李相軍，呂冰洋，王宗立，陳作強(qiáng)

(1.濮陽龍宇化工有限責(zé)任公司，河南濮陽 457000;2.鄭州大學(xué)，河南鄭州 450002;3.航天長征化學(xué)工程股份有限公司，北京 100052)

0 概論

濮陽龍宇化工有限責(zé)任公司于2007年3月開始建設(shè)國內(nèi)首套擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的HT－L粉煤加壓氣化裝置，該裝置設(shè)計(jì)規(guī)模為年產(chǎn)甲醇15萬t。2008年10月13日一次投煤成功，進(jìn)入試生產(chǎn)階段。在生產(chǎn)過程中為了響應(yīng)國家“節(jié)能減排”政策的號(hào)召，同時(shí)為了降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)競爭力，我公司認(rèn)真研究，進(jìn)行了多項(xiàng)節(jié)能減排技術(shù)改進(jìn)，取得了良好效果，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。

1 全廠廢熱綜合回收利用

1.1 技改前的情況

我公司低溫甲醇洗六塔的蒸汽冷凝液、氣化汽包排污閃蒸冷凝液、二甲醚蒸汽冷凝液和空分加熱器的蒸汽冷凝液等幾處冷凝液一直沒有合理的回收利用，直接就地排放。冷凝液的壓力為0.5 MPa、溫度≥140℃，總流量約為25 m3/h，不但余熱沒有得到有效利用，同時(shí)造成幾十噸的蒸汽冷凝液的浪費(fèi)。

空分裝置預(yù)冷系統(tǒng)原設(shè)計(jì)為裝置本身產(chǎn)生的污氮?dú)夂偷獨(dú)鉃槔鋬鏊禍?，夏季溫度升高時(shí)，啟動(dòng)冷水機(jī)組補(bǔ)充冷量。備用冷水機(jī)組功率175 kW，制冷量3 150 kJ，循環(huán)水量179 m3/h，冷凍水量137 m3/h。實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于進(jìn)水冷塔氮?dú)饬坎蛔?，?dǎo)致水冷塔水溫偏高，出水冷塔空氣溫度高。冬季啟動(dòng)備用水冷機(jī)組后，空分可以正常運(yùn)行，但是在夏季，備用水冷機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行冷量仍然不夠，造成空分出空冷塔空氣溫度高，空分產(chǎn)量降低，造成用電量升高生產(chǎn)成本增加。

1.2 技改方案

經(jīng)過分析論證，我們新建一套溴化鋰制冷機(jī)，以蒸汽冷凝液為熱源。將低溫甲醇洗、氣化、二甲醚裝置的蒸汽冷凝液統(tǒng)一回收后，作為溴化鋰制冷機(jī)的熱源，通過制冷機(jī)產(chǎn)生5.88×106kJ、8℃冷水，部分供空分空冷塔使用，代替165 kW、3.36×106kJ的冷水機(jī)組，部分送往中控室、辦公樓作為夏季降溫冷量。出溴化鋰制冷機(jī)的冷凝液溫度約60℃，再返回到轉(zhuǎn)化除氧器、變換除氧器、鍋爐或者脫鹽水裝置再處理后回收利用。工藝流程圖及溴化鋰機(jī)組的重要參數(shù)如圖1和表1所示。

圖1 技改后工藝流程圖

表1 溴化鋰機(jī)組參數(shù)

1.3 使用效果

項(xiàng)目完成溴化鋰機(jī)組運(yùn)行以來，運(yùn)行正常，實(shí)際冷凝液回收利用25 m3/h，回收冷凝液溫度為110～120℃，出溴化鋰機(jī)組的冷凝液經(jīng)換熱器冷卻后回脫鹽水箱。替代了空分裝置原有165 kW的水冷機(jī)組和中控樓75 kW空調(diào)，年可節(jié)約用電94.42萬元，由于溴化鋰機(jī)組比原有水冷機(jī)組制冷量大，有利于空分裝置穩(wěn)定操作，效果明顯。

2 飽和蒸汽的階梯使用

2.1 技改前的情況

甲醇合成汽包2.7 MPa的飽和蒸汽，流量15～20 t/h，由于該壓力等級(jí)的蒸汽沒有用途，設(shè)計(jì)直接減壓到1.27 MPa蒸汽管網(wǎng)，供空分、低溫甲醇洗、二甲醚使用。

2.2 優(yōu)化方案

增加一套蒸汽汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，合成汽包產(chǎn)2.7 MPa的飽和蒸汽，流量15～20 t/h，拖動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組后蒸汽減壓到1.27 MPa，去下游用戶，電機(jī)發(fā)電并入廠內(nèi)部電網(wǎng)使用。工藝流程圖及汽輪機(jī)組主中要數(shù)見圖2和表2。

圖2 飽和蒸汽利用優(yōu)化方案

表2 汽輪機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)

2.3 使用情況

該機(jī)組自2011年10月投入運(yùn)行以來，運(yùn)行穩(wěn)定。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，合成實(shí)際蒸汽壓力為2.3 MPa，平均蒸汽流量14.5 t/h。2012年4月份日最高發(fā)電量4 400 kW·h，日平均3 581.7 kW·h，4月份共發(fā)電107 450 kW·h，折合95 975元(按0.55元/kW·h計(jì)算)，年收益約為105萬元。

3 富余低壓蒸汽利用

3.1 技改前的情況

我廠低壓蒸汽(0.5 MPa)富余，在二甲醚技術(shù)改造后富余量更大，除部分外售外，還富余15 t/h左右，一直是直接放空，造成很大的資源浪費(fèi)。

3.2 技改方案

改造冰機(jī)的動(dòng)力形式，利用富余的低壓蒸汽拖動(dòng)汽輪機(jī)，替代電機(jī)拖動(dòng)，原電機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)組。在裝置開車過程中去掉汽輪機(jī)和電機(jī)的聯(lián)軸器，用電機(jī)拖動(dòng)冰機(jī)制冷，生產(chǎn)正常低壓蒸汽富余后，連接聯(lián)軸器，啟動(dòng)汽輪機(jī)，拖動(dòng)冰機(jī)和電機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)為發(fā)電機(jī)工作。汽輪機(jī)重要參數(shù)及流程圖如下:

圖3 富余低壓蒸汽利用流程圖

表3 主要參數(shù)

3.3 節(jié)能效果

該機(jī)組投入運(yùn)行后，運(yùn)行比較正常，低壓蒸汽可以全部用完，電機(jī)由耗電變?yōu)榘l(fā)電。冰機(jī)正常運(yùn)行時(shí)需要514 kW的軸功率，汽輪機(jī)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)如表4所示。

表4 汽輪機(jī)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)

我廠低壓蒸汽實(shí)際富余15t/h左右，壓力在0.40～0.5 MPa之間，汽輪機(jī)的實(shí)際運(yùn)行功率500～560 kW。按照500 kW 計(jì)算，每天節(jié)電1.2萬kW·h，折合6 600元(按0.55 元/(kW·h)計(jì)算)，年節(jié)電217.8萬元。同時(shí)將蒸汽冷凝液回收利用，避免低壓蒸汽直接放空，每年回收冷凝液9萬多噸，相當(dāng)于減少脫鹽水消耗9萬多噸，折合55萬元。

4 結(jié)論

通過以上幾項(xiàng)技術(shù)優(yōu)化、改造后，各機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，節(jié)能減排效果明顯。冷凝液回收利用25 m3/h;富余放空的15 t/h左右低壓蒸汽全部回收利用;直接減壓的中壓蒸汽通過汽輪機(jī)發(fā)電回收能量，三項(xiàng)技術(shù)優(yōu)化、改造措施每年可產(chǎn)生472.22萬元的直接經(jīng)濟(jì)效益。