Depunerile din rafinăria dumneavoastră: de ce costurile energetice sunt atât de ridicate și cum puteți remedia această problemă.

De ce este atât de importantă combaterea depunerilor: În operațiunile de rafinărie, menținerea unui transfer eficient de căldură este esențială pentru o performanță fiabilă și eficientă din punct de vedere energetic, însă depunerile rămân unul dintre cei mai comuni factori limitativi. Pe măsură ce materiale precum minerale, sedimente, produse de coroziune, materii biologice și substanțe organice dure se depun pe schimbătorul de căldură, acestea afectează performanța, timpul de funcționare al producției și consumul de combustibil, acumulându-se pe parcursul ciclului de viață al fiecărui produs.

Această acumulare treptată nu numai că degradează performanța schimbătorului de căldură, ci reduce și capacitatea generală a instalației de a recupera căldura în mod eficient. Pe măsură ce depunerile cresc, este necesară mai multă energie pentru a îndeplini aceleași sarcini de proces, ceea ce duce la un consum mai mare de combustibil, la creșterea costurilor de exploatare și la emisii mai mari de CO₂. Alegerea schimbătorului de căldură potrivit și controlul depunerilor printr-un plan de întreținere regulat sunt esențiale pentru menținerea performanței, reducerea costurilor și maximizarea eficienței energetice.

Acolo unde contează cel mai mult

Unitățile de distilare a țițeiului (CDU) se află în centrul operațiunilor de rafinare, separând țițeiul în diferite fracțiuni prin distilare atmosferică. Înainte de a intra în cuptor, țițeiul trece prin trenul de preîncălzire, o serie de schimbătoare de căldură proiectate să recupereze progresiv căldura din fluxurile fierbinți ale procesului și să reducă consumul total de energie.

 

În cadrul acestui circuit de preîncălzire, țițeiul este încălzit treptat, pas cu pas, fiecare schimbător contribuind la procesul de preîncălzire înainte ca creșterea finală a temperaturii să aibă loc în cuptor. Ultima poziție din circuit, chiar înainte de cuptor, este deosebit de critică, deoarece funcționează la cele mai ridicate temperaturi și, prin urmare, este cea mai sensibilă la efectele depunerilor și la pierderile de performanță.

Pe măsură ce ultimul echipament din lanț se încarcă cu depuneri, temperatura țintă (temperatura de intrare în serpentină, CIT) nu mai poate fi atinsă, iar în timp diferența continuă să crească. O scădere de 20 °C a CIT pe parcursul unui an, cauzată de depuneri, duce la o creștere de aproximativ 100 GWh a consumului cuptorului. Pe măsură ce ultimul echipament din lanț se înfundă, temperatura țintă (CIT) nu mai poate fi atinsă, iar diferența continuă să crească în timp. Această diferență trebuie, prin urmare, compensată de cuptor, ceea ce duce la o sarcină de funcționare mai mare a cuptorului. În consecință, acest lucru duce la un cost suplimentar cu combustibilul de aproximativ 5 milioane de euro și la o creștere a emisiilor cu aproximativ 20 700 de tone.

 

 

Cum să combateți definitiv depunerile

În funcție de echipament și de etapa procesului, diferitele mecanisme de formare a depunerilor necesită strategii de curățare diferite și planuri de întreținere adaptate pentru a optimiza performanța și a reduce la minimum opririle pentru întreținere. Deoarece alegerea metodei potrivite de curățare depinde de tipul depunerilor și de condițiile de funcționare, există câteva aspecte care trebuie luate în considerare înainte de curățare: tipul și gravitatea depunerilor, accesibilitatea, frecvența necesară de curățare și reducerea la minimum a timpului de nefuncționare în timpul întreținerii. Pentru a sprijini acest demers, Alfa Laval Service oferă programe de evaluare a performanței și de audit la fața locului, menite să evalueze cu precizie starea schimbătorului de căldură și să monitorizeze performanța acestuia în timp. Aceste evaluări ajută la identificarea pierderilor de performanță, la stabilirea intervalelor optime de curățare și la selectarea celor mai potrivite metode de întreținere. Pe baza rezultatelor, Alfa Laval oferă o gamă largă de soluții de curățare, atât la fața locului, cât și la unul dintre centrele noastre globale de service specializate.

 

Aceste metode de curățare includ:

 

• Curățarea mecanică / Curățarea cu jet de apă: Utilizată în principal pentru depuneri moi, precum nămol, noroi, depozite biologice sau reziduuri de hidrocarburi libere, această metodă de curățare folosește jeturi de apă cu debit mare pentru a îndepărta depozitele fără a deteriora suprafața de transfer termic. Este o soluție de întreținere rapidă și eficientă, care se utilizează în timpul opririlor.
• Curățarea cu jet de apă la presiune foarte ridicată (până la 600 bar): Această metodă este recomandată pentru depunerile cele mai dure și mai compacte, precum pirococsul, hidrocarburile polimerizate sau depunerile minerale puternic aderente. Jeturile de înaltă presiune sunt capabile să pătrundă și să îndepărteze depunerile dense, restabilind eficiența transferului de căldură.
• Curățarea chimică (în baie sau CIP – Cleaning In Place): Atunci când depunerile precum depunerile calcaroase, sărurile, produsele de coroziune sau reziduurile de hidrocarburi pot fi dizolvate chimic, aceasta este metoda de curățare potrivită. Curățarea CIP permite curățarea schimbătorului fără demontare, ceea ce reduce timpul de întreținere și întreruperile operaționale.
• Curățarea prin piroliză: Această metodă de curățare se aplică în principal în cazul depunerilor organice severe, a cocsului și a depunerilor de hidrocarburi polimerizate. Schimbătorul este încălzit în condiții controlate pentru a descompune termic depunerile în cenușă sau reziduuri fragile, care pot fi apoi îndepărtate cu ușurință pe cale mecanică.
• Curățarea cu ultrasunete: potrivită pentru componente delicate sau geometrii complexe, unde curățarea mecanică convențională este dificilă. În acest caz, se utilizează unde ultrasonice de înaltă frecvență pentru a crea bule de cavitație într-o baie de lichid, îndepărtând eficient particulele fine și depunerile din zonele greu accesibile, fără a deteriora echipamentul.

 

Următorul pas în monitorizarea digitală

Așadar, acum că știm că curățarea și întreținerea periodică sunt esențiale, următorul pas este să depistăm depunerile înainte ca acestea să devină o problemă. La Alfa Laval, avansăm continuu către soluții mai inteligente și mai eficiente din punct de vedere energetic, care depășesc întreținerea tradițională. Astăzi, monitorizarea digitală schimbă modul în care rafinăriile își gestionează schimbătoarele de căldură, în special modelul Compabloc. Prin valorificarea tehnologiei „digital twin”, a inteligenței artificiale (AI) și a deceniilor de expertiză, clienții noștri pot trece de la o gestionare reactivă a activelor la una proactivă. Această abordare nu numai că detectează și remediază depunerile înainte ca acestea să afecteze costurile sau performanța, dar deschide și noi orizonturi în materie de fiabilitate, eficiență și sustenabilitate. Cu informații în timp real și analize predictive, fiecare Compabloc poate funcționa la potențialul maxim, asigurând atingerea excelenței operaționale prin claritate bazată pe date, mai degrabă decât pe întâmplare.

 

Doriți să aflați mai multe despre cum puteți combate definitiv depunerile din rafinăria dumneavoastră?

Aflați mai multe despre serviciile Compabloc