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節(jié)能技術(shù)講座(參考版)

2025-02-20 02:28本頁面
  

【正文】 以南方某煉油廠的價(jià)格為例進(jìn)行分析。 另一方面也說明,新建裝置動力回收方案更合理,投資回收期比改造裝置動力回收短 。 投資回收期 : 低溫發(fā)電的年凈效益為 ,新建和改造裝置動力回收方案的簡單投資回收期分別為 , 。 低溫余熱電站的有關(guān)消耗及費(fèi)用如下: 冷卻水 3340t/h,年費(fèi)用 660萬元; 電站自耗電(包括熱水泵) 200kW,年費(fèi)用 72萬元; 熱水補(bǔ)充用除鹽水 ,年費(fèi)用 28萬元; 消耗 ,年費(fèi)用 40萬元。效益分析 效益 發(fā)電 3500kW,年效益 1260萬元;換熱器代替高壓空冷器后,減少風(fēng)機(jī)用電 160kW,年效益 。 投資 : 以 2023年投資概算價(jià)格為基準(zhǔn),新建加氫裂化裝置回收 41MW低溫位余熱(下稱新建裝置動力回收)和已有裝置改造回收(下稱改造裝置動力回收)兩種方案的動力回收系統(tǒng)工程投資見下表。 從安全角度講:在回收反應(yīng)流出物熱量的過程中,已經(jīng)投用了許多高壓換熱器、高低壓換熱器(如利用高壓分離器氣體熱量直接產(chǎn)生低壓蒸汽)和高壓空冷器,因此也不能認(rèn)為用高低壓換熱器(在回收大量低溫余熱時(shí),一般用水作介質(zhì),壓力在 以下,故使用高低壓換熱器)代替高壓空冷器就存在安全性的問題。如某 、冷高壓分離器流程,80℃ 以上反應(yīng)流出物余熱量達(dá) 。 高壓低溫余熱的利用分析 最近對加氫裂化反應(yīng)流出物采用水?dāng)U容發(fā)電的情況做了探討。 高壓低溫余熱一直沒有回收的原因主要有三個(gè): ( 1)是壓力高,換熱回收投資大; ( 2)由于壓力高,認(rèn)為運(yùn)行安全性差。 6. 3. 3 高壓低溫余熱的回收利用 前述的低溫余熱利用還僅是在低壓范圍內(nèi)。 由節(jié)能技術(shù)中心組織的某廠 350萬噸 /年處理量的節(jié)能規(guī)劃中,低溫余熱在回收利用后,所剩無幾。6. 3. 2 幾種低壓低溫余熱方式的節(jié)能效果 幾種低溫余熱利用方式的折能系數(shù)(定義為低溫?zé)崂盟娴囊淮文茉戳空嫉蜏責(zé)崃康陌俜直龋┮娤卤恚? 這兩個(gè)方面均會導(dǎo)致不合理的方案產(chǎn)生。 6. 3. 1 低溫余熱的回收利用原則 ( 1)首先改進(jìn)降低工藝用能,優(yōu)化工藝裝置換熱流程,盡量少產(chǎn)低溫余熱; ( 2)低溫余熱的回收和利用必須經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行可靠。 實(shí)際上,國內(nèi)大部分企業(yè)應(yīng)該說,已經(jīng)應(yīng)用了燃?xì)廨啓C(jī),即煙機(jī),只不過是分體罷了。 在一個(gè)年產(chǎn) 30萬噸合成氨廠,用一臺 10MW燃?xì)廨啓C(jī)帶動合成氨所需高壓空氣的壓縮機(jī),燃?xì)廨啓C(jī)排氣引至一段轉(zhuǎn)化爐中作燃燒用空氣,以減少轉(zhuǎn)化爐中的燃料耗量。國內(nèi)其它合成氨廠的能耗在 900 kg標(biāo)油 /噸氨左右。應(yīng)該說:大部分石化企業(yè)已應(yīng)用了燃?xì)廨啓C(jī) 以天然氣為原料的合成氨廠,一座年產(chǎn) 20萬噸、四座年產(chǎn) 30萬噸的合成氨廠應(yīng)用了燃?xì)廨啓C(jī),大大降低了能耗。燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率為輪機(jī)的熱效率為 %,加熱爐及余熱鍋爐回收,加熱爐及余熱鍋爐回收 52%,綜合效率綜合效率 %,4年可回年可回收投資。燃機(jī)排出的煙氣含氧 15%,溫度溫度 550℃ ,作為加熱爐的燃燒用的空氣,其顯熱相當(dāng)于提供加熱爐,作為加熱爐的燃燒用的空氣,其顯熱相當(dāng)于提供加熱爐 30%的燃的燃料,加熱爐煙氣經(jīng)脫料,加熱爐煙氣經(jīng)脫 Nox 后,在余熱鍋爐中回收后,在余熱鍋爐中回收 13t/h 。日本根岸煉油廠第一套日本根岸煉油廠第一套 600萬噸萬噸 /年常壓蒸餾裝置,加熱爐熱負(fù)荷為年常壓蒸餾裝置,加熱爐熱負(fù)荷為 6600萬萬kcal/h, 1987年和一臺年和一臺 12600kW的燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合。廣州分公司,裝有廣州分公司,裝有 2臺臺 WJ6G1燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組,燃用煉油廠干氣,配有余熱燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組,燃用煉油廠干氣,配有余熱鍋爐實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)供,于鍋爐實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)供,于 1995年投產(chǎn)。廣東湛江東興石化公司,裝有廣東湛江東興石化公司,裝有 6臺臺 WJ6G1燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組,并配有余熱鍋爐燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組,并配有余熱鍋爐實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn),已投產(chǎn)。據(jù)據(jù) 1996的資料報(bào)道,當(dāng)時(shí)全世界采用的資料報(bào)道,當(dāng)時(shí)全世界采用 Lummus技術(shù)使用燃?xì)廨啓C(jī)的乙烯裝置共技術(shù)使用燃?xì)廨啓C(jī)的乙烯裝置共有有 10家。廠中還裝有六臺 WJ6G1發(fā)電機(jī)組。(目前可能共裝有五臺可能共裝有五臺 SK15HE機(jī)組)。由于該地區(qū)周圍無電網(wǎng),故以該三臺機(jī)組組成的熱電站供應(yīng)全部所需的電和熱,平時(shí)投運(yùn)兩臺機(jī)組即可滿足生產(chǎn)用電的需要,另一臺備用。一種 燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)供的基本方案見下圖:工業(yè)應(yīng)用工業(yè)應(yīng)用目前我國石化企業(yè)中應(yīng)用燃?xì)廨啓C(jī)最多的是新疆澤普石油化工廠,裝有三臺目前我國石化企業(yè)中應(yīng)用燃?xì)廨啓C(jī)最多的是新疆澤普石油化工廠,裝有三臺英國英國 RR公司生產(chǎn)的公司生產(chǎn)的 SK15HE燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組,燃用天然氣,單機(jī)功率燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組,燃用天然氣,單機(jī)功率 ,效率,效率 33%,還有三臺帶煙道補(bǔ)燃器的余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽供熱,于,還有三臺帶煙道補(bǔ)燃器的余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽供熱,于 1989年投年投產(chǎn)。當(dāng)前 t3最高已達(dá) 1200~1300℃ , 簡單 循 環(huán) (無回 熱 )的壓 比達(dá) 15~30,燃?xì)?輪 機(jī)效率最高的已達(dá) 40%以上。 壓比和溫比對效率的影響 壓氣機(jī)中空氣出口壓力與進(jìn)口壓力之比稱為壓比 π ,燃燒室出口至透平進(jìn)口的燃?xì)鉁囟确Q為燃?xì)獬鯗?t3,溫比 τ 為 T3與大氣溫度 T1的比值。一般只有回收的余熱溫度高于 60 ℃ 及可回收的熱負(fù)荷大于 2023kW時(shí)才具有經(jīng)濟(jì)意義。 燕化 公司 橡膠廠 5000KW降膜吸收式 熱泵 , 熱 源溫度 為 90℃, 熱泵產(chǎn) 出 熱 水 110℃ 。 國外研究最多的是含有 TFE的工作流體,其中 TFEH20E181溶液和 TFEPyr溶液有較為滿意的效果。)的熱量 QA,吸收器 A中的濃溶液則經(jīng) H1放熱,并與蒸發(fā)器來的流體匯合經(jīng)節(jié)流閥 V降壓重新流入發(fā)生器 G。冷凝后的液體由液泵 P2升壓并經(jīng) H2吸熱形成壓力為 p1,溫度為 T1的過冷液,送入蒸發(fā)器 E,并在這里吸收溫度為 T1的低品位熱量 QE而蒸發(fā),蒸發(fā)后的蒸氣流入吸收器 A,而沒有蒸發(fā)的液體則經(jīng)節(jié)流閥 V降壓重新流入發(fā)生器 G,由發(fā)生器 G流出的稀溶液由液泵 P1升壓并經(jīng)換熱器H1預(yù)熱后打入吸收器 A,并在這里吸收由蒸發(fā)器流過來的制冷劑蒸氣,由于吸收劑在吸收制冷劑蒸氣時(shí)發(fā)生放熱效應(yīng),因此在吸收器 A中就放出品位較高的溫度為 T2(如 150~200℃ V— 節(jié)流閥A— 吸收器H H2— 換熱器 E— 蒸發(fā)器 典型的單級吸收式變熱器如下圖所示?!?的低溫?zé)嵘咧?150~200℃ ),使更低溫位( 20~50已經(jīng)發(fā)現(xiàn),有些企業(yè)在能量平衡后,只有大堆的表格和數(shù)據(jù),但分析與措施很少,實(shí)際上起不到能量平衡的作用。(6) 提出節(jié)能措施(5) 能量平衡分析 《石油化工能量平衡方法》中規(guī)定,按石化企業(yè)的用能三環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯總和分析,由于這幾年各企業(yè)普遍開展能量平衡的測試較少,相關(guān)指標(biāo)沒有可比性,故可根據(jù)實(shí)際情況,采用靈活的匯總方法。數(shù)據(jù)整理過程中,將需要三類數(shù)據(jù):測試數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、引用數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)應(yīng)相互結(jié)合,保證能量平衡結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。 在最后的測試過程中,應(yīng)統(tǒng)一指揮,分工負(fù)責(zé),盡量保證測試開始、結(jié)束時(shí)間、數(shù)據(jù)記錄時(shí)間及間隔的統(tǒng)一。 ( 3) 能量平衡測試實(shí)施隨著測試體系的確定,被測設(shè)備、測試項(xiàng)目、測點(diǎn)布置、數(shù)據(jù)采集、計(jì)算方法才能確定。也可以根據(jù)能源品種劃分為蒸汽平衡體系、電能平衡體系、燃料平衡體系和水平衡體系等。 人為地單獨(dú)劃分出來作為研究分析的對象稱為體系,體系具有一定的空間和邊界。 ( 2)制定能量平衡測試方案 確定加工的原料與產(chǎn)品、處理量,需要遵守的標(biāo)準(zhǔn)和原則,哪些設(shè)備與裝置是需要測試的,測試時(shí)間與進(jìn)度(石化企業(yè)一般能量平衡測試要求在二個(gè)月內(nèi)完成),測試體系的劃分, 收集主要耗能設(shè)備的設(shè)計(jì)與運(yùn)行技術(shù)參數(shù)、以及測試統(tǒng)計(jì)期(截止到能平結(jié)束,向前追溯一個(gè)整年度)的主要產(chǎn)品品種及數(shù)量、能源消耗量。5. 3 能量平衡工作步驟 一般分為以下 6個(gè)步驟。而且整個(gè)企業(yè)的測試階段不宜拖得太長,以避免測試數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)嚴(yán)重脫節(jié)的現(xiàn)象。 ( 4)分批測試,統(tǒng)一計(jì)算 對于大型復(fù)雜的企業(yè),在同一個(gè)時(shí)間對所有設(shè)備和裝置統(tǒng)一測試是不可能的,因此應(yīng)對所有測試設(shè)備分類,按先易后難原則分批測試。需要注意的是:兩種方法的測試條件與結(jié)果的偏差,應(yīng)根據(jù)有關(guān)設(shè)備及其標(biāo)準(zhǔn)作出明確的規(guī)定。 ( 3)正反結(jié)合,抓住重點(diǎn) 對設(shè)備的能量平衡測試原則上應(yīng)同時(shí)采用效率直接測定法(正平衡法)與效率間接測定法(反平衡法),并確定其中一種方法為主要方法。簡單的設(shè)備測試的數(shù)據(jù)比較少,容易掌握。 能量平衡測試并不是要對企業(yè)的所有設(shè)備和裝置都完全地進(jìn)行實(shí)測,應(yīng)該選擇主要耗能設(shè)備進(jìn)行實(shí)測,其它則只進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。對于重點(diǎn)設(shè)備、重點(diǎn)參數(shù),要采取各種直接或間接的方法盡可能做到實(shí)測;而對于一般情況,測試大困難時(shí),則采用根據(jù)日常生產(chǎn)數(shù)據(jù)或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行推算。 某些設(shè)備或數(shù)據(jù)的可測性是能量平衡現(xiàn)場測試的一大難點(diǎn)。 企業(yè)能量平衡是一項(xiàng)技術(shù)性強(qiáng)、涉及面廣、工作量很大的一項(xiàng)工作,工作周期較長,除了領(lǐng)導(dǎo)重視、技術(shù)力量充足、測試手段完善之外,掌握正確的測試方法非常重要。 5. 2 企業(yè)能量平衡的方法 均采用測試計(jì)算與統(tǒng)計(jì)計(jì)算相結(jié)合的方法。 ( 1)摸清企業(yè)的用能現(xiàn)狀; ( 2)分析企業(yè)及產(chǎn)品的用能水平; ( 3)摸清主要用能設(shè)備和工藝裝置的效率指標(biāo)、企業(yè)的能源利用率、能量利用率; ( 4)查清企業(yè)余熱資源和回收利用情況; ( 5)找出能量損失的原因、潛力,明確節(jié)能途徑,為節(jié)能規(guī)劃和節(jié)能改造提供依據(jù)。噸標(biāo)油。 高壓蒸汽背壓到高壓蒸汽背壓到 ,可凈多發(fā)電,可凈多發(fā)電 3850kW 。故可少用給,現(xiàn)改由過程物流供給。共產(chǎn)生 ,與多產(chǎn)高壓蒸汽,與多產(chǎn)中壓蒸汽改進(jìn)方案相比,少產(chǎn)中壓蒸汽改進(jìn)方案相比,少產(chǎn) 。 在分餾與吸收穩(wěn)定的換熱網(wǎng)絡(luò)中(包括外取熱器物流),窄點(diǎn)溫差為在分餾與吸收穩(wěn)定的換熱網(wǎng)絡(luò)中(包括外取熱器物流),窄點(diǎn)溫差為 ℃℃ ,窄點(diǎn)溫度為窄點(diǎn)溫度為158℃℃ ,平均傳熱溫差為,平均傳熱溫差為 45℃℃ (不包括冷卻與外取熱器)。 改造方案改造方案 2發(fā)生高壓蒸汽發(fā)生高壓蒸汽 以多產(chǎn)中壓蒸汽方案為基礎(chǔ),保持冷卻目標(biāo)不變。 與現(xiàn)狀方案相比,換熱區(qū)傳熱面積增大與現(xiàn)狀方案相比,換熱區(qū)傳熱面積增大 2970m2,投資增大約,投資增大約 300萬元,多萬元,多產(chǎn)的中壓蒸汽年效益約產(chǎn)的中壓蒸汽年效益約 536萬元,增加的投資半年即可收回,萬元,增加的投資半年即可收回, 年節(jié)能量為年節(jié)能量為 4200噸噸標(biāo)油??梢钥闯觯焊倪M(jìn)后,傳熱溫差明顯降低,產(chǎn)汽量增大,冷卻負(fù)荷減少。 分餾與吸收穩(wěn)定的換熱網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)后的總綜合曲線與現(xiàn)狀對比見下圖。多產(chǎn)中壓蒸汽。所需要時(shí)間不超過半天。的這兩項(xiàng)指標(biāo)明顯太大,存在較大的節(jié)能潛力?,F(xiàn)狀換熱網(wǎng)絡(luò)。已經(jīng)知道:對大型石化裝置使用窄點(diǎn)優(yōu)化分析換熱網(wǎng)絡(luò)是不經(jīng)濟(jì)的。從總綜合曲線上初看,似乎現(xiàn)狀換熱網(wǎng)絡(luò)的安排是合理的。 單獨(dú)對現(xiàn)狀的分餾與吸收穩(wěn)定換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行窄點(diǎn)計(jì)算后,窄點(diǎn)溫單獨(dú)對現(xiàn)狀的分餾與吸收穩(wěn)定換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行窄點(diǎn)計(jì)算后,窄點(diǎn)溫差為差為 43℃ ,有兩個(gè)窄點(diǎn),窄點(diǎn)溫度分別為,有兩個(gè)窄點(diǎn),窄點(diǎn)溫度分別為 120,277℃ ,不包括冷公用工,不包括冷公用工程的換熱區(qū)(下稱換熱區(qū))平均傳熱溫差為程的換熱區(qū)(下稱換熱區(qū))平均傳熱溫差為 ℃ ,冷公用工程為,冷公用工程為。所產(chǎn)的飽和蒸汽中,其中 82t/h在在余熱鍋爐中過熱,另余熱鍋爐中過熱,另 20t/h在內(nèi)取熱器中過熱。 104℃℃ 的除氧水的除氧水 ℃℃ 后,后,與再生煙氣換熱產(chǎn)生飽和蒸汽, 101t/h至外取器、油漿蒸汽發(fā)生至外取器、油漿蒸汽發(fā)生器和二中蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生飽和蒸汽。其中解吸塔底重沸物流由 源?!   ?.. 10 例題例題 某某 現(xiàn)狀的窄點(diǎn)分析現(xiàn)狀的窄點(diǎn)分析 在現(xiàn)有的換熱網(wǎng)絡(luò)中,使用除氧水在現(xiàn)有的換熱網(wǎng)絡(luò)中,使用除氧水 ,產(chǎn)生,產(chǎn)生 蒸汽蒸汽 102t/h。若需外部提供,則提供提供,則提供 HL段質(zhì)量的中壓蒸汽(段質(zhì)量的中壓蒸汽( FH== BD,即,即 FH段由工藝物流段由工藝物流產(chǎn)生的中壓蒸汽提供),產(chǎn)生的中壓蒸汽提供), KJ段熱量則由加熱爐提供。因此應(yīng)首先使用 AC段熱量的低壓蒸汽,再使用段熱量的低壓蒸汽,再使用 BD段熱量的中壓蒸汽;段熱量的中壓蒸汽;   由于   由于 AC>> EG,所以產(chǎn)生的低壓蒸汽將有剩余;,所以產(chǎn)生的低壓蒸汽將有剩余;   由于   由于 BD<< FL,所以工藝物流產(chǎn)生的中壓蒸汽不夠。因此應(yīng)首先產(chǎn) BD段熱量的中壓蒸汽,再產(chǎn)段熱量的中壓蒸汽,再
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