依靠技術(shù)改進(jìn)節(jié)約能耗，降低成本

邸亞寧，霍中德，卜小軍

（西安西化熱電化工有限責(zé)任公司，西安陜西710077）

依靠技術(shù)改進(jìn)節(jié)約能耗，降低成本

邸亞寧，霍中德，卜小軍

（西安西化熱電化工有限責(zé)任公司，西安陜西710077）

總結(jié)了西安西化熱電化工有限責(zé)任公司為節(jié)能降耗采取的技術(shù)改進(jìn)措施。通過改造，降低了電石、氯化氫、一次水、動(dòng)力電、蒸汽等的消耗，以PVC年產(chǎn)量4萬t計(jì)算降低成本達(dá)660多萬元，節(jié)能降耗效果顯著。

PVC企業(yè)；技術(shù)改進(jìn)；節(jié)能降耗

由于2008年金融危機(jī)引起下游市場需求的嚴(yán)重萎縮，產(chǎn)品售價(jià)從最高8 500元/t一路下跌至5 300元/t，開工率一度下降至30%左右[1]。西安西化熱電化工有限責(zé)任公司審時(shí)度勢(shì)，從2008年9月起狠抓管理，以“少投入多產(chǎn)出”為原則，采取技術(shù)改進(jìn)、節(jié)能降耗措施，實(shí)現(xiàn)了減產(chǎn)不停車。

1 降低電石消耗

電石在PVC成本中占70%左右，降低電石消耗是降低PVC成本的首要突破口。

1.1 通過工藝改造和工藝指標(biāo)的調(diào)整，提高乙炔發(fā)生器收率

1.1.1 提高發(fā)生器操作溫度

在電石渣漿中，乙炔在60℃時(shí)溶解度為0.685g/L， 80℃時(shí)為0.438 g/L。由表1可以看出，反應(yīng)溫度越高，乙炔損失越少，但是含固量越高，排渣越困難。另外，粗乙炔氣中的水蒸氣含量相應(yīng)增加，將造成冷卻負(fù)荷加大。綜合考慮以后，決定將發(fā)生器操作溫度調(diào)高5℃，即將原操作指標(biāo)由（85±5）℃調(diào)整為（90±5）℃。

表1 乙炔氣在水中的溶解度

為維持渣漿含固量，將原加入發(fā)生器的上清液溫度由≤30℃調(diào)整到（40±5）℃，發(fā)生器上水改造如圖1所示。在夏季環(huán)境溫度較高時(shí)，將熱水池濾水經(jīng)過加壓泵打到冷卻塔進(jìn)行降溫，使其溫度低于50℃，再送到發(fā)生器；當(dāng)外界溫度較低時(shí)，用加壓泵將濾水送到發(fā)生器，繞過涼水塔，既保證了水溫，同時(shí)停開了涼水塔和1臺(tái)濾水泵，節(jié)約了能源。此項(xiàng)目總投入0.5萬元。

1.1.2 加裝回收管道回收乙炔氣

經(jīng)過現(xiàn)場測定，該公司乙炔發(fā)生器在震料操作過程中，電石振動(dòng)加料器及二儲(chǔ)斗壓力達(dá)到13 kPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于發(fā)生器9 kPa的壓力，這是由于電石進(jìn)入發(fā)生器后，先在下料桶下部與水反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物乙炔氣由加料桶上升進(jìn)入加料器及二儲(chǔ)斗內(nèi)。由于二儲(chǔ)斗翻板閥不嚴(yán)及每次一儲(chǔ)斗向二儲(chǔ)斗下料時(shí)，這部分較高壓力的乙炔氣就會(huì)繼續(xù)上升直至用氮?dú)廒s至排空口排空。乙炔站改造示意圖見圖2。在發(fā)生器震動(dòng)加料器上開口，引管道經(jīng)1臺(tái)水封罐后連接至2#冷卻塔氣相入口，經(jīng)測試后壓力下降到8 kPa，可回收部分乙炔氣。此項(xiàng)目投入0.1萬元。

1.1.3 安裝回收罐回收水中溶解的乙炔氣

水環(huán)泵出水及清凈塔排出廢次鈉水均是經(jīng)過加壓后乙炔的飽和或過飽和溶液，原來是直接排至回收池，在經(jīng)過突然減壓后，溶解在水（或廢次鈉）中的乙炔氣就會(huì)有一部分釋放出來，既污染環(huán)境，又造成浪費(fèi)。如圖3增加了1臺(tái)回收罐，將這部分水引至回收罐減壓后再送至回收池，而回收氣送至二冷塔進(jìn)口，投入1萬元。

1.2 提高氯乙烯精餾尾氣回收率

1.2.1 單體精餾尾氣回收系統(tǒng)改造

該公司單體精餾尾氣回收系統(tǒng)是2003年上馬的，采用變溫變壓三塔吸附工藝的單體尾氣回收系統(tǒng)。由于工藝要求，塔內(nèi)冷卻盤管頻繁進(jìn)行蒸汽與冷卻水的切換，運(yùn)行幾個(gè)月，厚壁盤管就發(fā)生泄漏，導(dǎo)致系統(tǒng)停車，吸附劑進(jìn)水。在經(jīng)過多次更換盤管和排放與裝填吸附劑后，吸附效果越來越差。進(jìn)行了以下改造，取得了明顯效果。改造措施見圖3、圖4。

（1）將原吸附塔盤管去掉，更換吸附劑。

（2）不再使用蒸汽加熱和冷卻水冷卻，將吸附系統(tǒng)程序時(shí)間進(jìn)行大幅縮短調(diào)整，使吸附劑只進(jìn)行表面吸附而不進(jìn)行深度吸附，減少脫吸時(shí)間，提高脫吸效果。

（3）從吸附塔出來的解析氣（主要含乙炔和氯乙烯及其它惰性氣體）經(jīng)過真空泵送至緩沖罐（新增），再將低塔頂尾排氣（含氯乙烯和乙炔）送至緩沖罐。利用新上的羅茨鼓風(fēng)機(jī)將緩沖罐內(nèi)氣體均勻地送至轉(zhuǎn)化系統(tǒng)予以回收。

此次改造在原基礎(chǔ)上投入了32萬元，吸附效果大幅度提高，不僅使尾氣中氯乙烯得到回收，也回收了其中的乙炔氣，年產(chǎn)值為100多萬元。

1.2.2 回收精餾工序和懸浮聚合回收工序放水時(shí)夾帶及溶解的氯乙烯

單體精餾工序和懸浮聚合回收工序每班對(duì)分水器和單體回收槽進(jìn)行2次排水操作，在排放過程中總有一定量的氯乙烯液體夾帶，不但造成損失，還污染了環(huán)境。

為解決這一問題，在該2個(gè)工序各安裝1臺(tái)小型帶加套的回收罐，每次排水時(shí)排入回收罐。單體精餾工序利用轉(zhuǎn)化區(qū)熱水余熱（90℃）升溫，懸浮聚合利用母液水余熱（65℃）升溫，將夾帶的氯乙烯及水中溶解的氯乙烯回收至單體氣柜，總投入6.1萬元?；厥章纫蚁「脑焓疽鈭D見圖5。

上述改造措施共投入39.7萬元，經(jīng)過改造后，樹脂耗電石從1.439 t/t降至1.423 t/t，按照現(xiàn)在較小負(fù)荷（每年生產(chǎn)樹脂4萬t）計(jì)算，電石每噸按照3 000元計(jì)算，節(jié)約成本為192萬元/a。

2 降低氯化氫消耗

2.1 氯乙烯合成工序降低氯化氫與乙炔配比

將氯化氫與乙炔配比由原來的1.05～1.10調(diào)整到1.03～1.06，原來氯化氫與乙炔配比控制在較高的比例，在自動(dòng)化程度較低，流量精確度不高的情況下，保證了一定氯化氫過量、滿足了轉(zhuǎn)化率的要求。但是隨著氯化氫合成爐燈頭改進(jìn)、自控系統(tǒng)投用、脫水流量自動(dòng)配比的實(shí)現(xiàn)以及高效觸媒的使用，配比太高會(huì)增加水洗塔及堿洗塔的負(fù)擔(dān)。在將氯化氫與乙炔配比調(diào)整到1.03～1.06后，經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)行測試，轉(zhuǎn)化率未受到影響。水洗和堿洗處理效果明顯增強(qiáng)。每噸單體可節(jié)約氯化氫約30 kg。

2.2 利用純水做廢酸，提高廢酸品質(zhì)

將除汞制酸系統(tǒng)吸收水由一次水改為純水，提高廢酸品質(zhì)，滿足特殊用戶要求。某公司使用西化公司大量精酸作為其生產(chǎn)原料，其使用精酸的原因在于對(duì)鈣鎂離子含量有嚴(yán)格要求，而對(duì)其他指標(biāo)要求不高。在經(jīng)過溝通和多次測試后，利用純水制作廢酸，完全滿足客戶需要，這一措施的實(shí)施使客戶每噸成本直接下降500元左右，廢酸也增效30元/t。此項(xiàng)目投入0.2萬元。

2.3 水洗系統(tǒng)改自動(dòng)循環(huán)操作，達(dá)到節(jié)能減排的效果

圖6 水洗塔循環(huán)稀酸自控改造示意圖

單體工段水洗塔循環(huán)噴淋水除少量用于泡沫塔吸收上水外，大量進(jìn)行自循環(huán)。由于操作難度及生產(chǎn)平衡需要，每天有20 t含1%左右氯化氫的廢水排入下水道，既增加了廢水處理負(fù)擔(dān)，又造成損失。水洗塔循環(huán)稀酸自控改造示意圖見圖6。水洗塔循環(huán)吸收水補(bǔ)充系統(tǒng)上自控裝置，在生產(chǎn)正常情況下，利用自控裝置使稀酸罐補(bǔ)充水與泡沫塔用水達(dá)到平衡，杜絕外排。再上1臺(tái)酸泵和1個(gè)回收酸罐，在氯化氫過量較大時(shí)將大量稀酸排入回收罐，用泵打到公司廢水處理站進(jìn)行中和利用。由于在原有基礎(chǔ)上改造，僅投入6.5萬元即實(shí)現(xiàn)了以上自控操作。

經(jīng)過以上改造后每噸樹脂耗氯化氫由0.68 t降至0.65 t，每噸氯化氫按900元計(jì)算，每噸廢酸比原來凈增收30元，生產(chǎn)1 t樹脂副產(chǎn)廢酸0.3 t，則總投入6.7萬元，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)出148萬元。

3 降低一次水消耗

3.1 將單體壓縮機(jī)、空壓機(jī)、冰機(jī)等冷卻水改為循環(huán)水

該公司聚氯乙烯分廠各種大型壓縮設(shè)備多，冷卻水用量很大，如單體壓縮機(jī)、空壓機(jī)、冷凍冰機(jī)等。其冷卻水一直使用一次水，費(fèi)用很大。循環(huán)冷卻水改造示意圖見圖7。將上述設(shè)備冷卻水進(jìn)行收集，利用管道連接到一臺(tái)冷卻塔，經(jīng)過冷卻塔冷卻后，再閉路循環(huán)冷卻使用，經(jīng)過改造，一次水用量大幅度下降。該項(xiàng)目投入11萬元。

3.2 乙炔發(fā)生器全部循環(huán)使用電石渣上清液，Ⅰ冷、Ⅱ冷塔使用循環(huán)水

由于乙炔站濾水系統(tǒng)結(jié)垢嚴(yán)重，電石渣濾水回用一直不理想，為提高濾水回用率，降低一次水消耗，進(jìn)行了改造：a.將原濾水泵由一般的離心泵改為塑料材質(zhì)專用泵；b.泵出口管道全部改為橡膠加強(qiáng)管，閥門改為塑料閥門。

在濾水回用系統(tǒng)連續(xù)滴加單體水洗系統(tǒng)所產(chǎn)的28%廢酸，加入量為1.0～1.2 L/h。在乙炔站新上1臺(tái)小型涼水塔，使冷卻塔系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)接近閉路循環(huán)。既節(jié)約了一次水，又減少了乙炔氣的溶解損失，（見圖8）。

經(jīng)過以上改造，乙炔站濾水回用系統(tǒng)結(jié)垢現(xiàn)象得到了較徹底的解決，由每隔10 d清理一次延長到3個(gè)月檢查1次。電石渣濾水實(shí)現(xiàn)了全部回用。每年節(jié)約中水費(fèi)用達(dá)50萬元。該項(xiàng)目投入10萬元。

3.3 懸浮聚合使用離心機(jī)母液水投料

將離心機(jī)母液水用于投料，用量從最初的1/5到現(xiàn)在的1/3，同時(shí)沖釜水及汽提塔噴頭用水也改用母液水，使純水消耗由原來的3.5 t/t樹脂下降到1.5 t/t樹脂，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于同行業(yè)3.2～4.0 t/t的水平。

經(jīng)過以上改造，懸浮聚氯乙烯耗一次水由原來的14 t/t下降到10.2 t/t，一次水為3.5元/t，軟水為14元/t，總投入21萬元，取得產(chǎn)出137.2萬元。

4 降低動(dòng)力電消耗

4.1 停用部分加壓泵和風(fēng)機(jī)

如圖1所示，在外界溫度較低時(shí)，直接用加壓泵將濾水送到發(fā)生器，繞過涼水塔，既保證了水溫，同時(shí)停開了7.5 kW涼水塔和1臺(tái)15 kW濾水泵。每年停開一半時(shí)間，每小時(shí)節(jié)電22.5 kW·h。

由于金融危機(jī)影響，生產(chǎn)負(fù)荷較正常時(shí)大幅度降低。根據(jù)實(shí)踐，在生產(chǎn)過程中將懸浮干燥引風(fēng)機(jī)停掉，只在引風(fēng)機(jī)入口和出口加裝一條旁路，繞過引風(fēng)機(jī)，利用鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓克服一二級(jí)旋風(fēng)分離器阻力進(jìn)行生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量未收到影響。以每年低負(fù)荷運(yùn)行1/4時(shí)間計(jì)算，每小時(shí)節(jié)約用電75 kW·h。

4.2 小電機(jī)改為大電機(jī)，減少電機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)

冷凍工序－35℃鹽水泵原是37 kW電機(jī)，根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷平常需要開2臺(tái)泵才能滿足需要，在進(jìn)行排查時(shí)發(fā)現(xiàn)，泵的能力遠(yuǎn)未達(dá)到額定能力，閥門只開到一半左右，再開大，電機(jī)電流就會(huì)超標(biāo)。根據(jù)這一情況，經(jīng)過計(jì)算，將37 kW電機(jī)更換為45 kW電機(jī)，使電機(jī)和泵達(dá)到匹配，現(xiàn)在，只需開1臺(tái)鹽水泵就可滿足生產(chǎn)需要。每小時(shí)節(jié)電29 kW·h。

4.3 大電機(jī)改為小電機(jī)，調(diào)整壓濾機(jī)吹風(fēng)方式

電石渣壓濾工序?yàn)V水泵為45 kW，生產(chǎn)負(fù)荷較小，使用過程中閥門開度很小，回流卻很大，根據(jù)這一情況，將45 kW電機(jī)和泵更換為閑置的15 kW電機(jī)和泵，完全滿足生產(chǎn)需要，每小時(shí)節(jié)電30 kW·h。

空壓站在正常生產(chǎn)過程中，運(yùn)行1臺(tái)250 kW電機(jī)的空壓機(jī)供應(yīng)整個(gè)PVC分廠儀表氣源和其他生產(chǎn)用氣。經(jīng)過計(jì)算，將電石渣壓濾機(jī)通過加裝管道，由一邊吹風(fēng)改為兩頭吹風(fēng)，同時(shí)將壓料最終壓力由0.62MPa提高至0.75MPa，使壓濾機(jī)吹風(fēng)的需求風(fēng)量和壓力大幅度降低。現(xiàn)在只需開1臺(tái)37 kW空壓機(jī)即可滿足分廠生產(chǎn)及儀表用氣，每小時(shí)節(jié)電213 kW·h。此項(xiàng)目投入0.3萬元。

4.4 根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷和工藝需要，停用部分電機(jī)

為了節(jié)能降耗，在組織聚氯乙烯生產(chǎn)負(fù)荷過程中分別設(shè)置了以下乙炔流量級(jí)別。

a.乙炔流量1 000m3/h級(jí)別，1臺(tái)發(fā)生器、1臺(tái)水環(huán)泵、1臺(tái)單體壓縮機(jī)、3臺(tái)冰機(jī)；

b.乙炔流量2 000m3/h級(jí)別，2臺(tái)發(fā)生器、2臺(tái)水環(huán)泵、2臺(tái)單體壓縮機(jī)、5臺(tái)冰機(jī)；以此類推，開哪個(gè)級(jí)別的生產(chǎn)負(fù)荷就開相關(guān)設(shè)備臺(tái)數(shù)，而其他設(shè)備停用以節(jié)約能源。同時(shí)，在生產(chǎn)負(fù)荷較低時(shí)，也停用部分轉(zhuǎn)化器和3臺(tái)37 kW熱水循環(huán)泵。利用單體儲(chǔ)槽和懸浮聚合出料槽的緩沖能力，對(duì)懸浮聚合和干燥系統(tǒng)一改以往的連續(xù)開車習(xí)慣，為間斷性開車來節(jié)約動(dòng)力電。按照停開1/4時(shí)間計(jì)算，每小時(shí)節(jié)電111 kW·h。

以上降低動(dòng)力電消耗的改造，共投入4.3萬元，每度電0.45元，每年節(jié)約電費(fèi)118.7萬元。

5 節(jié)約蒸汽

5.1 對(duì)單體回收及轉(zhuǎn)化循環(huán)熱水進(jìn)行改造，降低蒸汽消耗

該公司單體尾氣回收系統(tǒng)是2003年上馬的變溫變壓三塔吸附工藝。由于工藝要求，在解析時(shí)要向塔內(nèi)冷卻盤管及加套通入蒸汽進(jìn)行加熱促進(jìn)解析，蒸汽消耗很大。對(duì)吸附程序進(jìn)行改進(jìn)，將變溫變壓吸附改為單純的變壓吸附，將設(shè)備內(nèi)盤管去掉，不再通入蒸汽升溫和通入冷卻水降溫。

單體轉(zhuǎn)化器循環(huán)熱水槽原來是敞口設(shè)備，熱損失比較大，在較高負(fù)荷時(shí)，熱水溫度維持在95℃左右，而當(dāng)負(fù)荷較小時(shí)，熱水溫度下降到90℃以下，經(jīng)常需要開蒸汽加熱保持溫度，鑒于這種情況，將熱水槽封閉，使低負(fù)荷時(shí)熱水槽溫度也能保持在90℃以上，節(jié)約了加熱蒸汽。此項(xiàng)投入0.1萬元。

5.2 在懸浮干燥鼓風(fēng)機(jī)前加裝閑置的加熱片，回收熱能

為了節(jié)約蒸汽，在懸浮干燥工序鼓風(fēng)機(jī)前加裝閑置的加熱片4組，將原加熱器內(nèi)飽和蒸汽冷凝水通入這4臺(tái)新增加熱片中，利用加熱器蒸汽冷凝水對(duì)空氣進(jìn)行預(yù)熱，使飽和水溫度由87℃左右降到55℃，提高了蒸汽利用率，熱水最終用于投料。此項(xiàng)目投入0.5萬元。

經(jīng)過以上改造，懸浮樹脂耗蒸汽由1.65t/t樹脂下降到現(xiàn)在的1.35t/t。每噸蒸汽按120元計(jì)算，總投入0.6萬元，降低蒸汽消耗實(shí)現(xiàn)產(chǎn)出144萬元。

6 改造措施的收益

節(jié)能降耗收益情況見表2。聚氯乙烯分廠投入72.3萬元，取得直接收益667萬元。

Rely on technical im provement to saveenergy and reduce costs

DIYa-ning,HUO Zhong-de,BU Xiao-jun
(Xi'an Xihua Thermoelectricaland ChemicalCo.,Ltd.,Xi’an 710077,China)

Summary of technical improvement of energy saving and consumption decrease of Xihua Thermoelectricaland ChemicalCo.,Ltd was introduced.Consumption of calcium carbide,hydrogen chloride, primarywater,power and steam were reduced,and saved costsmore than 6.6million yuan per year.

PVCenterprises;technical improvement;energy savingand consumption decrease

表2 節(jié)能降耗成果匯總統(tǒng)計(jì)表萬元

book=4,ebook=189

TQ325.3

B

1009－1785(2010)06－0033-04

2009-09-18