Download - Sistem Pare i Kondenzata - RNP 1 02 2013
Studija izvodljivosti
Povećanje energetske efikasnosti sistema
za proizvodnju, distribuciju i potrošnju
vodene pare i povrat kondenzata
u Rafineriji nafte Pančevo
Januar, 2013.
Sadržaj
Opis postojećeg stanja pare visokog (SH),
srednjeg (SM) i niskog (SL) pritiska
Bilans potrošnje i proizvodnje vodene pare
za aktuelni i maksimalni kapacitet prerade
sirove nafte
Blok šeme za sisteme pare (SL, SM i SH) i
povrat kondenzata u RNP
Analiza sistema – predlozi za poboljšanje
sistema
Ekonomska analiza
Podloge za izradu blok šema pare (SL, SM i SH) i povrata
kondenzata sa materijalnim i energetskim bilansima
P & I dijagrami - licencna dokumentacija.
Uputstva za puštanje u rad postrojenja.
Rekvizicije rotacione opreme (pumpe i kompresori).
Podaci o radnoj, rezervnoj i opremi koja nije u radu.
Direktni razgovori sa odgovornim licima iz RNP-a.
Podaci sa sinoptika (pritisak, temperatura i protok).
Dnevni i mesečni izveštaji (bilansi proizvodnje i potrošnje pare) u
toku 2012 god.
Predlozi poboljšanja sistema pare
i povratnog kondenzata
Predlozi poboljšanja sistema pare dati su za:
1. Procesna postrojenja
2. Manipulaciju
3. Energanu
Predlozi
Svi analizirani predlozi su podeljeni u tri grupe:
• Predlozi koji se mogu kvantifikovati kroz gubitke pare i kondenzata, uštedu goriva, iskorišćenje toplote koja se u ovom trenutku nepovratno gubi itd.
• Predlozi koji se, takođe, mogu kvantifikovati kroz gubitke pare, uštedu goriva, iskorišćenje toplote itd, ali je za njihovu implementaciju neophodno da se urade dodatna ispitivanja.
• Predlozi koji su dati kvalitativno i spadaju u grupu predloga koji se zasnivaju na održavanju i implementaciji dobre prakse održavanja odvajača kondenzata, izolacije cevovoda, ventila, sprečavanja gubitaka pare kroz mesta curenja itd.
Predlozi 1 i 2 su koncipirani na smanjenju otparka kondenzata u
posudama kondenzata niskog pritiska (Predlog 1), kao i
iskorišćenje toplote kondenzata srednjeg pritiska (CM), direktnim
slanjem CM kondenzata u energanu, bez mešanja sa kondenzatom
niskog pritiska (CL), kakvo je trenutno stanje u stanicama
kondenzata po postrojenjima (Predlog 2).
1. Smanjivanje otparka u posudama
kondenzata
Analiza mogućnosti smanjenja otparka je urađena za posude
kondenzata niskog pritiska koji se sakuplja sa procesnih postrojenja:
• Blok V
• S-0250 - Bitumen
• S-2100 - Atmosferska destilacija
• FCC kompleks
• S-3600 - Sulfolan
Ispitivana je prvenstveno mogućnost razdvajanja toka CM i CL kondenzata, a
u slučaju potrebe, razmatrano je i dodatno hlađenje demi vodom.
Stanica kondenzata - Blok V
Radni uslovi (Varijanta I)
bez dodavanja demi vode
Stanica kondenzata FA-1302
leto zima
Predlog 1 –razdvajanje CM i CL kondenzata
Demi voda
Protok, t/h 0 0 0
Temperatura, ºC - - -
Kondenzat
Temperatura 105.1 105.1 102
Protok, t/h 15.7 17.6 10.4 – 12.4
Otparak
Protok, t/h 0.385 0.550 0
Investiciona
ulaganja
Ušteda Vreme povratka
investicije
analiza uz
Predlog 2
73,000
(0.38 – 0.5 t/h
pare)
analiza uz
Predlog 2
Stanica kondenzata – FCC
Stanica kondenzata FCC
Radni uslovi
Predlog 1– pothlađivanje kondenzata
dodavanjem demi vode
Demi voda
Protok, t/h 0 3.5
Temperatura, ºC - 15
Kotlovska voda (1)
Protok, t/h 28 28
Temperatura, ºC 100-108 100-108
Kondenzat
Temperatura, ºC 105.1 104.6
Protok, t/h 55.1 59.2
Otparak
Protok, t/h 0.554 0
Investiciona
ulaganja
Ušteda Vreme povratka
investicije
analiza uz
Predlog 2
100,000
(0.55 – 0.65 t/h
pare)
analiza uz
Predlog 2
Stanica kondenzata – S-3600
Radni uslovi
Stanica kondenzata S-3600
Varijanta I (šarža: platformat)
Varijanta II (šarža: pirobenzin + platformat)
Predlog 1a za Varijantu II – nezavisno
vođenje CL i CM kondenzata
Predlog 1b za Varijantu II –– pothlađivanje kondenzata
dodavanjem demi vode
Demi voda (1)
Protok, t/h 0 0 0 3
Temperatura, ºC 28
Kondenzat
Temperatura 105.1 105.1 105.1 102.2
Protok, t/h 24.2 37.0 4.1 7.5
Otparak
Protok, t/h 2.5 3.78 0.401 0
Investiciona
ulaganja
Ušteda, Eur/god Vreme povratka
investicije
analiza uz
Predlog 2
620,000
(3.4 t/h pare) analiza uz
Predlog 2 73,000
(0.4 t/h pare)
2. Ispitivanje mogućnosti korišćenja
toplote povratnog kondenzata
Razmatrano je:
• Iskorišćenje toplote procesnog CM kondenzata sa
postojećih i novih postrojenja – usaglašavanje sa Idejnim
projektom “Izgradnja linije za poliranje kondenzata”.
Predlog rešenja kojima bi se iskoristila toplota kondenzata:
• Zagrevanje kotlovske napojne vode (BFW)
• Zagrevanje demi vode
EA-9381 EA-9382 EA-9383 EA-9384 EA-9385 EA-9386
Procesni kondenzat
Protok, t/h 280 95 95 95 140 140
Ulazna temperatura, ºC 102 96 96 96 47 47
Izlazna temperatura, ºC 96 47 47 47 40 40
Demi voda
Protok, t/h 40 40
Ulazna temperatura, ºC 15 15
Izlazna temperatura, ºC 40 40
BFW (kotlovska napojna voda)
Protok, t/h 57 150 150 150
Ulazna temperatura, ºC 40 40 40 40
Izlazna temperatura, ºC 71 71 71 71
Razmenjena toplota, MW
2.1 5.5 5.5 5.5 1.2 1.2
Investiciona ulaganja,
Eur
Ušteda, Eur/god Vreme povratka
investicije
7,000,000 4,100,000
(para i energija iz
goriva)
29 meseci
Napomena: Neophodno je da se ovaj predlog realizuje, u cilju usaglašavanja
predloženog rešenja sa projektom “Izgradnja linije za poliranje kondenzata”.
3. Rekonstrukcija i održavanje
odvajača kondenzata
Pretpostavke:
• U RNP je instalirano više od 6000 odvajača kondenzata.
• Više od 40 % se pokazalo kao neispravno (osim u FCC
kompleksu, gde je neispravno manje od 10 %).
• Analiza će biti zasnovana na pretpostavci da se 10%
neispravnih odvajača mora zameniti, a da se 90% može
popraviti.
• Gubici u odvajačima koji propuštaju paru (5% od ukupno
neispravnih) su prosečno 10 kg/h pare po odvajaču.
• Gubici usled proboja pare (95% od ukupno neispravnih) su
prosečno 2 kg/h pare po odvajaču.
3. Rekonstrukcija i održavanje
odvajača kondenzata
PREDLOG REŠENJA:
Redovna kontrola ispravnosti i održavanje odvajača
kondenzata - Formirati tim od zaposlenih u RNP (na pr. dva
radnika) koji bi se bavio isključivo održavanjem odvajača
kondenzata ili za to angažovati ekstrnog izvođača
Investiciona
ulaganja, Eur
Ušteda, Eur/god Vreme povratka
investicije
70,000 +
15,000 (oper.
troškovi)
270,000 1 mesec
• Investiciona ulaganja prikazana u ovom predlogu podrazumevaju zamenu svih kondenzujućih turbina (GB-2301/2501/2601) elektromotorima (sa transportom i montažom), uz pretpostavku da postoje kapaciteti za njihovu realizaciju.
• U ovom predlogu nije analizirana zamena trafoa, s obzirom da nisu postojale mogućnosti za određivanje inicijalnog troška njegove zamene, kao i vrednost ostalih radova koji bu nju pratili. Ukupni troškovi moraju da budu predmet dodatne analize RNP, a u nju treba da bude uključena cena novog transformatora ili rekonstrukcija jezgra postojećeg – trenutni transformator podržava zamenu samo turbinskog pogona GB-2601).
• Operativni troškovi podrazumevaju godišnje troškove održavanja, obračunate u iznosu od 10 % od ukupnih investicionih ulaganja, kao i troškove električne energije.
Predlog 4.1 Zamena turbinskog pogona kondenzujućih turbina
elektromotorima
4. Zamena turbinskog pogona pumpi ili
kompresora elektromotorima sa
frekventnom regulacijom
4. Zamena turbinskog pogona pumpi ili
kompresora elektromotorima sa
frekventnom regulacijom
Predlog 4.1 Zamena turbinskog pogona kondenzujućih turbina elektromotorima
Pritisak na
ulazu
Pritisak
na izlazu
Kapacitet prerade
2,500,000 t/god 4,800,000 t/god
Turbina bar bar SH para,
t/h
Snaga,
kW
SH para,
t/h
Snaga,
kW
GB-2301 45 0.2 19 3850 23.7 4868
GB-2501 45 0.2 12 2140 14.7 2675
GB-2601 45 0.2 7 1720 8.74 2150
Ukupno 38 7,710 47.14 9,693
Investiciona ulaganja
za zamenu turbinskog
pogona GB-2601, Eur
Ušteda, Eur/god Vreme povratka
investicije
1,550,000 + 950,000
(oper. troškovi)
1,950,000 15 meseci
4. Zamena turbinskog pogona pumpi ili
kompresora elektromotorima sa
frekventnom regulacijom
Predlog 4.2 Zamena turbinskog pogona ostalih procesnih turbina elektromotorima
Investiciona
ulaganja, Eur
Ušteda,
Eur/god
Vreme povratka
investicije, meseci
Energana 1,450,000 +500,000 4,150,000 5
S-100 222,000 + 33,000 290,000 11
S-200 764,000 + 114,000 770,000 15
S-0250 183,000 + 46,000 590,000 5
S-2100 397,000 + 60,000 400,000 16
S-2300 464,000 + 118,000 2,000,000 3
S-2500 177,000 + 32,000 435,000 6
S-2950 2,500 + 350 6,000 5
S-2400 285,000 + 60,000 795,000 5
S-2600 16,500 + 12,000 882,000 1
4. Zamena turbinskog pogona pumpi ili
kompresora elektromotorima sa
frekventnom regulacijom
Predlog 4.2 Zamena turbinskog pogona ostalih procesnih turbina elektromotorima
Protok Snaga elektromotora
Para t/h kW
SH-SM 6.39 148
SH-SL 13 710
SM-SL 9.95 71.5
Investiciona ulaganja,
Eur
Ušteda, Eur/god Vreme povratka
investicije
4,000,000 +
970,000 (oper. troškovi)
10,360,000 7 meseci
5. Analiza rada sistema pratećeg grejanja
Osnovni problemi u sistemu pratećeg grejanja:
• neispravni odvajači kondenzata
• proboj bakarnih cevi u sistemu pratećeg grejanja
PREDLOZI REŠENJA:
Predlog 1. Zamena bakarnih cevi u sistemu pratećeg grejanja cevima od
ugljeničnog čelika
Broj intervencija na FCC 3,300
% broja intervencija usled propuštanja
bakarnih cevi 50
Broj dana za sanaciju jednog propuštanja 10
Protok pare na mestu curenja, kg/h 12
Gubici pare, t/god 4,752
Gubici pare, Eur/god 109,296
5. Analiza rada sistema pratećeg grejanja
PREDLOZI REŠENJA:
Predlog 2. Zamena sistema pratećeg grejanja parom električnim pratećim
grejanjem, na instrumentaciji i cevovodu.
Primer – zamena pratećeg grejanja na cevovodu dužine 100 m
(potrošnja: 700 t/god SL pare ili 20 kW električne energije)
Investiciona ulaganja,
Eur
Ušteda, Eur/god Vreme povratka
investicije
15,500 7,500 28 meseci
6. Optimizacija potrošnje pare za
predgrevanje vazduha u BC-2121
• U BC-2121 koristi se SL para za predgrevanje vazduha
• Zamenom SL pare SLS parom koja se proizvodi u peći
BA-2101 smanjila bi se potrošnja pare
SL para SLS para
Protok, kg/h 1500 190
Pritisak, barg 3.1 3.1
Temperatura, ºC 173 360
Raspoloživa energija, kW 22.25 22.25
Investiciona
ulaganja, Eur
Ušteda, Eur/god Vreme povratka
investicije
24,000 240,000 2 meseca
7. Regulisanje protoka vazduha na GB-
2101
• Na GB-2101 ne postoji regulacija protoka vazduha.
• Ugradnjom frekventnog regulatora moglo bi da se
uštedi do 40% potrošnje struje.
• Na godišnjem nivou ušteda bi iznosila 1584 MWh
električne energije.
Investiciona
ulaganja, Eur
Ušteda, Eur/god Vreme povratka
investicije
340,000 + 31,000
(oper. troškovi)
87,000 10 godina
9. Zamena razmenjivača toplote EA-305
A/B/C/D
• Ovi razmenjivači nisu optimalnih tehničkih karakteristika za
proces koji se u njima odvija (dolazi do prenosa toplote kroz
pinch), a dodatno zahtevaju 0.6 t/h pare za sprečavanje
samozapaljivanja
• U cilju povećanja efikasnosti razmenjivača potrebna je njihova
zamena novim aparatom – pločastim razmenjivačem toplote,
tipa Packinox, što bi dovelo do uštede goriva usled poboljšanja
toplotne razmene i saniranja problema prenosa toplote kroz
Pinch (za oko 8.2 MW), kao i potpuno anuliranje neraciomalne
potrošnje pare od oko 0.6 t/h.
Investiciona ulaganja,
Eur
Ušteda, Eur/god Vreme povratka
investicije
190,000 + 17,500
(oper. troškovi)
138,000 21 mesec
10. Predlozi zamene načina grejanja
rezervoara na S-0250
• Grejanje četiri sirovinska rezervoara se vrši spoljnim
grejačima, dok se FB-1605 greje sa uronjenim grejačem.
• Za grejanje se koristi oko 2.5 t/h pare.
PREDLOG REŠENJA: Zamena spoljnih grejača uronjenim grejačima sa termalnim uljem
Investiciona
ulaganja, Eur
Ušteda, Eur/god Vreme povratka
investicije
85,000 +
17,500 (oper.
troškovi)
575,000 2 meseca
12. Optimizacija rada energane
• U cilju optimizacije rada energane predlaže se nabavka
softvera, koji omogućava pronalaženje optimalnih
procesnih parametara za rad energane.
• Softver bi bio od velike pomoći prilikom prilagođavanja
rada energane promenama odnosa proizvodnje struje i
pare, kao i promenama režima rada procesnih postrojenja.
Investiciona ulaganja,
Eur
Ušteda, Eur/god Vreme povratka
investicije
150,000 + 10,000 (oper.
troškovi)
350,000 6 meseci
14. Optimizacija povezivanja linija pare i
potrošača u Manipulaciji
U Manipulaciji je zapažena velika i neracionalna potrošnja pare -
rešenje razvoda pare koje ne zadovoljava potrebe korisnika, što
dovodi do značajnih nedostataka u radu:
• korišćenje zajedničkih linija za sistem grejanja rezervoara, pratećeg
grejanja linija, kao i grejanja poslovnih zgrada unutar Manipulacije, što
u zimskom periodu dovodi do pada pritiska u sistemu SL pare (sa 4,5
barg do i niže od 1.5 barg),
• dolazi do hlađenja linija pare, pa i zaleđivanja koje je uslovljavalo česta
pucanja linija ili pucanja zaptivača na odvajačima kondenzata, nakon
čega bi posle pojačavanja pritiska u sistemu pare dolazilo do velikih
hidrauličkih udara, vibracija i pucanja instalacija,
• tehnološki problemi postizanja optimalnih uslova za transport visoko
viskoznih fluida, koji pri sniženoj temperaturi prave velike probleme
radu pumpi, itd.
Predložena rekonstrukcija bi obuhvatila:
• Instaliranje posebne grane koja bi služila za grejanje rezervoara za
sirovu naftu u bloku 12, ukupne zapremine oko 80 000 m3. U
dosadašnjem radu je blok 12 sa rezervoarima FB-1201/02/03/04 grejan
parom koja dolazi kao povratna linija sa postrojenja Bitumen S-0250,
gde je zbog sistema protivpožarne pare u istoj liniji zahtevan pritisak
od 2.5 barg. Kako se iz iste linije kod Autopunilišta – koje je mnogo
bliže bitumenu koristi para za grejanje rezervoara u bloku 17 (FB-
1701/02), dešava se da u zimskom periodu dolazi do velikih padova
pritisaka u liniji 10“-SL-10310, što stvara velike operativne probleme.
Takođe, iz te iste linije napojene su mnoge parne baterije „S“, iz kojih
se distribuira para za grejanje linija viskoznih fluida, pa se zbog pada
pritiska u manipulaciji dobija para pritiska 1-1.5 barg, umesto željenog
4 – 4.5 barg.
14. Optimizacija povezivanja linija pare i
potrošača u Manipulaciji
• Iz kolektora 4“-SL-10311 para bi se posebno (kontrolisano – novim
merilom protoka) slala ka velikim potrošačima u bloku 10 i 17, ukupne
zapremine 85,000 m3.
• Iz trećeg kolektora bi se posebnim merilom merio i kontrolisao protok
SL pare za grejanje linija pratećeg grejanja i poslovnih zgrada. Ovim bi
se omogućilo razdvajanje, ali i po potrebi obustavljanje grejanja
velikih rezervoara, koji u letnjim uslovima nemaju potrebu za
zagrevanjem, dok se neke linije (na pr. linije vakuum ostatka,
visbrekovanog ostatka, itd.) moraju grejati čak i leti jer se lako
stinjavaju (čak i pri 35 C).
14. Optimizacija povezivanja linija pare i
potrošača u Manipulaciji
14. Optimizacija povezivanja linija pare i
potrošača u Manipulaciji
PREDLOG MERA: Rekonstrukcija razvoda pare u cilju dobijanja funkcionalnijeg i
stabilnijeg rešenja grejanja rezervoara i pratećeg grejanja linija
Investiciona ulaganja,
Eur
Ušteda,
Eur/god
Vreme povratka
investicije
500,000 +
50,000 (oper. troškovi)
421,000 18 meseci
Održavanje sistema pare i kondenzata -
stalne mere RNP
16. Popravka izolacije cevovoda.
17. Popravka mesta curenja cevovoda sa parom.
18. Izolovanje ventila (zasuna) i cevnih elemenata na
cevovodima sa parom.
Rangiranje predloga
Napomena: Realizacija predloga 1 i 2 je neophodna zbog usklađivanja sa idejnim projektom
“Izgradnja linije za poliranje kondenzata”
R.B. PREDLOZI INVESTICIONA
ULAGANJA EUR
PERIOD POVRATA
ULAGANJA meseci
RANG/ REDOSLED
REALIZACIJE
1,2
Smanjivanje otparka u posudama kondenzata i
korišćenja toplote povratnog kondenzata
7,000,000 29 14
3 Rekonstrukcija i
održavanje odvajača kondenzata
69,834 1 4
Zamena turbinskog pogona kondenzujućih turbina elektromotorima
GB2301 3,477,100 14 7
GB2501 2,517,900 15 9
GB2601 1,558,700 20 15
4.1
ukupno 7,553,700 - -
Rangiranje predloga
R.B. PREDLOZI INVESTICIONA
ULAGANJA EUR
PERIOD POVRATA
ULAGANJA meseci
RANG/ REDOSLED
REALIZACIJE
Zamena turbinskog pogona ostalih procesnih turbina elektromotorima
energana 1,454,687 5 2
S-100 221,995 11 16
S-200 763,883 15 15
S-0250 182,988 5 6
S-2100 396,419 16 18
S-2300 463,845 3 3
S-2500 176,796 6 10
S-2950 2,275 5 14
S-2400 284,939 5 5
S-2600 16,270 1 1
4.2
ukupno 3,964,098 - -
5 Sanacija sistema pratećeg
grejanja, 100 m 15,333 28 19
Rangiranje predloga
R.B. PREDLOZI INVESTICIONA
ULAGANJA EUR
PERIOD POVRATA
ULAGANJA meseci
RANG/ REDOSLED
REALIZACIJE
6 Optimizacija potrošnje pare za predgrevanje vazduha u BC-2121
23,980 2 8
7 Regulisanje protoka
vazduha na GB-2101 340,000 119 21
9 Zamena razmenjivača toplote EA-305, a,b,c,d
189,565 21 20
10 Zamena načina grejanja rezervoara na S-0250
84,637 2 2
12 Optimizacija rada
energane 150,000 6 13
14 Optimizacija povezivanja linija pare i potrošača u
manipulaciji 500,000 18 17