Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГО-





И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ

В НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Нефтеперерабатывающая промышленность Российской Федерации является одной из наиболее энергоемких отраслей народного хозяйства.

В среднем на российских НПЗ удельные энергозатраты в настоящее время составляют около 0,135 т.у.т. на 1 тонну переработанной нефти, что эквивалентно использованию для произ­водства энергии 9,5 % нефти, переработанной на предприятиях отрасли.

Принимая во внимание невысокую глубину переработки нефти на отечественных НПЗ (в настоящее время на уровне 63-64 %), такой уровень энергозатрат превышает достигнутые пока­затели хороших современных, в том числе и российских НПЗ, на 25-30 %.

Наряду с этим и в результате опережающего роста уровня цен на нефть и тарифов на теп­ло- и электроэнергию доля энергозатрат в общих затратах НПЗ на переработку нефти (так назы­ваемая энергетическая составляющая процессинга) достигла в среднем по российским НПЗ уров­ня более 50 %.

Доля энергозатрат в общих эксплуатационных расходах зарубежных НПЗ составляет до 40%.

Потребление топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) в процессах переработки нефти в России на 44 % выше, чем в США, и на 31 % выше, чем в Японии. Это связано, в частности, с использованием устаревших технологий и оборудования, срок службы которого в 2-3 раза пре­вышает нормативный.

В настоящее время в России неиспользуемый потенциал энергосбережения оценивается в 40% от современного энергосбережения.

В соответствии с Федеральной целевой программой «Энергоэффективная экономика ТЭК» и «Энергетической стратегии России на период до 2020 г.» потребление топлива, тепла и электроэнергии в России должно быть снижено примерно на 5 млн.т у.т. топлива за счет использования новых высокоэффектив­ных энергосистем, передовых технологических решений, современных видов оборудования и др. (табл. 7.1).

Таблица 7.1

Уровни экономии ТЭР по отраслям ТЭК,

Предусмотренные Федеральной целевой программой

«Энергоэффективная экономика»

Отрасли ТЭК Уровни экономии ТЭР по годам, млн.т у.т. Всего за 4 года, млн.т у.т. Период 2002 – 2010 гг., млн.т у.т.
       
РАО ЕЭС России 2,0-2,1 2,7-3,1 6,8-7,4 11,0-11,5 22,5-24,1 45,8-47,8
ОАО Газпром 1,7-1,9 2,1-2,4 2,7-2,9 3,2-3,4 9,7-10,6 20,6-22,3
АО АК Транснефть 0,01 0,03 0,07 0,11 0,22 0,44-0,46
АО АК Транснефтепродукт 0,01 0,02 0,03 0,05 0,11 0,22-0,27
Угольная промышленность 0,05 0,08 0,2 0,33 0,66 0,32-1,66
Компании по добычи и переработке нефти 0,4-0,50 0,9-1,1 2,4-2,6 4,0-4,2 7,7-8,4 16,7-17,6
Итого по годам и за 4 года 4,27-4,57 5,83-6,73 12,2-13,2 18,7-19,5 41-44 85-90

Основные направления сокращения

Потребления энергии на НПЗ

К основным направлениям относятся:

1) замена устаревшего и использование современного оборудования (печи, котлы-утилизаторы, насосы и др.);

2) реализация имеющихся резервов энергии на установках нефтепереработки;

3) использование современных высокоактивных и селективных катализаторов;

4) строительство собственных источников энергоснабжения (котельные, парогазовые, га­зотурбинные установки) на НПЗ.

Замена устаревшего и использование

Современного оборудования

Оборудование большей части технологических установок физически и морально устарело. В настоящее время в эксплуатации находится большое количество конструкций технологических печей с устаревшими типами футеровок и горелочных устройств и низким КПД, не отвечающих современным требованиям, в которых сжигаются, в основном, нефтезаводские газы и жидкое то­пливо объемом до 8 % от перерабатываемой нефти. Традиционно изготавливаемые теплообменные аппараты имеют низкую энергетическую эффективность. Центробежные нефтяные насосы, на долю которых приходится более 80 % потребляемой НПЗ электроэнергии, имеют ненадежную и устаревшую конструкцию, избыточные напоры, что приводит к перерасходу электроэнергии до 1 млн. кВт. ч/год. Отсутствуют качественные отечественные уплотнительные материалы.

Замена и модернизация оборудования, иногда даже и при небольших затратах, может дать значительный экономический эффект.

Печи. Среди оборудования НПЗ наибольшее количество энергии потребляют производствен­ные печи. Так, на их долю приходится около 50 % общей потребляемой тепловой энергии. Сле­довательно, любое возможное увеличение эффективности этого оборудования будет способство­вать существенной экономии энергии и, что немаловажно, снижению загрязнения окружающей среды.

На ряде НПЗ тепло уходящих из печей дымовых газов, температура которых высо­ка (~ 300-550 °С), чаще всего не утилизируется. Эффективность работы печей в таких случаях составляет 58-69 %. По предварительным расчетам, используя это тепло, можно значительно (~ до 88 %) увеличить КПД печи.

В результате основных процессов переработки нефти образуются технологические газы различного состава, имеющие высокую теплоту сгорания: ~ 46-65 МДж/кг. Эти газы подразде­ляются на углеводородный, водородсодержащий, смесь того и другого.

Весь углеводородный газ при нормальной работе НПЗ (загрузка -100%) используется в качестве топлива технологических печей. Водородсодержащий газ, являющийся на некоторых заводах отходом производства, сжигается на факеле в количестве ~ 1,5-6 кг/с. Его теплота сгора­ния очень высока и составляет ~ 60-65 МДж/кг. По подсчетам только на этом газе можно вырабо­тать 25-110 МВт электрической или 60-360 МВт тепловой энергии.

Для печей основных технологических аппаратов используют в основном жидкое топливо, технологический и природный газы. Тепловая мощность этих печей в зависимости от числа ко­леблется в пределах ~ 8-260 ГДж/ч. Технологические установки, как правило, находятся далеко друг от друга, а потоки дымовых газов от нескольких печей даже одной установки, зачастую не замкнуты на одну дымовую трубу.

В первую очередь следует рационально организовать работу наиболее мощных печей ос­новных технологических установок: атмосферно-вакуумной перегонки нефти, каталитического риформинга, замедленного коксования, термического крекинга, гидроочистки дизельного топли­ва.

Эффективность работы самих печей можно повысить, установив за ними котел-утилизатор, обеспечивающий использование выходящей из печей тепловой энергии для произ­водства пара нужных параметров.

Учитывая тот факт, что средние инвестиционные затраты на теплопередающее оборудо­вание составляют порядка 30 % общих инвестиций на нефтеперерабатывающих и нефтехимиче­ских заводах, а также, то что наибольшее потребление тепловой энергии имеет место в технологи­ческих печах и котлах, становится очевидным, что любое возможное улучшение проектирования и увеличение КПД этого оборудования позволит получить существенные выгоды.

Так как тепло, поглощаемое в камере излучения печи, составляет порядка 70 % общего передаваемого тепла, любое улучшение в проектировании камеры излучения, направленное на максимальное использование теплопередачи, приведет к значительному сокращению инвестици­онных затрат на печь, а также к лучшему распределению тепла и повышению безопасности экс­плуатации печи. Численное моделирование, разработанное компанией Technicas Reunidas (Испа­ния), позволяет оптимизировать и обосновать проектирование печей с двойным излучением.

Двойное излучение заключается в передачи тепла дымовых газов на обе стороны трубных змеевиков камеры, в то время как при единичном излучении тепло передается только на одну сторону трубных змеевиков.

Двойное излучение допускает более высокую (на 40-60 %) среднюю величину те­плового потока.

Применение данной технологии чрезвычайно выгодно для высокопроизводительных пе­чей с высокой температурой технологического процесса. Печи с двойным излучением обычно используются на установках каталитического риформинга, коксования, гидрокрекинга и др.

Использование двойного излучения позволяет:

- получить более низкую температуру металлической поверхности труб. Это, в свою очередь, позволяет выбрать материал труб с более низким содержанием легирующих добавок или уменьшить толщину стенок труб;

- увеличить среднюю величину теплового потока, сохраняя его максимальную величи­ну, а также уменьшить площадь теплопередачи.

К основным путям развития проектирования и изготовления трубчатых печей нефтепере­рабатывающей промышленности относятся следующие:

- замена печей старых конструкций (в частности, шатровых) на современные печи новых конструкций с учетом оптимизации условий нагре­ва, ремонтопригодности;

- выбор более современных узлов утилизации с экономическими показателями, превы­шающими ныне эксплуатируемые;

- создание взрыво-, пожаробезопасных систем управления печами (совершенствование системы КИП и А, системы блокировок подачи топлива и продукта, совершенствова­ние системы паровой защиты печи) в соответствии с новыми правилами промышлен­ной безопасности.

В качестве высокоэффективных методов утилизации тепла печей рассматриваются два вида: регенеративный и рекуперативный.

К рекуперативному типу относится, например, трубчатый воздухоподогреватель. Он наиболее широко распространен на всех НПЗ России и СНГ, что обусловлено простотой кон­струкции и легкой ремонтопригодностью, относительно небольшой массой и занимаемой площа­дью.

Однако, главным недостатком рекуператоров является коррозия металла в зоне низких температур по дымовым газам.

Также к недостаткам обычной схемы с рекуперативным воздухоподогревателем можно отнести наличие и воздуховодов и дымоходов. При этом усложняется компоновка оборудования, и появляется необходимость минимум в двух тягодутьевых механизмах по воздуху и дымовым газам. Довольно удачным решением этой проблемы является использование встроенного возду­хоподогревателя. Воздухоподогреватель располагается на каркасе печи после камеры конвекции. В этом случае дымовые газы направляются после камеры конвекции сразу в пакет воздухоподог­ревателя и далее в дымовую трубу.

Основными представителями регенеративного воздухоподогревателя являются роторный (вращающийся) воздухоподогреватель и воздухоподогреватель с промежуточным теплоносите­лем.

Особый интерес представляет второй тип воздухоподогревателей.

Котлы утилизаторы. Известно, что подавляющее большинство котлов-утилизаторов (КУ), эксплуатируемых в нефтеперерабатывающей промышленности, характеризуется тем, что фактическая их паропроизводительность существенно ниже паспортной.

Отсюда напрашивается принципиальное решение для доведения паропроизводительности КУ до паспортного значения, которое заключается в повышении температуры дымовых газов пе­ред КУ.

Технически это мероприятие может быть организованно различными способами. Один из них заключается в организации сжигания дополнительного топлива в газоходе между печью и КУ. Известны три варианта технической реализации данного принципа, предусматривающие использование различных топочных устройств для совместного сжигания топливного газа и жидкого топлива:

- выносная циклонная топка;

- экранированная топка — радиационный котел;

- радиационно-конвекционный котел.

Каждый из этих вариантов предусматривает доведение температуры дымовых газов после печи до 600°С.

Все рассмотренные варианты реконструкции экономически эффективны. Лучшие техни­ко-экономические показатели достигаются в варианте с дооборудованием котлов-утилизаторов экранированными топками.

Этот вариант реконструкции обеспечивает:

- самую низкую себестоимость пара;

- наиболее высокий уровень использования тепла дополнительного топлива и тепла от­работавших газов технологических печей;

- самый короткий период окупаемости капиталовложений и наиболее высокий индекс доходности капитала.

В последние годы разработаны, изготовлены и испытаны перспективные конвекционные, на термосифонах котлы-утилизаторы, утилизационные системы с циклонными предтопками.

Вместе с тем, котлы-утилизаторы - это достаточно дорогое и сложное оборудование. Кроме того, производство пара в котлах-утилизаторах не всегда балансируется с потребностью НПЗ в нем.

Ресурсы снижения энергии







ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.