炉最高投油总负荷（仅为60~63t/h）受限，G/H炉、J/K炉单炉负荷分别仅达到设计的75%、60%；

　　改造后，四台裂解炉投油总负荷大幅提升，G/H炉、J/K炉单炉负荷分别达到设计负荷的92%、84%，达到裂解炉最佳投油负荷区间，裂解性能明显改善，乙烯产量较改造前增产约100吨/天。

　　改造后GB201抽汽比大幅提高，装置能耗下降明显。

　　本次改造增加了4.0MPa蒸汽界区调节阀HIC046，以控制管网压力，实现改造后GB201压缩机4.0MPa蒸汽抽出量增加15~20 t/h，抽汽比最高可以达到60.04%，节能效果明显。

　　2）压缩机工艺运行稳定性增强

　　改造对GB201压缩机一段、二段、三段吸入罐及返回阀更新、管线扩径改造后，三段出口压力能稳定控制在1.45～1.55MPa（报警值1.65MPa），解决了段间频繁高液面易联锁停车的问题，各段运行工艺指标稳定受控。

　　3）新GB201设备性能整体稳定

　　振动位移情况

　　新GB201升速过程中，转速达到3600rpm（临界转速2200～3900rpm）时高、低压缸轴振动达到最大（最大时高压缸轴振动达到90um），其余达到45um，通过临界转速后，在通过临界转速区域转，振动值迅速下降恢复正常值；其余汽轮机和轴位移均在正常指标范围呢，未出现异常。

在投油77t/h负荷时（11月15日14：00时数据）：

汽轮机

汽轮机轴位移

汽轮机轴西侧振动

汽轮机轴东侧振动

-0.07mm

8.4/17.0um

8.2/9.2um

低压缸

低压缸轴位移

低压缸西侧轴振动

低压缸东侧轴振动

0.02mm

20.5/22.7mm

8.0/8.0mm

高压缸

高压缸轴位移

高压缸西侧轴振动

高压缸东侧轴振动

0.06mm

12.4/14.8mm

32.4/34.8mm

　　注水系统运行情况

　　改造后GB201各段出口温度使用注水盘站控制，与旧压缩机手动调整相比，控制稳定性增加，通过室内调节阀控制进水量，各段出口温度均能平稳控制在85～90℃之间。

　　干气密封运行情况

　　改造后GB201采用了技术成熟的干气密封系统，提高了压缩机的密封性能，一级密封气泄露量维持在6-8NM3的较好水平，消除了旧压缩机频繁泄漏润换油的情况，现场环境也得到了很大改善。

　　真空系统情况

　　汽轮机真空系统运行稳定，内中压蒸汽管网只需满足0.8MPa时（改造前需达到1.2MPa），真空度可达到-70KPa，对中压蒸汽管网的要求显著降低，减少了次高压蒸汽下窜中压蒸汽量，降低了装置蒸汽能耗。

　　2、实施多项技改技措项目

　　（1）完成了碳九、裂解油罐区流程梳理。

　　（2）完成了烯烃装置丙烯塔急冷水再沸器并联流程改造，有效减少了LS用量。

　　（3）实施了氢气外送流程改造。

　　（4）完成第二预切割塔再沸器的更新。

　　（5）完成了工艺水汽提塔再沸器增大换热面积更新改造，保证外排污水达标率。

　　（6）四台裂解炉盘管进行化学清洗、修复更换炉内保温，有效降低燃料气消耗。

　　（7）完成裂解装置S罐更新改造，增加装置异常状况紧急处理能力。

　　（8）完成裂解装置低压塔再沸器的更新。

　　（9）完成了乙烯三机“ITCC”操作系统改造。

　　2016年，石化厂乙烯车间严格生产管控，全年未发生安全、环保事故。乙烯、丙烯、碳四等主要产品合格率达到99%以上，中控合格率达到95%以上。实施多项技改技措及隐患瓶颈消除项目，装置负荷提升至75t/h（提高15t/h），乙烯、丙烯等主要产品产量大幅提高，装置平均能耗降至694.202KgEo/t，装置安稳运行可靠性及各项技经指标均创历史最好水平。

　　本文内容来源于2017年全国乙烯工业先进技术交流会论文集，作者为中国石油兰州石化公司孙青先、张宏生，如有疑问欢迎留言交流！

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