蒸汽熱力管網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化

楊安成 ， 顧朝暉 ， 徐嚴偉 ， 呂云辰 ， 樊安靜

(河南心連心化肥有限公司 ， 河南 新鄉(xiāng)　453731)

?

蒸汽熱力管網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化

楊安成 ， 顧朝暉 ， 徐嚴偉 ， 呂云辰 ， 樊安靜

(河南心連心化肥有限公司 ， 河南 新鄉(xiāng)453731)

蒸汽作為化工企業(yè)日常產(chǎn)品生產(chǎn)中重要的能源之一，有著耗量大、使用環(huán)節(jié)多、管網(wǎng)分布廣等特點。結(jié)合公司“24.40”系統(tǒng)合成氨、尿素生產(chǎn)裝置蒸汽生產(chǎn)、使用過程中存在的問題進行分析并提出優(yōu)化措施，提高蒸汽網(wǎng)絡(luò)使用能效。

蒸汽管網(wǎng) ； 節(jié)能 ； 優(yōu)化

0　前言

河南心連心化肥有限公司“24.40”(240 kt/a合成氨，400 kt/a尿素；以下簡稱二期系統(tǒng))系統(tǒng)蒸汽網(wǎng)絡(luò)中分布有5.3、3.0、2.2、1.3、0.5 MPa等不同等級的蒸汽管路，來源包括熱電車間、合成廢鍋、低壓甲醇、造氣夾套自產(chǎn)等，同時“24.40”蒸汽管網(wǎng)與其他系統(tǒng)(“18.30”工程系統(tǒng)；以下簡稱一期系統(tǒng))蒸汽管網(wǎng)進行管道串聯(lián)。日常裝置生產(chǎn)運行工況的改變對蒸汽的生產(chǎn)與消耗具有顯著的影響，高效的產(chǎn)出、減少潛能浪費、合理利用蒸汽等級等措施，能夠降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。

1　蒸汽使用現(xiàn)狀

1.1鍋爐生產(chǎn)負荷低，蒸汽熱力生產(chǎn)效率有待提高

公司二期系統(tǒng)蒸汽熱力生產(chǎn)使用的是次高壓、次高溫TG-130/5.29-M型鍋爐，采用循環(huán)流化床燃燒技術(shù)。結(jié)合現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)對鍋爐熱力生產(chǎn)效率進行計算，耗煤熱量和蒸汽熱量計算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)均為2月份系統(tǒng)運行較正常生產(chǎn)數(shù)據(jù)計算得出。

蒸汽熱力生產(chǎn)效率(%)=η1/η2=79.2%

結(jié)果顯示，二期工程系統(tǒng)蒸汽熱力生產(chǎn)效率不到80%，鍋爐生產(chǎn)負荷較低，系統(tǒng)實際蒸汽產(chǎn)量僅90 t/h，與鍋爐自身額定負荷相比還有很大提升空間。

1.2蒸汽分級利用不合理

二期系統(tǒng)合成廢鍋副產(chǎn)約35 t/h的3.0 MPa蒸汽通過烴化預(yù)熱器后，約10 t/h輸送至變換工段，另富余的25 t/h的3.0 MPa蒸汽經(jīng)調(diào)節(jié)閥減壓后并入1.3 MPa蒸汽管網(wǎng)，存在蒸汽熱能浪費現(xiàn)象。6機生產(chǎn)時，造氣夾套產(chǎn)生約26 t/h的較低溫飽和蒸汽與管網(wǎng)中合成廢鍋產(chǎn)生的高溫蒸汽匯合，調(diào)節(jié)至200 ℃左右送至尿素工段使用。

1.3跑冒滴漏、冷凝液亂排造成資源浪費

管道腐蝕或密封不嚴等因素造成多處蒸汽“跑冒滴漏”現(xiàn)象，例如：合成疏水閥、蒸汽控制閥腐蝕嚴重，造成蒸汽泄漏；變換工段配液槽開放式操作，特別冬季氣溫低，溶劑熱量散失較快，加熱蒸汽的“跑冒滴漏”現(xiàn)象更顯著。

通過蒸汽換熱設(shè)備所排放的冷凝液，不能及時回收或回收量較少，從而加大脫鹽水使用量，并損失大量熱量。例如變換工段熔硫后冷凝液量較少(3～4 t/d)，冷凝液集中送水管網(wǎng)循環(huán)使用的周期為5 d，影響冷凝液熱量的及時回收利用。

2　節(jié)能優(yōu)化措施

2.1提高鍋爐負荷，增加效益

二期工程系統(tǒng)蒸汽熱力實際生產(chǎn)效率僅80%左右，提高鍋爐生產(chǎn)負荷，實際蒸汽產(chǎn)量能夠增加30 t/h。由于公司生產(chǎn)系統(tǒng)規(guī)模較之周邊小企業(yè)占優(yōu)勢，生產(chǎn)出的蒸汽品質(zhì)較優(yōu)，可以外售周邊企業(yè)供熱、生產(chǎn)等使用。

2.2增加中壓甲醇系統(tǒng)

二期系統(tǒng)中壓甲醇出口CO+CO2含量較高，原有裝置需要通過加開經(jīng)循環(huán)機提壓后，繼續(xù)循環(huán)反應(yīng)，以降低該工藝指標。針對這種情況，二期合成現(xiàn)場增加一套中壓甲醇工序。合成廢鍋過熱蒸汽產(chǎn)量，剛好滿足中壓甲醇裝置中的烴化蒸汽加熱器和醇化蒸汽加熱器使用(烴化蒸汽加熱器需要蒸汽量為17.60 t/h，醇化蒸汽加熱器需要蒸汽量為14.08 t/h，需要總蒸汽量為31.68 t/h)。

2.3合新增汽輪拖動造氣風(fēng)機

針對合成廢鍋富余的3.0 MPa蒸汽，現(xiàn)場增加一套汽輪機，通過汽輪機拖動造氣1#風(fēng)機運行，代替電機驅(qū)動，以達到余熱余壓的合理利用，富余的電量傳到電網(wǎng)。

2.4冷凝液回收利用

冷凝液回收及其熱量的利用，是蒸汽供熱系統(tǒng)中節(jié)約能源的重要部分之一。例如回收高溫冷凝水的熱量，可以減少鍋爐排放污染，并降低水處理量。另外排查現(xiàn)場冷凝液產(chǎn)量0.2 t/h以上的工序，增設(shè)回收管道，及時回收并合理利用這些分散的冷凝液熱效，減少能量消耗。

2.5加強現(xiàn)場蒸汽能源管理，做好保溫工作，及時消除泄漏

對存在蒸汽漏損的管網(wǎng)進行重新保溫、加固、消缺補漏，從源頭上降低蒸汽熱損失和“跑冒滴漏”現(xiàn)象發(fā)生，最大限度地提高熱利用率?，F(xiàn)場操作人員對本工段現(xiàn)場相關(guān)蒸汽閥門和排水閥進行排查，杜絕“跑汽、漏汽”現(xiàn)象。并且加強各班組對生產(chǎn)設(shè)備用汽狀況的巡查，防止蒸汽內(nèi)漏的發(fā)生，隨發(fā)現(xiàn)隨整改，提高蒸汽使用效率，避免浪費的發(fā)生。

3　效果分析

3.1多產(chǎn)蒸汽效益

通過提高二期工程系統(tǒng)鍋爐負荷，可以增加30 t/h蒸汽的產(chǎn)量進行外售。公司噸蒸汽成本90元(電耗、煤耗、脫鹽水成本、人工等其他費用綜合計算)，按照年運行8 000 h計算：年蒸汽生產(chǎn)量= 30 t/h×8 000 h= 240 000 t；外售價格為102元/t，則多產(chǎn)蒸汽效益288萬元。

3.2醇后氣達標

新一套中壓甲醇運行能夠促使氣體循環(huán)反應(yīng)完全，保證控制醇后氣CO+CO2含量。新增中壓甲醇運行，同時可以關(guān)停一臺608 kW功率循環(huán)機，降低了用電消耗。

3.3汽輪拖動節(jié)電效益

新增的汽輪機利用3.0 MPa蒸汽減壓至1.3 MPa的能量差拖動造氣1#風(fēng)機運行。改造前1#風(fēng)機電耗功率230 kW，按照每年8 000 h運行時間，電價0.52元/kW·h計算：年節(jié)電總費用95.6萬元。

3.4高溫冷凝水回收

系統(tǒng)蒸汽管道中疏水通過增設(shè)管道至低壓閃蒸擴容器進行回收，每小時的疏水量約7 t，冷凝水的回收溫度約為90 ℃。補給冷水溫度約為20 ℃，則ΔT=70 ℃，升高1 kg補給水至90 ℃，所需能量Q=293 kJ，設(shè)蒸汽負荷1 000 kJ/h，按1年8 000 h運行時間，則加熱補給水能量為：Q(總)=293×1 000×8 000=2.344×109kJ。

燃料煤熱值23 023 kJ；按照鍋爐效率80%，燃煤單價420元/t計算，節(jié)約的原料費用5.35萬元。水需要量統(tǒng)計56 000t/年，水單價4元，水的費用24.64萬元。按脫鹽水成本費用3.6元/t計算，水處理費用20.16萬元?；厥绽淠?jié)約的總費用50.16元。

4　結(jié)語

隨著“十三五”中持續(xù)提出節(jié)能環(huán)保指標，煤化工系統(tǒng)中不斷優(yōu)化升級，蒸汽管網(wǎng)系統(tǒng)是重要的節(jié)能優(yōu)化部分，公司生產(chǎn)系統(tǒng)逐漸優(yōu)化整合過程中，也開始了化工園區(qū)總體蒸汽用量及特點統(tǒng)計新的蒸汽平衡工作。在化工園區(qū)用能規(guī)劃中做好蒸汽系統(tǒng)利用研究，能夠保證蒸汽管網(wǎng)產(chǎn)汽、用汽、發(fā)電平衡，同時做好熱能電能聯(lián)產(chǎn)，減少最小外部損失，加大蒸汽管網(wǎng)的管理，合理調(diào)配，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

1003-3467(2016)07-0047-02

2016-05-29

楊安成(1985-)，女，助理工程師，從事化工工藝和管道設(shè)計工作，電話：13663034194。

TQ083+.3

B