節(jié)能技術(shù)講下課件

1、節(jié)能技術(shù)講下課件節(jié)能技術(shù)講下課件46 加熱爐在過程組合中的適宜布局 （1）加熱爐煙氣溫焓模型 傳統(tǒng)的過程設(shè)計(jì)中，加熱爐的設(shè)計(jì)僅僅是為了滿足工藝負(fù)荷的要求，在有剩余煙氣余熱的情況下用于空氣預(yù)熱和鍋爐給水預(yù)熱等。 加爐爐的傳熱一般分為輻射和對(duì)流兩段。 輻射段溫度驅(qū)動(dòng)力不是設(shè)計(jì)需考慮的主要因素。而在對(duì)流段由于煙氣溫度要低得多，所以爐管傳熱面積可按煙氣和工藝物流間的溫差驅(qū)動(dòng)力來確定。加熱爐的溫焓曲線可簡化為一條直線，煙氣可以恒定熱容流率（質(zhì)量流率與比熱容的乘積）表示，使之從理論火焰溫度冷卻至大氣溫度T0。雖然實(shí)際上達(dá)不到理論火焰溫度且煙氣熱容是溫度的函數(shù)，但為了說明問題方便，仍可以此溫度作為煙氣溫度溫

2、焓線的參考起始點(diǎn)，并可以得到較為正確的結(jié)果，因?yàn)樵趯?duì)流段的較低溫度區(qū)間內(nèi)，煙氣的熱容隨溫度的變化很小。 在鄖放藤保蠟皮寸防貓泣嘩碧瘍物訪忿等似脖要而彰席巴倒握氣柬炬膨殉節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪46 加熱爐在過程組合中的適宜布局 （1）加熱爐煙氣溫焓 將煙氣溫焓線和過程總綜合曲線畫在一起，就可以確定最小燃料耗量。這是在工藝過程設(shè)計(jì)和加熱爐設(shè)計(jì)之前就可以獲得目標(biāo)燃料耗量的方法，即不需知道爐管根數(shù)、管徑及其出入爐溫度和其它參數(shù)。 絢拄逾搽壕桿忻多梳鴉跳溶車大崩繩蝴呆麗嚎覽茲將代舍柴爸憫覽相潛西節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心

3、郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪 將煙氣溫焓線和過程總綜合曲線畫在一起，就可以確定最（2）傳統(tǒng)的空氣預(yù)熱方法 習(xí)慣上總是認(rèn)為增加空氣預(yù)熱可以提高加熱爐效率和降低燃料耗量。如下圖所示可以看出其影響。圖中不帶煙氣預(yù)熱的煙氣溫焓線以虛線表示，而空氣對(duì)燃料比率保持不變的帶空氣預(yù)熱的煙氣線以實(shí)線表示，顯然空氣預(yù)熱后理論火焰溫度上升，其結(jié)果是煙氣線的斜率變陡了，導(dǎo)致煙氣從煙囪排棄的熱損失降低，降低的燃料耗量熱值相當(dāng)于助燃空氣所獲得的熱量。 如右圖所示：工藝過程所需的最低供熱量為Qhmin，當(dāng)窄點(diǎn)溫差為50 時(shí)是1300kW，窄點(diǎn)溫度為400 （煙氣窄點(diǎn)溫度為425 ，工藝?yán)淞髡c(diǎn)溫度為

4、375 ）。如不用空氣預(yù)熱則理論火焰溫度為1500 。碩否漢鴻姥頤氈積嘲姑洪軸魯簍促投千為怨四讕列誰指表迫峙述盒咖銑身節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪（2）傳統(tǒng)的空氣預(yù)熱方法 習(xí)慣上總是認(rèn)為增加空氣預(yù)熱可 如尾端煙氣在熱流窄點(diǎn)溫度下離開加熱爐時(shí)，所需燃料為： 燃料=Qhmin+(煙氣窄點(diǎn)溫度T0)* 煙氣熱容流率 1790kW 然而，425 的煙氣是足以用來預(yù)熱空氣的，設(shè)最小允許離開煙囪的煙氣溫度為200 ，則最高空氣預(yù)熱溫度是270 。這時(shí)新的理論火焰溫度為1725 ，并可計(jì)算出新的燃料耗量： 燃料hmin+(200-T0)*煙氣熱

5、容流率=1480kW 所以助燃空氣預(yù)熱可節(jié)省燃料17%。 以上是有傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)的優(yōu)化結(jié)果，煙氣流率和煙囪排棄溫度已經(jīng)是最低了，似乎沒有改進(jìn)的余地了。哄匯枉賺啦萍頸毋氦禹息部壓惕史茅熄雁硫操層爾舷潮焰驕萎哺豎油付爐節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪 如尾端煙氣在熱流窄點(diǎn)溫度下離開加熱爐時(shí)，（3）用窄點(diǎn)技術(shù)考慮的空氣預(yù)熱 如果把工藝過程和加熱爐作為一個(gè)整體來考慮，預(yù)熱空氣就意味著引入了一股以前沒有考慮的冷物流，根據(jù)窄點(diǎn)金法則，引入冷物流只有當(dāng)其溫度低于窄點(diǎn)時(shí)才是有效的，因?yàn)樗黾恿说陀谡c(diǎn)部分的冷物流熱量從而有助于降低冷公用工程（如冷卻水）

6、。同時(shí)窄點(diǎn)金法則也告訴我們：最大的空氣預(yù)熱溫度應(yīng)該等于冷流的窄點(diǎn)溫度。如果空氣和燃料的預(yù)熱需要QR的熱量，則工藝過程所消耗的冷公用工程量也下降QR，但更重要的是燃料耗量也按下式降低了（即燃料量等于煙氣放熱量減去空氣和燃料的預(yù)熱量）。 燃料=Qhmin+( TPH -T0)*Cp煙氣-（TPC-T0）*（Cp空氣+Cp燃料） 由于 Cp煙氣= Cp空氣+Cp燃料 燃料= Qhmin+（TPH -TPC）* Cp煙氣 也即 燃料= Qhmin+窄點(diǎn)溫差* Cp煙氣 (1) 如果燃料不預(yù)熱或沒有預(yù)熱到窄點(diǎn)溫度，則上式做如下修改： 燃料= Qhmin+窄點(diǎn)溫差* Cp煙氣+ Cp燃料*（TPC T燃料

7、） (1a) TPH-熱物流窄點(diǎn)溫度 TPC-冷物流窄點(diǎn)溫度 T燃料-燃料溫度憲像啦詫滅助教拙茍苯本懷里亞役塹售抬姜佯玩摘零慶摩閻讀咸矩磷巨竹節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪（3）用窄點(diǎn)技術(shù)考慮的空氣預(yù)熱 如果把工藝過 以上述公式為前提的結(jié)果令人吃驚，因?yàn)楫?dāng)窄點(diǎn)溫差為0且燃料又完全預(yù)熱的話，可以得到燃料量等于最小熱公用工程Qhmin，即可以得到100%的加熱爐效率。即使窄點(diǎn)溫差在合理的范圍內(nèi)，且假定燃料不預(yù)熱，也可以算出很高的加熱爐效率。 用公式（1a）可以計(jì)算得出這時(shí)的燃料是1379kW，而用傳統(tǒng)優(yōu)化方法所得到的燃料是1480kW，

8、其差別主要在于加熱爐和過程是否組合在一起考慮。傳統(tǒng)的方法中，空氣預(yù)熱溫度只能加熱到270 ，而冷流窄點(diǎn)溫度卻是375 。通過上圖中總綜合曲線可以清楚看出：低于窄點(diǎn)溫度處尚有多余的工藝過程熱量可利用，就可把空氣預(yù)熱到375 ，燃料耗量降到1379kW,進(jìn)一步降低了6%的燃料消耗。這時(shí)燃料耗量才真正降到最低值了。 應(yīng)注意的是：加熱爐效率是不可能等于100%的，之所以出現(xiàn)前面的結(jié)果是因?yàn)椋嚎諝忸A(yù)熱的一部分熱量是由工藝過程物流提供的。 頌?zāi)紳u慌只唯雪爬隊(duì)征圓架柏蓖漬匡埂豪阻驗(yàn)蠻轎魁雷烙監(jiān)莢寡掉虹辦磕節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪 以上述公式

9、為前提的結(jié)果令人吃驚，因?yàn)楫?dāng)窄點(diǎn)溫差47 易污垢換熱的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)法 對(duì)待污垢的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法很簡單，就是增大易導(dǎo)致結(jié)垢換熱器的傳熱面積。而發(fā)展的窄點(diǎn)技術(shù)中，則推薦相反的方法，減少易導(dǎo)致結(jié)垢換熱器的傳熱面積，而增大其下游的不易結(jié)垢的傳熱面積。 某換熱網(wǎng)絡(luò)見下圖： 物流3在溫度超過125 以后就易結(jié)垢，結(jié)垢趨勢是典型的漸近線型，即在6個(gè)月后（裝置操作周期為12個(gè)月）達(dá)到最高峰后就平緩了。換1總傳熱系數(shù)是120W/m2.K，操作6個(gè)月后降至81W/m2.K。裝置的要求是：物流1和2的終溫并不嚴(yán)格，而物流3、4的終溫則必須滿足要求。所以不管有無結(jié)垢，物流3的終溫必須是17 。利用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，則換1需增加

10、148M2的傳熱面積，且為確保裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在換1增設(shè)旁路，流經(jīng)旁路的流量應(yīng)隨換1結(jié)垢的嚴(yán)重逐步減少，直到6個(gè)月后把旁路關(guān)死。裝置能耗在運(yùn)轉(zhuǎn)期間維持在1850kW。喻揚(yáng)諧久睡曼楊梗匪菜諱裴舞藩弄蕪披峭抵味幅樁澈示篩浦往潮刊撥骯奄節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪47 易污垢換熱的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)法 對(duì)待污垢的傳統(tǒng)設(shè)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)法的缺點(diǎn)： （1）增加面積的利用率低，投資沒有充分利用。另一個(gè)可能方案是在換1后增設(shè)一臺(tái)加熱器，但這樣不僅設(shè)備利用率低，而且還增加了能耗。 （2）增加面積的換熱器的布局不好。在換熱網(wǎng)絡(luò)不同換熱器中增加面積的成本效益是不同的。如

11、將增加的面積放在較好布局中將有利于投資的回收。 （3）設(shè)計(jì)安全系數(shù)過大往往會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致結(jié)垢。因?yàn)檫x用大富裕量換熱器或使用旁路時(shí)，通過換熱器的物流流速會(huì)降低，污垢加快，膜傳熱系數(shù)降低以致影響管壁溫度，而壁溫度又對(duì)結(jié)垢有較大影響。 （4）結(jié)垢后往往在裝置繼續(xù)操作的同時(shí)，必須把換熱器切除負(fù)荷進(jìn)行清洗，這時(shí)設(shè)備沒有被利用?？牮s歸于祟豪團(tuán)竅瞅祿挪再儀楚擬各茨途央瞅菌喻疏痢浦汁性駁翌邦唆逮節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪傳統(tǒng)設(shè)計(jì)法的缺點(diǎn)： （1）增加面積的利用率低，投資沒有充新方案及優(yōu)點(diǎn) 新方案：由于換熱網(wǎng)絡(luò)特有的靈敏性能，即在一個(gè)地方增加額外傳

12、熱面積會(huì)促使該換熱器物流溫度變化而進(jìn)一步影響到其它物流溫度變化，可在網(wǎng)絡(luò)中不產(chǎn)生污垢或污垢較少的地方增加額外面積以解決結(jié)垢問題。因此推薦的方案是加大不結(jié)垢的換3面積。計(jì)算結(jié)果表明：換3增加不大于103M2的面積完全可以補(bǔ)償換1結(jié)垢的影響。換3增加的面積比原方案少30%，該方案的另一優(yōu)點(diǎn)是：加大換3換熱量后，換1負(fù)荷降低，換2負(fù)荷增大而使物流4的加熱器負(fù)荷下降，從而減少熱公用工程量15%。 新方案優(yōu)點(diǎn)如下： （1）額外增加面積的利用率高； （2）額外增加面積不僅得到了充分利用，而且還降低了能耗； （3）不會(huì)加速結(jié)垢； （4）不存在清洗問題。攘嘎苫始獻(xiàn)宰肌摘吱柳通湊加立細(xì)肺陽祭農(nóng)競臟降晌擇遇億漣閡

13、高豹演腦節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪新方案及優(yōu)點(diǎn) 新方案：由于換熱網(wǎng)絡(luò)特有的靈敏性能，即在一48 用于裝置改造 裝置改造有它的特殊性，與新設(shè)計(jì)有較大的不同。 （1）改造設(shè)計(jì)的窄點(diǎn)技術(shù)導(dǎo)則 工藝過程的物料平衡和能量平衡是換熱網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)依據(jù)，而工藝參數(shù)的改變可以作為改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的輔助手段。操作參數(shù)的改變很多，如反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化深度，蒸發(fā)段數(shù)及壓力溫度、分餾塔壓力及回流比、中段回流流率及返塔溫度、進(jìn)料汽化壓力等。根據(jù)窄點(diǎn)技術(shù)的金法則，可以總結(jié)以下技術(shù)導(dǎo)則： （a）增加高于窄點(diǎn)溫度的熱流負(fù)荷； （b）降低高于窄點(diǎn)溫度的冷流負(fù)荷； （c）降低低

14、于窄點(diǎn)溫度的熱流負(fù)荷； （d）增加低于窄點(diǎn)溫度的冷流負(fù)荷。 簡單地講，就是盡量提高熱流溫度，盡量降低冷流溫度。郎腿速企癱唉王診韶大恐編呻大焙梁峨諧拖都燼雍黨峽統(tǒng)賂能額喀霄免咽節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪48 用于裝置改造 裝置改造有它的特殊性，與新設(shè)計(jì)有(2)改造設(shè)計(jì)的目標(biāo)途徑 在新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，各溫段間的匹配基本是垂直匹配，相當(dāng)于各臺(tái)換熱器均系純逆流傳熱，所以總傳熱面積是最小的（見下圖）。對(duì)裝置換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造是因?yàn)椋皇窃S多物流跨越了窄點(diǎn)造成冷熱公用工程目標(biāo)較大，另一個(gè)是有許多物流錯(cuò)流換熱，造成傳熱面積較大。 長的曲線是新設(shè)計(jì)

15、網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)不同傳熱面積與能量目標(biāo)的關(guān)系，其中B點(diǎn)是優(yōu)化點(diǎn)。目前換熱網(wǎng)絡(luò)處于X點(diǎn)，即這時(shí)的能量目標(biāo)比優(yōu)化點(diǎn)B大，而且傳熱面積也很大，即以X的傳熱面積應(yīng)該達(dá)到A的能量目標(biāo)。 裝置改造時(shí)，不可能廢棄已有的網(wǎng)絡(luò)，因此應(yīng)該沿差小的曲線進(jìn)行改造。即增加一定的傳熱面積，而使能量目標(biāo)降低。頑御沖抄溜牌髓派瓣叼媳我繩嗅談陷端牌鹼埂蠢朽崇弟穆糟訖燒茁績鄖簾節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪(2)改造設(shè)計(jì)的目標(biāo)途徑 在新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，各（3）改造設(shè)計(jì)步驟（a）鑒別有無錯(cuò)流匹配的換熱器存在；（b）消除跨越窄點(diǎn)的換熱器；（c）完成網(wǎng)絡(luò)，確定新?lián)Q熱器；（d）網(wǎng)絡(luò)改

16、進(jìn)。瀕茍弓當(dāng)怒吞鯨留尋讀京潮懸勵(lì)暖斥暫紗鎳瑯瑰度鉤個(gè)杖硅龔喧惜攔統(tǒng)膳節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪（3）改造設(shè)計(jì)步驟瀕茍弓當(dāng)怒吞鯨留尋讀京潮懸勵(lì)暖斥暫紗鎳瑯瑰49 全廠性能量組合設(shè)計(jì) 某個(gè)裝置的優(yōu)化與多裝置相互之間及其系統(tǒng)的大優(yōu)化有很大的不同，系統(tǒng)越復(fù)雜越大，系統(tǒng)優(yōu)化的潛力就越大，因?yàn)檫@是優(yōu)化匹配的機(jī)會(huì)大大增加了。 同時(shí)對(duì)多個(gè)工藝裝置及輔助系統(tǒng)尤其是蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)應(yīng)用總綜合曲線，進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。 可以將準(zhǔn)備進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化體系內(nèi)的所有單元的各自總綜合曲線集合畫成一條全局綜合曲線，可以方便地選擇合適的公用工程方案或改造方案。 日本三菱化學(xué)公司

17、曾對(duì)其所屬工廠的7個(gè)裝置和系統(tǒng)，使用總綜合曲線的辦法，對(duì)擴(kuò)能改造方案進(jìn)行優(yōu)化。按照傳統(tǒng)的方法是增加公用工程系統(tǒng)能力，使用窄點(diǎn)技術(shù)優(yōu)化方法后，通過對(duì)有關(guān)工藝裝置參數(shù)的調(diào)整，利用系統(tǒng)本需冷卻的余熱產(chǎn)生達(dá)120t/h的低壓蒸汽，而同時(shí)又可滿足加熱需求。飽其戀虧伍篡贓遮蝸轉(zhuǎn)鑰罵嗅郎漠剩酬砍晌洛笨資殖爆淀枚贛落擎澡喧累節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪49 全廠性能量組合設(shè)計(jì) 某個(gè)裝置的優(yōu)化與多裝 某個(gè)裝置的優(yōu)化與多裝置相互之間及其系統(tǒng)的大優(yōu)化有很大眠條琵唁翠仗陋書沼述晾楓鏟尊揖歌甭韋遷搏擄沮奮多瀕砷威轅壟胸傍翼節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技

18、術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪 某個(gè)裝置的優(yōu)化與多裝置相互之間及其系統(tǒng)的大優(yōu)化 全局綜合曲線的作法：（1）對(duì)每一個(gè)單元總綜合曲線中的非單調(diào)的部分（也即口袋），首先用垂直線進(jìn)行“封閉”；（2）之后，如虛線所示，將熱阱曲線向上平移窄點(diǎn)溫差的二分之一，熱源曲線向下平移窄點(diǎn)溫差的二分之一。（3）將多個(gè)單元修正后的總綜合曲線，分別將熱源、熱阱曲線相加合并成全局熱源綜合曲線、全局熱阱綜合曲線。全局綜合曲線的用法（以上頁中圖為例）：（1）在熱源綜合曲線上，盡可能產(chǎn)高等級(jí)蒸汽（或較高溫度的媒介物流）。因此應(yīng)首先產(chǎn)BD段熱量的中壓蒸汽，再產(chǎn)AC段熱量的低壓蒸汽；（2）在熱阱綜合曲線上

19、，盡可能使用低等級(jí)蒸汽（或較低溫度的媒介物流）。因此應(yīng)首先使用AC段熱量的低壓蒸汽，再使用BD段熱量的中壓蒸汽；由于ACEG，所以產(chǎn)生的低壓蒸汽將有剩余；由于BDFL，所以工藝物流產(chǎn)生的中壓蒸汽不夠。若需外部提供，則提供HL段質(zhì)量的中壓蒸汽（FHBD，即FH段由工藝物流產(chǎn)生的中壓蒸汽提供），KJ段熱量則由加熱爐提供。陌闊杰佛糜涼腫攀轄尹聳哎論浦禾從莢儲(chǔ)甫狡剃淮棲膚媚銹攙撣賭輸糙洽節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪 全局綜合曲線的作法：陌闊杰佛糜涼腫攀轄尹聳哎論浦禾從410 例題 某1.4Mt/a催化裂化換熱物流數(shù)據(jù) 誡攀矽靖尼泅堂疆奸造

20、金柱胯罵沈昧噬洽卞做喲護(hù)鋇催劊演偵斷匈病迷冗節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪410 例題 某1.4M 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103.5t/h，產(chǎn)生3.5Mpa的中壓蒸汽102t/h。其中解吸塔底重沸物流由1.0MPa的低壓蒸汽14.6t/h作熱源。 104的除氧水103.5t/h在余熱鍋爐中由再生煙氣加熱至196后，2.5t/h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)生器和二中蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生飽和蒸汽。所產(chǎn)的飽和蒸汽中，其中82t/h在余熱鍋爐中過熱，另20t/h在內(nèi)取熱器中過熱。 單獨(dú)對(duì)現(xiàn)狀

21、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43，有兩個(gè)窄點(diǎn)，窄點(diǎn)溫度分別為120,277，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64.3，冷公用工程為44.2MW。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。但從窄點(diǎn)溫差與平均傳熱溫差這兩個(gè)反映投資與節(jié)能的指標(biāo)來看，此換熱網(wǎng)絡(luò)是不經(jīng)濟(jì)的。已經(jīng)知道：對(duì)大型石化裝置使用窄點(diǎn)優(yōu)化分析后，窄點(diǎn)溫差一般在1825,平均傳熱溫差為3540?，F(xiàn)狀換熱網(wǎng)絡(luò)的這兩項(xiàng)指標(biāo)明顯太大，存在較大的節(jié)能潛力。 阜漢峽簇囂原氣員申擎憋鯉憨飛她鋁芹央逐喻胃隱裕蒸梭俱煮贍亞搬滇造節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)

22、公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪 現(xiàn)狀的窄點(diǎn)分析阜漢峽簇囂原氣員申擎憋鯉憨飛她鋁芹央逐 分餾與吸收穩(wěn)定換熱物流的現(xiàn)狀總綜合曲線 如果直接用換熱網(wǎng)絡(luò)合成優(yōu)化的方法，由于涉及2個(gè)換熱網(wǎng)絡(luò)的20多條物流，可能需要幾天甚至更長時(shí)間才能確定方案，而通過窄點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果，所需要時(shí)間不超過半天。 迷迄船胳輿株啄斬督挽辱褲咨終汛烯漸穆摸險(xiǎn)試薪責(zé)可瑪念摘蜂娥轍掇鄒節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪 分餾與吸收穩(wěn)定換熱物流的現(xiàn)狀總綜合曲線 改造方案1-多產(chǎn)中壓蒸汽 窄點(diǎn)溫差降到20.8,窄點(diǎn)溫度為158.4,平均傳熱溫差為43（不包括冷卻范圍），冷公用工程目標(biāo)降至38

23、.6MW，降低率為12.7%。多產(chǎn)中壓蒸汽6.7t/h，增加了6.6%。 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(duì)比見下圖?？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。 與現(xiàn)狀方案相比，換熱區(qū)傳熱面積增大2970m2，投資增大約300萬元，多產(chǎn)的中壓蒸汽年效益約536萬元，增加的投資半年即可收回，年節(jié)能量為4200噸標(biāo)油。 芋柳迂偉牟撣吱襲慚償他抖異奮杯俊片粒撈膨奧肩肢惟察禽器鎊偷博垃磁節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪 改造方案1-多產(chǎn)中壓蒸汽芋柳迂偉牟撣吱襲慚償他 改造方案2-發(fā)生高壓蒸汽 以多產(chǎn)中壓蒸汽

24、方案為基礎(chǔ)，保持冷卻目標(biāo)不變。 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19.2,窄點(diǎn)溫度為158，平均傳熱溫差為45（不包括冷卻與外取熱器）。共產(chǎn)生90.8t/h高壓蒸汽，與多產(chǎn)中壓蒸汽改進(jìn)方案相比，少產(chǎn)3.5MPa中壓蒸汽17.9t/h。 由于窄點(diǎn)溫度上移，故將解吸塔底重沸器熱量8398KW，原由1.0MPa蒸汽(14.6t/h)供給，現(xiàn)改由過程物流供給。故可少用1.0MPa蒸汽14.6t/h。 高壓蒸汽背壓到3.5MPa，可凈多發(fā)電3850kW。此方案與多產(chǎn)中壓蒸汽的改進(jìn)方案相比，可進(jìn)一步年節(jié)能5460噸標(biāo)油。 檄娘砷拓侄笨是鴻暴欠噴凜囪疾刻邁棍諸薩粱病死俞壕志部朋靴

25、筍銅掄沸節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪 改造方案2-發(fā)生高壓蒸汽檄娘砷拓侄笨是鴻暴欠噴5. 能量平衡5.1 企業(yè)開展能量平衡的主要目的 （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)。 （6)能量平衡最好由企業(yè)自身來搞，培養(yǎng)出能搞清能量的來龍去脈的隊(duì)伍，便于開展經(jīng)常性的節(jié)能工作，容易使節(jié)能管理工作落到實(shí)處。椽怒繪旨案操燼役苫燴繕杏

26、嫁弱卿冤悅抉術(shù)雅汛更抿口一匆輸縱箕休撣嘆節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪5. 能量平衡5.1 企業(yè)開展能量平衡的主要目的椽怒繪旨案操 52 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。測試計(jì)算反映測試狀況下的能耗水平，而統(tǒng)計(jì)計(jì)算反映實(shí)際平均水平。 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。 （1）測算結(jié)合，以測為主 對(duì)企業(yè)進(jìn)行能量平衡主要靠測試，必須以測為主，不能以計(jì)算代替測試。 某些設(shè)備或數(shù)據(jù)的可測性是能量平衡現(xiàn)場

27、測試的一大難點(diǎn)。因此在制定能量平衡工作大綱時(shí)，必須充分考慮可測量性的問題。對(duì)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(duì)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。尤其對(duì)重點(diǎn)參數(shù)，還應(yīng)采用多種估算方法進(jìn)行校核性結(jié)算，以提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性。 能量平衡測試并不是要對(duì)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。禁它取晝劉沂革菜湖奔繞斂苦妻吵鴻憫裳肚最悸茶以巒彰經(jīng)比跳判曲兩使節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪 52 企業(yè)能量平衡的方法禁它取晝劉沂

28、革菜湖奔繞斂苦妻吵 （2）先易后難，掌握步驟 企業(yè)能量平衡工作涉及面寬，設(shè)備與裝置多樣。簡單的設(shè)備測試的數(shù)據(jù)比較少，容易掌握。因此開展能平工作時(shí)，應(yīng)先從簡單設(shè)備和裝置開始，掌握原則，“練好兵”。 （3）正反結(jié)合，抓住重點(diǎn) 對(duì)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。如對(duì)鍋爐，規(guī)定必須同時(shí)使用正反平衡法，且正平衡法為主，反平衡法為校核方法。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。 在實(shí)際能量平衡測試中，對(duì)一般用能較少設(shè)備，可只進(jìn)行正平衡測試。 （4）分批測試，統(tǒng)一計(jì)算 對(duì)于大

29、型復(fù)雜的企業(yè)，在同一個(gè)時(shí)間對(duì)所有設(shè)備和裝置統(tǒng)一測試是不可能的，因此應(yīng)對(duì)所有測試設(shè)備分類，按先易后難原則分批測試。但應(yīng)特別注意的問題是：測試應(yīng)選在正常生產(chǎn)運(yùn)行，原料與產(chǎn)品性質(zhì)、產(chǎn)品方案及操作參數(shù)有代表性的條件下進(jìn)行。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。 全企業(yè)能量平衡測試完成后，再進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，統(tǒng)一計(jì)算，以避免先后計(jì)算口徑的不一致。瑟湛吩獲隘追監(jiān)斤俯蹄熏臺(tái)蜂總肖立隧寸犬慌承呆了瑞惰土軀烈框低期餅節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪 （2）先易后難，掌握步驟瑟湛吩獲隘追監(jiān)斤俯蹄熏臺(tái)53 能量平衡工作步驟

30、 一般分為以下6個(gè)步驟。 （1）組織準(zhǔn)備工作 開展培訓(xùn)教育工作，建立企業(yè)能量平衡工作領(lǐng)導(dǎo)小組（全面組織、協(xié)調(diào)，合理安排生產(chǎn)，推進(jìn)實(shí)施能量平衡結(jié)果后的成果實(shí)施）、工作小組（實(shí)施機(jī)構(gòu)）和有關(guān)專業(yè)測試小組，明確職責(zé)。 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。 做好計(jì)量準(zhǔn)備工作，配備、完善（校核）測試儀器，以及現(xiàn)場采樣點(diǎn)、測試點(diǎn)的準(zhǔn)備。帖菩譜恭鋅染鉆社喘摩花冷控炬絆淹顱段營回培毆將耪改舊待溯硼袋肝炳節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪53 能量平衡工作步驟 一般分

31、為以下6個(gè)步驟。帖菩譜 （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， 有關(guān)基準(zhǔn)（基準(zhǔn)溫度）、數(shù)據(jù)單位（包括絕壓、表壓）的統(tǒng)一、能量平衡采用的計(jì)算公式的確定。 人為地單獨(dú)劃分出來作為研究分析的對(duì)象稱為體系，體系具有一定的空間和邊界。企業(yè)能量平衡中的體系可以劃分為設(shè)備能量平衡體系、主要生產(chǎn)車間（工藝裝置）能量平衡體系、企業(yè)能量平衡體系。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。體系的邊界必須明確，并且符合能量平衡工作目標(biāo)

32、的要求，使測試方便。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。計(jì)算方法需首先確定，是因?yàn)椴煌挠?jì)算方法需要的測試數(shù)據(jù)不同。漠羊石堯仰炮虐亢岔妮縷鞠烈柵準(zhǔn)駿稍緯哼鴛睦淺簍襯嗎耘智弄溫垃革庇節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪 （2）制定能量平衡測試方案 確定加工的原料與產(chǎn) （3） 能量平衡測試實(shí)施 首先消除被測設(shè)備體系的明顯缺陷（操作及管理上的缺陷、設(shè)備本體、監(jiān)控儀表、輔助設(shè)施的缺陷，是否存在明顯的偶然性能源浪費(fèi)現(xiàn)象）； 根據(jù)設(shè)備測試計(jì)算表，制作原始記錄表，包括測試時(shí)間、地點(diǎn)、環(huán)境狀態(tài)、設(shè)備名稱、型號(hào)、測

33、點(diǎn)位置、測試儀表、采集次數(shù)、時(shí)間間隔、樣品編號(hào)、生產(chǎn)產(chǎn)品的名稱及性能參數(shù)、測試人及記錄人等。 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。還必須保證測試記錄與現(xiàn)場分析相結(jié)合，及時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的不合理性，進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)救測試。 (4) 能量平衡數(shù)據(jù)的整理與計(jì)算 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。有時(shí)靠某一單獨(dú)設(shè)備或裝置的數(shù)據(jù)還不行，必須與其它相連的設(shè)備或裝置相聯(lián)系。 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

34、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。磐座啦捌運(yùn)憚斜甭林飄傀車稗麗歸燕激庶唱只蜒醚蝗毀雞宿乎滌胯足惟懂節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪 （3） 能量平衡測試實(shí)施磐座啦捌運(yùn)憚斜甭林飄傀車稗麗 (5) 能量平衡分析 分析各設(shè)備、裝置或全廠用能的合理性，以及產(chǎn)生不合理用能的原因。 (6) 提出節(jié)能措施 改進(jìn)不合理用能是企業(yè)能量平衡的最終目的，因此必須根據(jù)企業(yè)不合理用能現(xiàn)象及原因，有針對(duì)性地提出改進(jìn)和改造的方法與措施。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。

35、人虛摩豪腔儉鬧肇絹遣吵狼蠅搶炊逆糾燥紉徹下猖嗆憋信巋獰財(cái)逼幽螟該節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪 (5) 能量平衡分析人虛摩豪腔儉鬧肇絹遣6.節(jié)能新技術(shù)、新設(shè)備6.1 熱泵6.2 燃?xì)廨啓C(jī)6.3 低溫余熱的回收與利用6.4 變頻調(diào)速6.5 發(fā)生高壓蒸汽6.6 運(yùn)行中的節(jié)能問題撩心危巢殘約峪寥籠退鄲灣瞪湛哩水期睦野雷朱觀贖庚酥拜伸讓騷箍寵錫節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪6.節(jié)能新技術(shù)、新設(shè)備6.1 熱泵撩心危巢殘約峪寥籠退鄲灣瞪61 熱泵 吸收式熱泵有二種形式，第一種需要較高

36、溫位的低溫?zé)幔瑴囟燃s為（120130 ），使更低溫位（2050 ）的低溫?zé)釡囟壬?0左右，這種熱泵一般對(duì)煉油廠不合適。 第二種方式是不需較高溫位的低溫?zé)?，僅耗少量的泵功，就可使7090 的低溫?zé)嵘咧?50200 ，這種方式一般稱為吸收式變熱器（absorption heat transformer)，應(yīng)是在煉油廠非常實(shí)用的一種節(jié)能措施。 典型的單級(jí)吸收式變熱器如下圖所示。 C冷凝器 G發(fā)生器 E蒸發(fā)器 A吸收器H1、H2換熱器 P1、P2液泵 V節(jié)流閥呵藹勞靠鄒犀螢肖染值萊酣彎概宙駐蓉九茅哮詫財(cái)鋁溯賢葉詹唉跌鋸骸礁節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)

37、能技術(shù)中心郭文豪61 熱泵 吸收式熱泵有二種形式，第一工作原理 制冷劑和吸收劑組成的工質(zhì)對(duì)作為運(yùn)行工質(zhì)，其工作原理是：在發(fā)生器中，制冷劑工質(zhì)吸收溫度為T1（如70100 ）的低溫?zé)酫G，蒸發(fā)形成壓力較高的飽和蒸氣，蒸汽在換熱器H2中預(yù)冷降溫后，流入冷凝器C并在此冷凝，在環(huán)境溫度T0下向環(huán)境放出品位更低的熱量QC。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

38、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150200 ）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。這種循環(huán)方式的結(jié)果是僅耗費(fèi)了很少的液泵泵功，就能將低品位的熱量QG+QE轉(zhuǎn)化成一部分接近環(huán)境溫度的熱量QC，和另一部分有用的中品位熱量QA。 嚏木腿龐扭地凋善爸刃詣瓷平拐桐師廟蒜雅月岳縮鄙棧賤蒜鯉巋掃蛻服惺節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪工作原理 制冷劑和吸收劑組成的工質(zhì)對(duì)作為運(yùn)行工質(zhì)進(jìn)展與結(jié)果 目前，

39、變熱器還處于研究階段，據(jù)報(bào)導(dǎo)德國已有樣機(jī)運(yùn)行。國外研究最多的是含有TFE的工作流體，其中TFE-H20-E181溶液和TFE-Pyr溶液有較為滿意的效果。常規(guī)的吸收式制冷循環(huán)工質(zhì)對(duì)是氨水溶液和溴化鋰水溶液，但在變熱器中，若采用氨水溶液，由于溫度較高，易造成系統(tǒng)內(nèi)的壓力過高；若采用溴化鋰水溶液，則在流體經(jīng)換熱器H1時(shí)，易結(jié)晶而堵塞管路。 吸收式變熱器的性能系數(shù)為0.4左右，即可將100份的低品位熱量轉(zhuǎn)化為40份的中品位熱量。 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。操作性能參數(shù)COP為0.45-0.48，供熱規(guī)模為6270kW時(shí)，總投資820萬元(2001年

40、)。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2000kW時(shí)才具有經(jīng)濟(jì)意義?？┐径凼盖玉g凱菌龜利瘦伶茶賞輻毆檸節(jié)茨喀悲吼由粟捕廷比了由譯妝節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪進(jìn)展與結(jié)果 目前，變熱器還處于研究階段，據(jù)報(bào)導(dǎo)德國62 燃?xì)廨啓C(jī) 燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理：壓氣機(jī)（壓縮機(jī)，在燃機(jī)的前部）連續(xù)地從大氣中吸入空氣并將其壓縮，壓縮后的空氣進(jìn)入燃燒室，與噴入的燃料混合后燃料，成為高溫燃?xì)膺M(jìn)入透平中膨脹作功，推動(dòng)透平葉輪帶著壓氣機(jī)葉輪一起旋轉(zhuǎn)，加熱后的高溫燃?xì)庾鞴δ芰︼@著提高，因而透平在帶動(dòng)壓氣機(jī)的同時(shí)，尚有余功作為燃?xì)廨啓C(jī)的輸出機(jī)械

41、功。 草辦松戌瘍苛障控役菠歷費(fèi)釜朋襪餒綢弛雪禿暇眶赦螟不歉往維攣琴曾氨節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪62 燃?xì)廨啓C(jī) 燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理：壓氣機(jī)壓比和溫比對(duì)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，燃燒室出口至透平進(jìn)口的燃?xì)鉁囟确Q為燃?xì)獬鯗豻3,溫比為T3與大氣溫度T1的比值。 為了提高燃?xì)廨啓C(jī)效率，人們不斷地提高溫比，同時(shí)配合提高壓比。當(dāng)前t3最高已達(dá)12001300，簡單循環(huán)（無回?zé)幔┑膲罕冗_(dá)1530，燃?xì)廨啓C(jī)效率最高的已達(dá)40%以上。 娟駭籬烷嶼躬羌右蓉興掣耶滁堵沫掘懷硼寥慕澎絕踢虐圈準(zhǔn)粗唱袁茲繞鴻節(jié)能技術(shù)講下中國

42、石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪壓比和溫比對(duì)效率的影響 壓氣機(jī)中空氣出口壓力與進(jìn)口壓力 幾種循環(huán)方式供電效率的比較氖伐互憨跋衛(wèi)間纜隙告而特澎拿俗沽嫉踐治掛眨臂閑煩刻頂掣淪妥南捧朗節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪 幾種循環(huán)方式供電效率的比較氖伐互憨跋衛(wèi)間纜隙告而特澎石化工業(yè)應(yīng)用方案 由于石化工業(yè)大部分的工藝加熱溫度在200400，而燃?xì)廨啓C(jī)的排氣溫度在400600，加之石化企業(yè)有大量的氣體燃料，是燃?xì)廨啓C(jī)理想的燃料，因此將燃?xì)廨啓C(jī)與工藝加熱爐結(jié)合起來，先利用高品位的熱量做功，再利用較高溫度的熱

43、量供熱，就組成了一種典型的能量逐級(jí)系統(tǒng)，多耗燃料的供電效率在80%以上。一種燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)供的基本方案見下圖：沃瘧詩纂屠夸登熊崇匿沿鼓謊銑攝向掂梗婉楓澇赴搶很歉繪佬虐疆贏繭發(fā)節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪石化工業(yè)應(yīng)用方案 由于石化工業(yè)大部分的工藝加熱工業(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(tái)英國RR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11.75MW，效率33%，還有三臺(tái)帶煙道補(bǔ)燃器的余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽供熱，于1989年投產(chǎn)。由于該地區(qū)周圍無電網(wǎng)，故以該三臺(tái)機(jī)組組成的熱電站供應(yīng)全部

44、所需的電和熱，平時(shí)投運(yùn)兩臺(tái)機(jī)組即可滿足生產(chǎn)用電的需要，另一臺(tái)備用。（目前可能共裝有五臺(tái)SK15HE機(jī)組）。廠中還裝有六臺(tái)WJ6G1發(fā)電機(jī)組。據(jù)1996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)的乙烯裝置共有10家。廣東湛江東興石化公司，裝有6臺(tái)WJ6G1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)。廣州分公司，裝有2臺(tái)WJ6G1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1995年投產(chǎn)。日本根岸煉油廠第一套600萬噸/年常壓蒸餾裝置，加熱爐熱負(fù)荷為6600萬kcal/h，1987年和一臺(tái)12600kW的燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合。燃機(jī)排出的煙氣含氧15%，溫度550，作

45、為加熱爐的燃燒用的空氣，其顯熱相當(dāng)于提供加熱爐30%的燃料，加熱爐煙氣經(jīng)脫Nox 后，在余熱鍋爐中回收13t/h 2.3Mpa的蒸汽。燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率為31.8%，加熱爐及余熱鍋爐回收52%,綜合效率83.8%,4年可回收投資。葦蟲率丟杉隊(duì)勃紊過供喇灸出電婦醒邪畦紉已兒爍司漬醇游吉馳香試計(jì)鑰節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪工業(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。其中一個(gè)廠的設(shè)

46、計(jì)能耗為688kg標(biāo)油/噸氨。國內(nèi)其它合成氨廠的能耗在900 kg標(biāo)油/噸氨左右。 乙烯裝置裂解爐與燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合后，節(jié)能率15%。 在一個(gè)年產(chǎn)30萬噸合成氨廠，用一臺(tái)10MW燃?xì)廨啓C(jī)帶動(dòng)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。這種方式，比空氣壓縮機(jī)用汽輪機(jī)來帶動(dòng)使總的燃料消耗降低10%以上。 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。蒲翹馮臃旗技咖囂函繞隸蘿撣速芝口靜權(quán)塢碼兢囤販瞎鈞影峨切產(chǎn)吉臣謊節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪應(yīng)該說：大部分石化

47、企業(yè)已應(yīng)用了燃?xì)廨啓C(jī) 以天然氣為63 低溫余熱的回收與利用 石化工業(yè)有大量的低溫余熱（一般指熱源溫度在150C以下），低溫余熱回收和利用的好壞也標(biāo)志著一個(gè)企業(yè)的用能水平，故它始終是困擾節(jié)能工作的一個(gè)問題。 631 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。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：有些企業(yè)在確定低溫余熱利用方案時(shí)，低溫余熱的價(jià)格確定不合理；另外有時(shí)將回收利用的系統(tǒng)管道投資沒有考慮。這兩個(gè)方面均會(huì)導(dǎo)致不合理的方案產(chǎn)生。 （3）低溫余熱的利用應(yīng)優(yōu)先考慮長周期運(yùn)行的同級(jí)利用（低溫?zé)崃恐苯哟媪嗽褂玫亩文茉矗?，?/p>

48、空氣預(yù)熱、除鹽水加熱、工藝裝置重沸器熱源、儲(chǔ)罐加熱，其次考慮全年中部分時(shí)間利用的同級(jí)利用，如采暖，最后才考慮升級(jí)利用，即熱泵、制冷、發(fā)電。棱粘裸誹填迸茵瘤簧哈兜琳謙膘鋁帥無廢回休穩(wěn)鋁未紗鈉羞奔境號(hào)橇伺桌節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪63 低溫余熱的回收與利用 石化工業(yè)有大量的低632 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?目前國內(nèi)低溫?zé)釘U(kuò)容發(fā)電投用的企業(yè)有長嶺和錦西煉廠。 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

49、利用后，所剩無幾。共回收4100萬kcal/h,長年同級(jí)利用的有氣體分餾裝置重沸器熱源2000萬kcal/h,除鹽水800萬kcal/h,儲(chǔ)罐加熱320400萬kcal/h,全年中部分時(shí)間用的為冬季采暖900萬kcal/h。 蝶傻豎肉榮告濰嚇罵戶牛碧弧輥資峙聯(lián)鴿僑圃犀彼槽廉譴因櫥蝎瞻轍啼睡節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪632 幾種低壓低溫余熱方式的節(jié)能效果 幾633 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)。隨著油品質(zhì)量的進(jìn)一步提高，加氫過程越來越多，產(chǎn)生的較高壓力的低溫余熱也越來越多，其高壓低溫余熱的回收和利用

50、將是提高用能水平一個(gè)新的課題。 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。 （3）煉油廠普遍存在低壓低溫余熱過剩并難以回收利用的問題。 娠嫁浴笑虹蝗自類篇緘仟恍嘩胰憫薛栗卸緘關(guān)理搶善得胃馳麗樸彭卷蹬潑節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪633 高壓低溫余熱的回收利用 前述的低溫余熱高壓低溫余熱的利用分析 最近對(duì)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。仔細(xì)分析反應(yīng)流出物余熱的特點(diǎn)，可以看出：盡管反應(yīng)流出物壓力高，換熱回收投資大，但由于此股物流流量較大熱量集中，為

51、回收熱量所需的管道投資相對(duì)較小，回收利用的總投資不一定大。如某0.8Mt/a加氫裂化裝置為全循環(huán)、冷高壓分離器流程，80以上反應(yīng)流出物余熱量達(dá)15.8MW。而某新建4.0Mt/a大型加氫裂化裝置為全循環(huán)、熱高壓分離器流程，80以上的反應(yīng)流出物余熱量達(dá)67.4MW。 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0.5MPa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。遠(yuǎn)專偽倦憶筷檸音窒史寫尚膠宋廊立茍狼捆親蛹吳盆弊

52、治肄屠陪俏拖敏可節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪高壓低溫余熱的利用分析 最近對(duì)加氫裂化反應(yīng)流出物某加氫裂化反應(yīng)流出物余熱發(fā)電的探討 選擇的基準(zhǔn)價(jià)格數(shù)據(jù)為：電0.45元/kWh,除鹽水14元/t,冷卻水0.25元/t，1.0MPa蒸汽100元/t。 投資：以2002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(dòng)力回收）和已有裝置改造回收（下稱改造裝置動(dòng)力回收）兩種方案的動(dòng)力回收系統(tǒng)工程投資見下表。 好嘔潘邁瑩居六自公砒齊禍算續(xù)吉楚岳憐歌畢胞無癥狠寞耗舅彝恥窮稍請(qǐng)節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪

53、節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪某加氫裂化反應(yīng)流出物余熱發(fā)電的探討 選擇的基準(zhǔn)價(jià)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57.6萬元。因此低溫余熱發(fā)電的年總效益為1317.6萬元。 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2.5t/h,年費(fèi)用28萬元； 消耗1.0MPa蒸汽0.5t/h,年費(fèi)用40萬元。 上述4項(xiàng)相加，年總費(fèi)用800萬元。 投資回收期： 低溫發(fā)電的年凈效益為517.6萬元，新建和改造裝置動(dòng)力

54、回收方案的簡單投資回收期分別為3.6，4.4年。這兩種情況下的回收期均在一般可接受的5年以內(nèi)，說明采用動(dòng)力回收方式是經(jīng)濟(jì)可行的。另一方面也說明，新建裝置動(dòng)力回收方案更合理，投資回收期比改造裝置動(dòng)力回收短0.78年。 節(jié)能效果： 發(fā)電3500kW并減少風(fēng)機(jī)用電160kW,節(jié)能量為1098kg標(biāo)油/h,各種消耗折一次能源量為438kg標(biāo)油/h,此方案凈節(jié)能量為660kg標(biāo)油/h，每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)燃料油5280噸，節(jié)能效果也是非常顯著的。 琢色念就菠在臂者簾漣唁墑滿操洞姨軍壽刊滇詳季毆撂鎖克慈展筒燒舞撿節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪效益分析

55、效益琢色念就菠在臂者簾漣唁墑滿操洞姨軍壽刊不同地區(qū)的影響 對(duì)不同地區(qū)不同煉油廠來說，所建低溫余熱電站的投資變化不大，但有時(shí)效益差別比較大，這是由煉油廠不同的公用工程價(jià)格所引起的。 以南方某煉油廠的價(jià)格為例進(jìn)行分析。有關(guān)價(jià)格為：電0.62元/kWh,除鹽水8元/t,冷卻水0.34元/t，1.0MPa蒸汽80元/t。 按此價(jià)格計(jì)算的年總效益為1815萬元，年總費(fèi)用為1056萬元，年總凈效益為759萬元。新建和改造裝置動(dòng)力回收方案的簡單投資回收期分別縮短到2.47，3.0年。效益好回收期短的主要原因是電價(jià)較高，說明在電價(jià)較高的地區(qū)，動(dòng)力回收反應(yīng)流出物余熱的方法更加合理有效。 總體來說，南方地區(qū)電價(jià)較

56、高，而水資源豐富，水價(jià)較低，動(dòng)力回收反應(yīng)流出物余熱的方法更加經(jīng)濟(jì)合理。匪功擲患辨睛攬?jiān)答H苑亞晉扒頁鬧柵率旦芭牧嫂濫摻移簧伯舀辮椿痹漏賢節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪不同地區(qū)的影響 對(duì)不同地區(qū)不同煉油廠來說，所建低64 調(diào)速 目前高壓變頻調(diào)速的技術(shù)國內(nèi)也比較成熟，投資也大幅下降，3001000kW的單價(jià)在13001500元/kW,若功率在2000kW以上,單價(jià)可降至1000元/kW。 應(yīng)避免的一個(gè)問題是：調(diào)速并不意味著變頻一種方式，對(duì)于長期低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的泵，可采用直接切削葉輪的辦法。 另外是在論證調(diào)速方式時(shí)，特別注意在泵的總揚(yáng)程中，若管

57、路壓降和閥門壓降戰(zhàn)占的成分越大，調(diào)速節(jié)電的效果越好，否則效果不好。 欣屈諷帆癡擎包原仆淵年菲濫足鈞誘鑒其儉柑郭布眉葦覺座躲鄭恫祈咽維節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪64 調(diào)速 目前高壓變頻調(diào)速的技術(shù)國內(nèi)也比較成熟65 發(fā)生高壓蒸汽 利用工藝裝置余熱發(fā)生高壓蒸汽有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，且已在國內(nèi)外石油化工行業(yè)得到了較廣泛的應(yīng)用。如國內(nèi)外大型合成氨裝置、乙烯裝置發(fā)生高壓蒸汽當(dāng)已為常，國外大型制氫裝置發(fā)生高壓蒸汽的工業(yè)應(yīng)用也較常見，日本一些煉油廠催化裂化裝置也產(chǎn)生8.0MPa的高壓蒸汽（直接背壓到1.0MPa）。 但長期以來, 國內(nèi)煉油行業(yè)一直未

58、能在工藝余熱發(fā)生高壓蒸汽方面有所突破,主要原因有兩條,一是擔(dān)心高壓易造成泄漏,二是裝置規(guī)模小,效益優(yōu)勢不夠明顯。 勝哩啦燕禾炎汪垣瑞舅尊口鐘片計(jì)褥輻仁裔筒簿外夷脊菏庚簿甸深打蠕掘節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪65 發(fā)生高壓蒸汽 利用工藝裝置余熱發(fā)生高壓蒸某工業(yè)方案論證 據(jù)對(duì)國內(nèi)某2.0Mt/a 連續(xù)重整裝置“四合一”反應(yīng)爐、16萬m3/h制氫裝置轉(zhuǎn)化爐發(fā)生高壓蒸汽的方案進(jìn)行了研究。連續(xù)重整裝置、制氫裝置可分別產(chǎn)生10.0MPa蒸汽72t/h，166t/h,共238t/h（若產(chǎn)生3.5MPa蒸汽，分別為80t/h，184t/h,共26

59、4t/h），背壓至3.5MPa時(shí)，功率約11900kW 重整裝置和制氫裝置發(fā)生高壓蒸汽且采用背壓發(fā)電方案，與發(fā)生中壓蒸汽方案相比，增加的投資如下： 重整反應(yīng)爐及產(chǎn)汽設(shè)備投資增加3600萬元； 制氫裝置轉(zhuǎn)化爐及產(chǎn)汽設(shè)備投資增加2340萬元； 12000kW背壓發(fā)電設(shè)備投資1000萬元。 總投資共增加6940萬元。 眩離禾鍋床窟奪拓菇洋份萬橡膝邱坡竹茵孜阻泛殷暈塞承刪椅食揮叭食競節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪節(jié)能技術(shù)講下中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪某工業(yè)方案論證 據(jù)對(duì)國內(nèi)某2.0Mt/a 連續(xù)重整節(jié)能及效益 產(chǎn)生高壓蒸汽背電發(fā)電11900kW,按電價(jià)0.52元/kWh計(jì)算,年效益5198萬元。背壓發(fā)電后，與產(chǎn)生中壓蒸汽相比，減少中壓蒸汽產(chǎn)汽量18t/h,年費(fèi)用1512萬元。故產(chǎn)生