大型化工石化企業通用節能技術淺析

安曉英 張康 張莉紅

（中海油天津化工研究設計院，天津 300131）

一、引言

國家工信部2011年初提出目標，2015年我國單位工業增加值能耗、二氧化碳排放量和用水量分別要比“十一五”末降低18%、18%以上和30%。

要達到以上目標就要求現有企業及即將建設的各類企業以節能減排為首要任務，節約能源資源的同時減少污染物的排放，而應用新技術，新設備是實現該目標的一條捷徑。本文就大型化工石化類企業中常用的三種節能節水技術予以簡單分析，為相關企業新技術的應用提供參考。

二、節能新技術淺析

本文主要介紹可以應用于大型化工石化類企業的三種節能節水技術：

1、 工業冷卻塔用混流式水輪機技術【1】

國家發展和改革委員會自2008年5月起已經陸續公布了三批“國家重點節能技術推廣目錄”其中對于“工業冷卻塔用混流式水輪機技術”做了較為詳細介紹。

水輪機的工作動力來自循環冷卻水系統水的重力勢能以及循環水泵的富余揚程，工作時保證冷卻塔的技術參數，而且循環水泵的能耗不變。水輪機的輸出軸直接與風機連接并帶動其轉動，取消了原電機驅動風機系統，節約了電能。

某石化企業投入150萬元對一座4500m3/h流量的機械通風冷卻塔進行改造，改造完成后相對應改造前做了對比，如表1，改造前冷卻塔風機電機年耗電量約為175萬kWh，改造后完全省去本部分電耗，經濟效益、環境效率顯著。

表1 混流式水輪機技術改造前后對比

2、 中水循環冷卻水技術

大型化工類石化類企業一般都是用水大戶，在水資源日益緊張的今天，節約新鮮水資源已經迫在眉睫。除工藝用水外，化工石化類企業中循環冷卻水補水為最大耗水點，如果利用中水替代循環冷卻水系統新鮮水將大大降低循環水系統新鮮水消耗量。

與新鮮水比較中水屬于再生水，是污水處理廠處理達標水，一般為二級處理，具有不受氣候影響、不與臨近地區爭水，就地可取、穩定可靠、保證率高等優點。再生水雖不能飲用，但它可以用于一些水質要求不高的場合，如沖廁所、沖洗汽車、噴灑道路、綠化等。再生水工程技術可以認為是一種介于建筑物生活給水系統與排水系統之間的雜用供水技術。再生水的水質指標低于城市給水中飲用水水質指標，但高于污染水允許排入地面水體的排放標準。

中水和新鮮水比較，后者更適宜細菌藻類生長從而沉積堵塞管路等，為防止發生微生物的危害，選擇合適殺菌劑至關重要。從目前運行的中水循環冷卻系統看，推薦使用TS-52809A殺菌滅藻劑和TS-867殺菌滅藻劑，配合使用，殺菌滅藻、剝離粘泥效果極佳?？捎行Х乐刮⑸镂：?。解決了微生物藻類危害，中水循環可以達到和新鮮水補水循環一樣的效果，目前的水處理技術可以將污水處理到人們所需要的水質標準。城市污水所含雜質少于0.1%，采用的常規污水深度處理，例如濾料過濾、微濾、納濾、反滲透等技術。經過預處理，濾料過濾處理系統出水可以滿足生活雜用水，包括房屋沖廁、澆灑綠地、沖洗道路和一般工業冷卻水等用水要求。

天津濱海能源發展股份有限公司和中海油天津化工研究設計院【2】聯合開發的3000m3/h循環冷卻水系統中水利用工程，2003年使用至今，效果較好。每年可節約新鮮水3280萬m3。

新鮮水系統改中水循環系統后投入和運行費用基本無變化，由于再生水一般偏酸性，所以水處理藥劑和新鮮水相比較可減少酸性處理藥劑投加劑量，從而進一步降低藥劑費用。

再生水是城市的第二水源。城市污水再生利用是提高水資源綜合利用率，減輕水體污染的有效途徑之一。再生水合理回用既能減少水環境污染，又可以緩解水資源緊缺的矛盾，是貫徹可持續發展的重要措施。污水的再生利用和資源化具有可觀的社會效益，環境效益和經濟效益。

3、 凝結水閉式收集技術

大型石化化工類企業往往也是蒸汽消耗大戶，尤其石化類企業，很多工藝過程均需要用到蒸汽直接加熱或間接加熱，間接加熱換熱用蒸汽冷凝水既具有熱力資源又是很好的軟化水資源。雖然目前多數企業已經對蒸汽冷凝水進行了相關回收，但是主要使用開式回收方式，所面臨的問題主要體現在未能充分合理地利用高溫飽和冷凝水的熱能，無法克服嚴重的水泵汽蝕現象，在多參數蒸汽使用壓力下，非同期使用用汽設備的冷凝水回收時，經常出現汽塞、水錘和壓力不均等現象，同時，不能在各種條件下進行疏水閥合理選型。其冷凝水收集箱是開口式的，冷凝水和大氣相通，由于壓降閃蒸造成系統產生大量二次閃蒸汽，散失了部分熱量，為防止輸送水泵汽蝕又兌入冷水，回收水溫僅在70℃左右。

國家發展和改革委員會提出的“重點推廣節能技術（第二批）”中“乏汽與凝結水閉式全熱能回收技術”是一項可以實現高效冷凝水閉式回收的技術。

該技術將蒸汽放熱后形成的凝結水收集至集水罐進行汽水分離后，采用由PLC控制的離心泵以全密閉方式自動加壓輸送至規定位置，對其余熱余壓進行回收再利用。產品由多路共網器、集水罐、離心泵、自控柜、PLC控制器及通用閥門等構成。

該套設施可以實現凝結水回收過程中汽水分離、消除汽蝕、多路共網、自力增壓、自動感應、數字控制技術；乏汽回收熱交換過程中乏汽瞬時液化連續控制技術。

蒸汽凝結水閉式回收裝置主要由閃蒸罐、多路共網器、自力增強器、噴吸器、集水罐、管道元件、電動泵、電控等組成。具體見圖1。

圖1 冷凝水閉式回收工藝流程

最大回收量5～300 t/h，最高工作壓力1.6MP，最高回收凝結水溫度170℃。

天津某在建大型化工項目設計可產生蒸汽冷凝水210t/h（0.25MPa ，溫度138.89℃，焓值584.459kJ/kg），與70℃熱水（焓值293.53 kJ/kg）比較，按照年生產8000小時統計，每年相比較開始回收系統可節能量折算為標準煤16676tce。

三、總結

以上文章中提到的節能節水技術相對于其他技改措施較為容易實現，且節能節水量相當可觀，大型石化化工類企業應用以上三種技術可以大幅度減少企業年耗電量，耗水量。

【1】國家發展改革委員會.國家重點節能技術推廣目錄 2008-2010.

【2】商永鑫，劉光華，李映川.中水回用循環冷卻水系統現場應用.工業水處理.2005.12.