常減壓蒸餾裝置低溫余熱回收利用技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用

梁榮鵬

摘 要：為了貫徹落實(shí)國(guó)家節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境的政策，建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型企業(yè)。按照總公司有關(guān)節(jié)能減排的文件精神要求，實(shí)現(xiàn)公司可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，不斷挖掘節(jié)能潛力，實(shí)施了低溫余熱回收利用技術(shù)。本課題在目前設(shè)計(jì)工況下，不增加能耗，盡量利用原有可利用的低位熱源，提高能源品質(zhì)和利用效率。充分考慮了目前能源、環(huán)境的壓力，遵循企業(yè)“節(jié)能環(huán)保”的思路， 確保行業(yè)利潤(rùn)同步或略超前發(fā)展。企業(yè)循環(huán)冷卻塔熱排空是目前我國(guó)行業(yè)普遍存在的問題。嚴(yán)重影響能源的使用效率，是浪費(fèi)，也是無奈。常減壓裝置的能源利用率一般在60%～70%，低溫余熱如側(cè)線余熱一般通過空冷或者水冷轉(zhuǎn)移，湛江公司針對(duì)溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組對(duì)于裝置的側(cè)線余熱利用不徹底的問題，創(chuàng)造性提出裝置側(cè)線余熱的綜合利用方案，即：回收側(cè)線余熱，梯級(jí)利用于溴化鋰熱泵和溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組。熱泵項(xiàng)目實(shí)施后，提高了能量合理利用率，降低了減壓爐出口溫度，達(dá)到了節(jié)能效果。該課題有突出的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，在瀝青裝置中有廣闊的推廣應(yīng)用前景。本文通過經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算與節(jié)能核算來說明該技術(shù)的可行性。期望為煉油廠常減壓裝置的節(jié)能提升提供參考，提高煉化企業(yè)節(jié)能水平。

關(guān)鍵詞：節(jié)能;低溫余熱;環(huán)保

1 項(xiàng)目背景

中海瀝青（廣東）有限公司抽真空系統(tǒng)為機(jī)械抽真空，裝置使用W型往復(fù)真空泵，抽真空效率低，夏季在88～90kPa左右，冬季在90～92kPa左右，滿足不了生產(chǎn)重交瀝青的要求，因此需要對(duì)真空系統(tǒng)進(jìn)行改造。針對(duì)以上問題，公司提出技術(shù)改造方案：

1.1 溴化鋰余熱制冷機(jī)組和羅茨真空機(jī)組組合應(yīng)用

利用熱水循環(huán)系統(tǒng)回收裝置側(cè)線油余熱，熱水驅(qū)動(dòng)溴化鋰機(jī)組制取冷媒水，冷媒水用于減壓塔頂抽真空系統(tǒng)冷卻器三級(jí)冷卻，降低抽真空負(fù)荷，再組合羅茨真空機(jī)組抽真空，形成了溴化鋰制冷與羅茨抽真空組合工藝。

1.2 實(shí)現(xiàn)操作室及配電房集中供冷

溴化鋰機(jī)組產(chǎn)生的過剩冷水作為操作室及配電房中央空調(diào)集中供冷的冷源使用。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)繪圖，施工安裝空調(diào)冷水管線、風(fēng)柜、風(fēng)道、散流器風(fēng)口、靜壓箱、防火墻等設(shè)備管線，最終完成操作室及配電房的集中供冷網(wǎng)絡(luò)，取代電力空調(diào)的使用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組投用后，運(yùn)行平穩(wěn)，效果較理想。但是115℃的余熱水經(jīng)過溴化鋰后仍具較大的利用的空間。同時(shí)湛江公司在原油加工生產(chǎn)過程中，原油罐需要加熱防凝固。需要大量0.25MPaG蒸汽，該蒸汽由燃料油燃燒加熱獲得，消耗了大量能源。湛江公司積極尋求利用該部分余熱的辦法，大膽提出利用溴化鋰熱泵制取0.25MPa蒸汽，替代生產(chǎn)裝置耗用的蒸汽，降低裝置能耗，降低生運(yùn)行成本。

2 項(xiàng)目的實(shí)施

2.1 項(xiàng)目改造采用的技術(shù)、工藝和設(shè)備

HRH-Ⅱ系統(tǒng)PFD

本技術(shù)主要對(duì)工藝余熱水熱量進(jìn)行梯級(jí)利用，115℃工藝熱水通過HRH-Ⅱ（溴化鋰熱泵）系統(tǒng)回收熱量，制取0.25MPaG飽和蒸汽進(jìn)入蒸汽管網(wǎng)，回收后的余熱水再進(jìn)入HRC系統(tǒng)（溴化鋰制冷機(jī)組）。

2.2 熱泵組成及工作原理

溴化鋰熱泵，與溴化鋰制冷機(jī)組結(jié)構(gòu)原理上有類同。主要由冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、發(fā)生器組成，還包括換熱器和循環(huán)泵組成，機(jī)組內(nèi)部同樣充有溴化鋰溶液。不同的是溴化鋰制冷機(jī)組是利用余熱制冷，而熱泵是利用余熱產(chǎn)生蒸汽。

工作原理：從蒸發(fā)器出來的熱源，再進(jìn)入發(fā)生器進(jìn)行二次換熱，使發(fā)生器中的稀溴化鋰溶液中的水蒸發(fā)，剩余的濃溶液流回吸收器，而水蒸氣進(jìn)入冷凝器，經(jīng)循環(huán)水冷卻進(jìn)入蒸發(fā)器，在高真空下蒸發(fā)，收吸高溫?zé)嵩吹臒崃浚兂筛邷卣羝M(jìn)入吸收器，濃溴化鋰溶液吸收高溫蒸汽，釋放出熱量加溫?zé)崴?，從而產(chǎn)生蒸汽。濃溴化鋰溶液吸收高溫蒸汽后變成稀溶液，進(jìn)入發(fā)生器，不斷循環(huán)。

裝置的余熱水（冷8出水）作為驅(qū)動(dòng)熱源，直接進(jìn)入溴化鋰熱泵機(jī)組，經(jīng)換熱降溫至80℃，出來后再做為溴化鋰制冷機(jī)組的驅(qū)動(dòng)熱源，降溫至65℃循環(huán)回鍋爐軟水箱。余熱水除了作為驅(qū)動(dòng)熱源外，還為減二線蒸汽包（容20）和溴化鋰熱泵的汽包補(bǔ)水，溴化鋰熱泵汽包通過收水調(diào)節(jié)閥，控制汽包液位。

溴化鋰熱泵機(jī)組產(chǎn)生的低壓蒸汽（0.3MPa）接至容9進(jìn)行脫水，進(jìn)入初餾爐過熱后供各塔汽提使用，多余的蒸汽供油品罐區(qū)加熱油品。熱泵汽包通過其頂部出汽調(diào)節(jié)閥，控制汽包壓力。

3 經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算

溴化鋰熱泵系統(tǒng)按照最小負(fù)荷核算節(jié)能量：

一是HRH-Ⅱ系統(tǒng)副產(chǎn)蒸汽產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益;二是系統(tǒng)優(yōu)化后，改造系統(tǒng)直接將工藝熱水從115℃降溫至85℃，減少了冷卻器的循環(huán)用水量，降低了冷卻水系統(tǒng)的負(fù)荷，節(jié)省了冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)電耗及冷卻塔飄水補(bǔ)水;72t/h冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行水泵及冷卻塔風(fēng)機(jī)電耗：45kW（水泵30kW，冷卻塔風(fēng)機(jī)電耗15kW）。

改造系統(tǒng)年經(jīng)濟(jì)效益：

①產(chǎn)生蒸汽經(jīng)濟(jì)效益：熱泵投用后產(chǎn)蒸汽量為0.74t/h，蒸汽價(jià)格約320元/t，每年按8000h運(yùn)行，年經(jīng)濟(jì)效益=0.74*8000*320=189.44萬元;

②節(jié)約系統(tǒng)補(bǔ)水的經(jīng)濟(jì)效益：按實(shí)際測(cè)算補(bǔ)水節(jié)能量為1.62t/h，能源價(jià)格按2元/t，系統(tǒng)補(bǔ)水節(jié)約年度經(jīng)濟(jì)效益=1.62*8000*2=2.59萬元;

③節(jié)約系統(tǒng)運(yùn)行的電費(fèi)：減少機(jī)泵的功率約14kW，電費(fèi)價(jià)格為0.8元/kW.h，年度節(jié)約電費(fèi)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)=14*8000* 0.8=8.96萬元，熱泵投用后年度經(jīng)濟(jì)效益約200萬/年，實(shí)施該項(xiàng)目改造后，系統(tǒng)投資307萬元將在1.3年（15.3月）內(nèi)收回。

4 實(shí)施效果總結(jié)

溴化鋰熱泵系統(tǒng)直接將工藝熱水從115℃降溫至85℃，產(chǎn)生0.25MPa的蒸汽約1.0t/h，此蒸汽經(jīng)過初餾爐對(duì)流室過熱后用于分餾塔汽提和儲(chǔ)運(yùn)供蒸汽。115℃，40t/h的中溫?zé)崴畯匿寤嚐岜贸鰜砗笕杂?5℃，此溫度段的熱水再進(jìn)溴化鋰制冷機(jī)組，制取7℃冷媒水35～45t/h，一部分為減壓塔頂冷卻器提供溫度恒定的冷媒水，減少減頂不凝氣量22%，降低了抽真空負(fù)荷，減壓塔頂真空度能達(dá)到99kPa;一部分冷媒水向操作間、配電間供冷，停掉了操作間、配電間電力空調(diào)7臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了年節(jié)電68730kWh。由此形成了溴化鋰熱泵和溴化鋰制冷機(jī)組對(duì)側(cè)線油低溫余熱的梯級(jí)利用、綜合利用的組合工藝。

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