化工园区蒸汽梯级使用研究与实践

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1 园区蒸汽管网简介
蒸汽做为化工生产的重要动力,其本身的形态又有着多种变换,热能在蒸汽的各种形态中分工各不相同。蒸汽在设计、运输、使用、回收等各个环节都存在优化空间。
大榭开发区在万华化学(宁波)有限公司试点的国家循环化改造示范项目“能源梯级利用”效益显著,年增经济效益超过2亿元,年节能量折合2万吨标煤。公司是大型化工园区,园区内部一般有多处副产蒸汽,副产40S、30S、25S、10S、8S、4S、2S等七种不同品质的蒸汽,蒸汽管网纵横交错,关联性强,操作复杂。在蒸汽梯级利用方面有着非常典型的做法并取得客观的效益。
2 几种蒸汽梯级利用典型做法2.1 煤气化尾气焚烧发蒸汽
煤造气装置每小时产生13万方以上的水煤气,其中包括H 2、CO和甲醇合成气,公司从煤造气装置投运以来,逐年提升水煤气利用效率,截至到2014年为止,水煤气利用效率已提升至97%,剩余的3%约4000方/时的气体作为固定放空废气。通过技改将该部分的固定放空气体(主要是CO、氢气)通入至焚烧锅炉进行燃烧,生产15吨40公斤级的蒸汽,年产量12万吨,年节能量折合1万多吨标煤,年产生经济
效益约3000万元。
2.2 园区蒸汽梯级利用
2.2.1 提高10S管网安全阀压力,优先使用副产10S
将原10S 管网压力安全阀压力由1.06M P a 校正为1.15MPa,使热电的10S蒸汽压力尽量控制在1.1MPa以下,让装置优先使用副产10S蒸汽。
2.2.2 5S梯级使用
使用25S的装置内部需要消耗由40s减压过来的30S,30S与25S的蒸汽品质相差不大,如果使用25S代替30S,不仅可以减少10S放空量还可以减少40S外购量。
副产25S参数见表:
合成氨参数合成甲醇参数流量(t/h)8
1523压力(Mpa)  2.6(绝压)  2.6(绝压)  2.6(绝压)温度(℃)298225248焓值(KJ/kg)
3001
软硬件协同设计2802
2871
A换热器
在未使用25S之前,该换热器使用40S减压成21S使用,蒸汽的相关参数见表:
参数数值参数数值流量(t/h)10流量(t/h)10压力(MPa)  3.1(绝压)压力(MPa)  2.2(绝压)温度(℃)250温度(℃)234焓值(KJ/kg)
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焓值(KJ/kg)双氧水稳定剂
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减压前后蒸汽总焓值未发生变化,过热的21S在换热过程中使用不仅浪费“显热”,“潜热”也不如25S,因此,考虑将该处变换成25S(2.6MPa,234℃)进行换热。
M产品塔底换热器
一体机教学在未使用25S之前,该换热器使用40S减压成17S使用,蒸汽的相关参数见表:
参数
数值参数数值流量(t/h)25流量(t/h)25压力(MPa)  3.1(绝压)压力(MPa)  1.8(绝压)温度(℃)250温度(℃)226焓值(KJ/kg)铅笔加工
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焓值(KJ/kg)
2851
与胺换热器类似,该处存在热量的浪费和使用不合理现象。同样,考虑将该处变换成25S(2.6MPa,234℃)进行换热。
2.3 溴化锂制冷与电制冷结合
在生产负荷变化时,往往会导致有富余的低压蒸汽量,将这部分的富余蒸汽通入溴化锂机组制冷水。在蒸汽没有富余量的时候,启动电制冷机组,最大程度的降低产品能耗。年利用富余蒸汽约5万吨,年节能量折合约5000吨标准煤,年经济收益1000万元。
2.4 园区蒸汽管网进行优化改造
对园区10公里长的蒸汽管网进行优化改造,充分利用副产蒸汽供热,年减少成本支出3200万元,年节能量3200吨标煤,在蒸汽有富余量时还向园区相关企业出售30吨时10公斤级的蒸汽,产生效益3500万元/年。
3 结论
1)不同等级蒸汽发挥不同的作用,是优化蒸汽消耗的重要原则。相同压力的过热蒸汽比饱和蒸汽的有效能大,使得蒸汽有效能最大化,高压蒸汽减温、减压是蒸汽系统的平衡补充。
2)蒸汽余热发电机组在生产过程中可以实际应用,余热余压的蒸汽通过螺杆动力机将热能转换为机械能,驱动发电机发电,产生电能;相比传统的减温减压饱和器,运转蒸汽余热发电机组可将余热回收,能源回用效率达70%。
3)蒸汽减温减压后蒸汽品质相对降级,使用价值变低,合理使用蒸汽不但着眼于蒸汽的热量利用,更应着重蒸汽有效能的充分利用。
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参考文献
[1] 伊新,郁鸿凌,李明君,等.蒸汽梯级利用技术在大型蒸汽管网系统中的应用[J].上海理工大学学报,2010,3(3).
[2] 尹辉.炼化企业低温热系统与蒸汽系统优化改造分析[D].大连理工大学,2013.
[3] 王娟,陈贵军.蒸汽梯级利用及余热回收[J].节能,2014,8(5).
化工园区蒸汽梯级使用研究与实践
王文波
万华化学(宁波)有限公司 浙江 宁波 315800
摘要:对于大型化工园区生产,蒸汽的平衡及优化对园区稳定生产及低成本运行是至关重要的。园区多个化工生产单元中因副产蒸汽和使用蒸汽压力不匹配,存在着减温减压降低有效能的情况。本文主要以化工园区实现利用尾气多副产蒸汽及副产高压饱蒸汽梯级利用、高压减压到低压蒸汽过程中能量利用,实现园区公用工程的循环经济。
关键词:尾气副产蒸汽 园区蒸汽梯级利用 螺杆膨胀发电

本文发布于:2024-09-21 22:07:18,感谢您对本站的认可!

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