高壓蒸汽系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)改造

鐘燦鳴

摘 要：某化工企業(yè)乙酸仲丁酯工業(yè)化聯(lián)合生產(chǎn)裝置的熱源主要采用的是0.6 MPa和2.2 MPa蒸汽，而從熱力公司購(gòu)買(mǎi)的蒸汽只有2.2 MPa和4.0 MPa兩個(gè)等級(jí)，因此購(gòu)買(mǎi)的高壓蒸汽需經(jīng)過(guò)減溫減壓處理后才能使用，造成能源的白白浪費(fèi)。企業(yè)通過(guò)新增一臺(tái)4.0/0.6背壓透平，將從熱力公司購(gòu)買(mǎi)的4.0 MPa、310 ℃高壓蒸汽減溫減壓為裝置需要的0.6 MPa、165 ℃低壓蒸汽，利用回收的高溫高壓蒸汽能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)和循環(huán)水泵，既使蒸汽得到了高效合理地利用，又節(jié)約了裝置電耗，降低了裝置的運(yùn)行成本。

關(guān)鍵詞：乙酸仲丁酯工業(yè)化聯(lián)合生產(chǎn)裝置 真背壓式汽輪機(jī) 節(jié)能改造

中圖分類(lèi)號(hào)：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）11（b）-0048-02

某化工企業(yè)是一家采用先進(jìn)工藝技術(shù)生產(chǎn)綠色環(huán)保溶劑產(chǎn)品的大型化工企業(yè)，主要產(chǎn)品為乙酸仲丁酯和甲基叔丁基醚。企業(yè)主要能源消耗是蒸汽，其中0.6 MPa和2.2 MPa蒸汽耗量約為43 t/h和18 t/h。蒸汽熱源主要由園區(qū)內(nèi)一家熱力公司供應(yīng)，熱力公司供汽管網(wǎng)僅可以提供2.2 MPa和4.0 MPa兩個(gè)等級(jí)蒸汽。由于企業(yè)生產(chǎn)原料主要為低碳輕烴，故大多數(shù)的耗氣熱阱的溫位都比較低，可以用低壓甚至低低壓蒸汽作加熱熱源，因此外購(gòu)的高壓蒸汽需經(jīng)過(guò)減溫減壓處理后才能使用，造成了高壓蒸汽的白白損失，屬于高品位能源低品位利用。

1 節(jié)能改造技術(shù)原理

企業(yè)乙酸仲丁酯工業(yè)化聯(lián)合生產(chǎn)裝置的熱源主要采用的是0.6 MPa和2.2 MPa蒸汽，耗能設(shè)備是再沸器和原料預(yù)熱器。而從熱力公司購(gòu)買(mǎi)的蒸汽只有2.2 MPa和4.0 MPa兩個(gè)等級(jí)，因此購(gòu)買(mǎi)的高壓蒸汽需經(jīng)過(guò)裝置內(nèi)的減溫減壓器，注入循環(huán)水減溫減壓處理后才能使用（圖1），造成部分能源并未得到有效利用而損失掉了。如何回收利用這部分高壓蒸汽能源，是企業(yè)降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)營(yíng)效益的重中之重。

背壓式汽輪機(jī)的排汽壓力高，蒸汽的焓降較小，與排汽壓力很低的凝汽式汽輪機(jī)相比，發(fā)出同樣的功率，所需蒸汽量為大，因而背壓式汽輪機(jī)每單位功率所需的蒸汽量大于凝汽式汽輪機(jī)。但是，背壓式汽輪機(jī)排汽所含的熱量絕大部分被熱用戶所利用，不存在冷源損失，所以從燃料的熱利用系數(shù)來(lái)看，背壓式汽輪機(jī)裝置的熱效率較凝汽式汽輪機(jī)為高。

鑒于此，企業(yè)通過(guò)新增一臺(tái)4.0/0.6背壓透平機(jī)（型號(hào)、參數(shù)見(jiàn)表1），將從熱力公司購(gòu)買(mǎi)的4.0 MPa、310 ℃高壓蒸汽減溫減壓為裝置需要的0.6 MPa、165 ℃低壓蒸汽，回收部分高壓蒸汽能，利用其輸出功驅(qū)動(dòng)熱泵壓縮機(jī)和循環(huán)水泵。項(xiàng)目在達(dá)到上述長(zhǎng)期效益的同時(shí)，最主要的受益處在于有效回收利用了部分高壓蒸汽能，使能源得到了高效合理地利用，同時(shí)節(jié)約了裝置的電力消耗，降低了裝置的運(yùn)行成本。項(xiàng)目改造后工藝流程如圖2所示。

項(xiàng)目總投資1 075萬(wàn)元，其中土建工程費(fèi)用65萬(wàn)元，設(shè)備安裝費(fèi)用85萬(wàn)元，固定資產(chǎn)投資925萬(wàn)元，具體資金投入明細(xì)如表2所示。

2 項(xiàng)目節(jié)能效果

該項(xiàng)目主要通過(guò)新增一臺(tái)4.0/0.6背壓透平，消耗42.62 t/h、4.0 MPa、310 ℃蒸汽，背壓為0.6 MPa、165 ℃蒸汽，用以回收4.0 MPa蒸汽中的壓力能，節(jié)能量計(jì)算可依據(jù)以下兩種方法交叉印證。

由于方法1在確定透平機(jī)效率時(shí)采用的下限值，因此造成方法1的計(jì)算結(jié)果小于方法2；兩種方法的相對(duì)誤差僅為2.5%，說(shuō)明計(jì)算方法及核算較準(zhǔn)確。

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)保守原則，項(xiàng)目節(jié)能量采用方法1的計(jì)算結(jié)果，為1 513 tce，相當(dāng)于減少CO2排放3 815 t，減少SO2排放26 t，減少NOx排放24 t，減少煙塵排放15 t，既降低了企業(yè)能源成本，又具有顯著的環(huán)境效益。

參考文獻(xiàn)

[1] GB 17167-2006，用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[2] GB/T 2589-2008，綜合能耗計(jì)算通則[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[3] GB/T 15316-2009，節(jié)能監(jiān)測(cè)技術(shù)通則[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[4] 嚴(yán)家騄，余曉福，王永青.水和水蒸氣熱力性質(zhì)圖表[M].2版.北京：高等教育出版社，2004.