蒸汽管網(wǎng)的綜合優(yōu)化利用

張本峰 吳 培 喬 潔 顧朝暉(河南心連心化肥有限公司 河南新鄉(xiāng)453731)

蒸汽管網(wǎng)的綜合優(yōu)化利用

張本峰 吳 培 喬 潔 顧朝暉
(河南心連心化肥有限公司 河南新鄉(xiāng)453731)

1 蒸汽壓差能量發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用

1.1 中壓蒸汽綜合利用

目前，河南心連心化肥有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)心連心公司)中壓蒸汽的用戶(hù)主要為變換、蒸氨和尿素水解系統(tǒng)，合成廢熱鍋爐所產(chǎn)蒸汽供給變換和尿素水解系統(tǒng)，低壓甲醇裝置所產(chǎn)蒸汽供給蒸氨系統(tǒng)。低壓甲醇裝置所產(chǎn)的2.3 MPa低品位蒸汽不能滿(mǎn)足3.0 MPa蒸汽管網(wǎng)的壓力要求，一般，供給蒸氨系統(tǒng)之后多余的蒸汽通過(guò)減壓送往1.3 MPa的蒸汽管網(wǎng)，浪費(fèi)了2.3 MPa到1.1 MPa之間的蒸汽壓差能量。變換系統(tǒng)壓力低于2.2 MPa，低壓甲醇裝置所產(chǎn)的2.3 MPa蒸汽完全可供給變換系統(tǒng)使用。由于1.3 MPa的蒸汽需求量大，可將合成廢熱鍋爐產(chǎn)的3.0 MPa(心連心公司的3.0 MPa的蒸汽管網(wǎng)實(shí)際壓力與合成廢熱鍋爐的蒸汽壓力相同，為2.7 MPa，習(xí)慣上將合成廢熱鍋爐產(chǎn)的2.7 MPa蒸汽稱(chēng)為3.0 MPa蒸汽)的蒸汽通過(guò)汽輪機(jī)發(fā)電后變?yōu)?.3 MPa蒸汽。因此，心連心公司利用3.0 MPa蒸汽驅(qū)動(dòng)循環(huán)水泵以達(dá)到節(jié)電的目的，但因蒸汽壓力不夠穩(wěn)定，導(dǎo)致該節(jié)電裝置運(yùn)行效果不佳。在增設(shè)1只蒸汽緩沖罐穩(wěn)定蒸汽壓力后，該節(jié)電裝置平穩(wěn)運(yùn)行。

1.2 低壓蒸汽綜合利用

3#造氣系統(tǒng)消耗0.50 MPa蒸汽約80 t/h，造氣系統(tǒng)入口蒸汽壓力為0.50 MPa左右，而實(shí)際所需蒸汽壓力為0.04 MPa 。為利用這部分蒸汽差壓，1#造氣系統(tǒng)(所需蒸汽量為42 t/h)增設(shè)了1臺(tái)低壓汽輪機(jī)。該低壓汽輪機(jī)利用烴化系統(tǒng)所產(chǎn)蒸汽(約16 t/h)過(guò)熱后進(jìn)行發(fā)電，進(jìn)口蒸汽溫度約250 ℃、壓力0.50 MPa；出口蒸汽溫度為170 ℃左右、壓力0.05 MPa，日發(fā)電量達(dá)2 100 kW·h。低壓汽輪機(jī)出口蒸汽溫度相對(duì)較低，為此，采用過(guò)熱蒸汽(壓力約0.30 MPa，流量約26 t/h)與低壓汽輪機(jī)出口蒸汽進(jìn)行混合后進(jìn)入緩沖罐，既利用了過(guò)熱蒸汽的高位熱能，又利用了烴化系統(tǒng)所產(chǎn)蒸汽(約16 t/h)的差壓。

3#造氣系統(tǒng)所用蒸汽溫度約200 ℃、壓力約0.30 MPa，但實(shí)際需要溫度約200 ℃、壓力約0.04 MPa 蒸汽就可以滿(mǎn)足3#造氣系統(tǒng)的用汽要求，所以可利用這部分蒸汽差壓進(jìn)行發(fā)電，以降低能耗。3#造氣系統(tǒng)所用的蒸汽來(lái)自中壓汽輪機(jī)的排汽(壓力約0.30 MPa，溫度220～230 ℃)，為利用這部分蒸汽差壓進(jìn)行發(fā)電，需要新增1臺(tái)低壓汽輪發(fā)電機(jī)。根據(jù)現(xiàn)有工況，選擇低壓汽輪機(jī)的配置如下：進(jìn)汽為中壓汽輪機(jī)的排汽，具體參數(shù)為進(jìn)汽壓力0.30 MPa，溫度220 ℃；排汽壓力0.05 MPa，溫度81 ℃；額定流量80 t/h，額定功率5 400 kW；低壓汽輪機(jī)最小進(jìn)汽流量為50 t/h時(shí)，功率為3 000 kW。由于低壓汽輪機(jī)出口蒸汽的溫度太低，僅為81 ℃，現(xiàn)設(shè)計(jì)低壓汽輪機(jī)進(jìn)汽流量為50 t/h，未進(jìn)低壓汽輪機(jī)的溫度為220 ℃、壓力0.30 MPa 的蒸汽(30 t/h)與低壓汽輪機(jī)排汽(流量50 t/h，壓力0.05 MPa，溫度81 ℃)進(jìn)行混合，提溫后蒸汽溫度為131 ℃，混合后的蒸汽再利用中壓汽輪機(jī)抽汽的過(guò)熱蒸汽(流量為40 t/h，溫度330 ℃，壓力為1.10 MPa)將其溫度由131 ℃提高到200 ℃，以滿(mǎn)足3#造氣系統(tǒng)正常生產(chǎn)的需要。

低壓蒸汽綜合利用工藝流程見(jiàn)圖1。

2 蒸汽輸送流程優(yōu)化

由上述分析，為合理利用中壓蒸汽，低壓甲醇系統(tǒng)汽包的2.3 MPa蒸汽可以直接供給變換系統(tǒng)使用，但是需要改變進(jìn)變換系統(tǒng)界區(qū)的蒸汽管道。具體方案如下：由低壓甲醇系統(tǒng)汽包出口直接增加1條管道連接至合成廢熱鍋爐去變換系統(tǒng)的蒸汽管道上，優(yōu)先采用低壓甲醇系統(tǒng)汽包提供的蒸汽(壓力2.3 MPa，流量10 t/h，溫度220 ℃)；當(dāng)?shù)蛪杭状枷到y(tǒng)汽包蒸汽供應(yīng)量不足時(shí)，則采用合成廢熱鍋爐蒸汽(壓力2.7 MPa，溫度290 ℃)進(jìn)行補(bǔ)充(見(jiàn)圖2)。

圖1 低壓蒸汽綜合利用工藝流程

圖2 蒸汽輸送工藝流程優(yōu)化

3 冷凝水回收利用方案

由于心連心公司產(chǎn)汽崗位及用汽崗位不集中，蒸汽輸送工藝流程較長(zhǎng)，在輸送蒸汽較長(zhǎng)的管道上設(shè)大量導(dǎo)淋管和疏水閥，如果將其排出的蒸汽和冷凝液加以回收，可節(jié)省大量的能源。蒸汽管網(wǎng)冷凝液回收工藝流程如圖3所示，將蒸汽管道上的導(dǎo)淋管和疏水閥排出的蒸汽及冷凝液回收后再進(jìn)行氣液分離，采用乏汽回收裝置進(jìn)行分離的氣體再綜合利用，回收的冷凝液通過(guò)冷凝液閃蒸槽降壓閃蒸釋放出能量之后用于加熱低溫介質(zhì)，換熱之后的冷凝液補(bǔ)充到脫鹽水系統(tǒng)。

4 小結(jié)

(1)管網(wǎng)蒸汽差壓利用，不需要消耗一次能源、不增加生產(chǎn)裝置的蒸汽用量、不影響生產(chǎn)裝置后續(xù)工藝的蒸汽用量、不產(chǎn)生任何污染，尤其是在生產(chǎn)裝置工藝蒸汽壓力變動(dòng)的情況下，滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，大大提高了蒸汽的綜合利用效率，具有節(jié)能的效果。

圖3 蒸汽管網(wǎng)冷凝液回收工藝流程

(2)優(yōu)化輸送流程主要是根據(jù)工藝生產(chǎn)條件合理的利用不同品位蒸汽的能量，將損耗降到最低。

(3)蒸汽在輸送過(guò)程中的損耗所占的比例相當(dāng)大，該乏汽回收裝置主要是將在蒸汽輸送過(guò)程中疏水閥、導(dǎo)淋及其他一些設(shè)備上的定排、連排所產(chǎn)生的廢氣和冷凝液進(jìn)行回收綜合利用。

2014- 03- 09)