低溫余熱的回收與利用ppt課件

.,低溫余熱的回收與利用,.,石化工業(yè)有大量的低溫余熱（一般指熱源溫度在150以下），低溫余熱回收和利用的好壞也標(biāo)志著一個(gè)企業(yè)的用能水平，故它始終是困擾節(jié)能工作的一個(gè)問(wèn)題。在許多情況下，低溫?zé)岬睦弥饕枪?jié)約蒸汽。80以上的低溫余熱量：500萬(wàn)噸常減壓裝置11MW140萬(wàn)噸催化裂化裝置22MW100萬(wàn)噸延遲焦化裝置8MW,.,1低溫余熱的回收利用原則（1）首先改進(jìn)降低工藝用能，優(yōu)化工藝裝置換熱流程，系統(tǒng)熱集成，盡量少產(chǎn)低溫余熱;（2）低溫余熱的回收和利用必須經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行可靠。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：有些企業(yè)在確定低溫余熱利用方案時(shí)，低溫余熱的價(jià)格確定不合理；另外有時(shí)將回收利用的系統(tǒng)管道投資沒(méi)有考慮。這兩個(gè)方面均會(huì)導(dǎo)致不合理的方案產(chǎn)生。（3）低溫余熱的利用應(yīng)優(yōu)先考慮長(zhǎng)周期運(yùn)行的同級(jí)利用（低溫?zé)崃恐苯哟媪嗽褂玫亩文茉矗浯慰紤]全年中部分時(shí)間利用的同級(jí)利用，最后才考慮升級(jí)利用。,.,2低溫余熱的用途同級(jí)利用方式：（1）作工藝裝置重沸器熱源，如氣體分餾裝置；（2）預(yù)熱除鹽水；（3）預(yù)熱加熱爐空氣；（4）采暖與生活熱水；升級(jí)利用方式：（1）發(fā)電；（2）制冷；(3)第二種吸收式熱泵。（4）作海水淡化的熱源；,.,3低溫余熱方式的節(jié)能效果,幾種低溫余熱利用方式的折能系數(shù)（定義為低溫?zé)崂盟娴囊淮文茉戳空嫉蜏責(zé)崃康陌俜直龋┮?jiàn)下表：目前國(guó)內(nèi)低溫?zé)釘U(kuò)容發(fā)電投用的企業(yè)有長(zhǎng)嶺和錦西煉廠。,.,4同級(jí)利用目前，低溫余熱的主要利用方式為同級(jí)利用，這種利用方式的節(jié)能效果最顯著，并且在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，將仍是該種利用方式。濟(jì)南分公司全廠性低溫余熱回收與利用措施，投資2000萬(wàn)元，現(xiàn)已投用，年節(jié)標(biāo)油20000噸，年效益約6000萬(wàn)元。安慶分公司煉油廠全廠性低溫余熱回收與利用措施，投資2000萬(wàn)元，節(jié)約1.0Mpa蒸汽29t/h，年節(jié)標(biāo)油16000噸，年效益約2442萬(wàn)元。,.,5升級(jí)利用5.1熱機(jī)目前國(guó)內(nèi)主要采用二級(jí)水?dāng)U容動(dòng)力循環(huán)方式發(fā)電，這種方式的優(yōu)化是運(yùn)行可行，缺點(diǎn)是效率低。據(jù)報(bào)導(dǎo)，國(guó)外有采用有機(jī)工質(zhì)動(dòng)力循環(huán)方式，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是效率較高，但缺點(diǎn)是可靠性差。以某煉油廠催化裂化6條低溫物流提供低溫?zé)?8.7MW，延遲焦化裝置2條物流提供7.6MW為例。,.,.,.,5.2制冷低溫?zé)嶂评渲饕捎娩寤囆问?，制取的冷水溫度?20C。低溫?zé)嶂评涞闹饕猛荆荷钪评洌照{(diào)）；生產(chǎn)制冷催化裂化裝置吸收穩(wěn)定系統(tǒng)；延遲焦化裝置吸收穩(wěn)定系統(tǒng)；氣體分餾裝置；其它工藝裝置等。,.,典型溴化鋰制冷機(jī)的主要參數(shù),.,金陵分公司對(duì)3#延遲焦化裝置進(jìn)行改造，使用13070、150t/h低溫?zé)崴?在熱水站增加一套制冷量150萬(wàn)大卡/h的熱水型溴化鋰機(jī)組,將7-10的冷媒水引入延遲焦化裝置。措施投用后，裝置干氣中C3及以上組分含量降低3個(gè)百分點(diǎn)（由原來(lái)的6%降到3%），每年增產(chǎn)液化氣約2500-3000噸，直接經(jīng)濟(jì)效益至少400萬(wàn)元，該項(xiàng)目投資不超過(guò)200萬(wàn)元，投資回收期不超過(guò)半年。,.,5.3熱泵,熱泵分壓縮式和吸收式二種形式。壓縮式熱泵主要在氣體分餾裝置上使用，將丙烯塔頂?shù)牡蜏責(zé)釅嚎s后做塔底熱源，但目前該種形式的熱泵在煉油廠沒(méi)有新的應(yīng)用，原因是低溫?zé)嶂苯幼鳠嵩?，?jié)能效果大大提高。吸收式熱泵有二種形式，第一種需要較高溫位的低溫?zé)?，溫度約為（120130），使更低溫位（2050）的低溫?zé)釡囟壬?0左右，這種熱泵一般對(duì)煉油廠不合適。第二種方式是不需較高溫位的低溫?zé)?，僅耗少量的泵功，就可使7090的低溫?zé)嵘咧?50200，這種方式一般稱(chēng)為吸收式變熱器（absorptionheattransformer)，應(yīng)是在煉油廠非常實(shí)用的一種節(jié)能措施。,.,吸收式熱泵原理圖C冷凝器G發(fā)生器E蒸發(fā)器A吸收器H1、H2換熱器P1、P2液泵V節(jié)流閥,.,制冷劑和吸收劑組成的工質(zhì)對(duì)作為運(yùn)行工質(zhì)，其工作原理是：在發(fā)生器中，制冷劑工質(zhì)吸收溫度為T(mén)1（如70100）的低溫?zé)酫G，蒸發(fā)形成壓力較高的飽和蒸氣，蒸汽在換熱器H2中預(yù)冷降溫后，流入冷凝器C并在此冷凝，在環(huán)境溫度T0下向環(huán)境放出品位更低的熱量QC。冷凝后的液體由液泵P2升壓并經(jīng)H2吸熱形成壓力為p1,溫度為T(mén)1的過(guò)冷液，送入蒸發(fā)器E，并在這里吸收溫度為T(mén)1的低品位熱量QE而蒸發(fā)，蒸發(fā)后的蒸氣流入吸收器A，而沒(méi)有蒸發(fā)的液體則經(jīng)節(jié)流閥V降壓重新流入發(fā)生器G，由發(fā)生器G流出的稀溶液由液泵P1升壓并經(jīng)換熱器H1預(yù)熱后打入吸收器A，并在這里吸收由蒸發(fā)器流過(guò)來(lái)的制冷劑蒸氣，由于吸收劑在吸收制冷劑蒸氣時(shí)發(fā)生放熱效應(yīng)，因此在吸收器A中就放出品位較高的溫度為T(mén)2（如150200）的熱量QA，吸收器A中的濃溶液則經(jīng)H1放熱，并與蒸發(fā)器來(lái)的流體匯合經(jīng)節(jié)流閥V降壓重新流入發(fā)生器G。這種循環(huán)方式的結(jié)果是僅耗費(fèi)了很少的液泵泵功，就能將低品位的熱量QG+QE轉(zhuǎn)化成一部分接近環(huán)境溫度的熱量QC，和另一部分有用的中品位熱量QA。,.,目前，變熱器還處于研究階段，據(jù)報(bào)導(dǎo)德國(guó)已有樣機(jī)運(yùn)行。國(guó)外研究最多的是含有TFE的工作流體，其中TFE-H20-E181溶液和TFE-Pyr溶液有較為滿意的效果。常規(guī)的吸收式制冷循環(huán)工質(zhì)對(duì)是氨水溶液和溴化鋰水溶液，但在變熱器中，若采用氨水溶液，由于溫度較高，易造成系統(tǒng)內(nèi)的壓力過(guò)高；若采用溴化鋰水溶液，則在流體經(jīng)換熱器H1時(shí)，易結(jié)晶而堵塞管路。吸收式變熱器的性能系數(shù)為0.4左右，即可將100份的低品位熱量轉(zhuǎn)化為40份的中品位熱量。燕化公司橡膠廠5000KW降膜吸收式熱泵，熱源溫度為90，熱泵產(chǎn)出熱水110。操作性能參數(shù)COP為0.45-0.48，供熱規(guī)模為6270kW時(shí)，總投資820萬(wàn)元(2001年)。一般只有回收的余熱溫度高于60及可回收的熱負(fù)荷大于2000kW時(shí)才具有經(jīng)濟(jì)意義。,.,6高壓低溫余熱的回收利用,前述的低溫余熱利用還僅是在低壓范圍內(nèi)。隨著油品質(zhì)量的進(jìn)一步提高，加氫過(guò)程越來(lái)越多，產(chǎn)生的較高壓力的低溫余熱也越來(lái)越多，其高壓低溫余熱的回收和利用將是提高用能水平一個(gè)新的課題。高壓低溫余熱一直沒(méi)有回收的原因主要有三個(gè)：（1）是壓力高，換熱回收投資大；（2）由于壓力高，認(rèn)為運(yùn)行安全性差。（3）煉油廠普遍存在低壓低溫余熱過(guò)剩并難以回收利用的問(wèn)題。,.,高壓低溫余熱的利用分析,最近對(duì)加氫裂化反應(yīng)流出物采用水?dāng)U容發(fā)電的情況做了探討。仔細(xì)分析反應(yīng)流出物余熱的特點(diǎn)，可以看出：盡管反應(yīng)流出物壓力高，換熱回收投資大，但由于此股物流流量較大熱量集中，為回收熱量所需的管道投資相對(duì)較小，回收利用的總投資不一定大。如某0.8Mt/a加氫裂化裝置為全循環(huán)、冷高壓分離器流程，80以上反應(yīng)流出物余熱量達(dá)15.8MW。而某新建4.0Mt/a大型加氫裂化裝置為全循環(huán)、熱高壓分離器流程，80以上的反應(yīng)流出物余熱量達(dá)67.4MW。從安全角度講：在回收反應(yīng)流出物熱量的過(guò)程中，已經(jīng)投用了許多高壓換熱器、高低壓換熱器（如利用高壓分離器氣體熱量直接產(chǎn)生低壓蒸汽）和高壓空冷器，因此也不能認(rèn)為用高低壓換熱器（在回收大量低溫余熱時(shí)，一般用水作介質(zhì)，壓力在0.5MPa以下，故使用高低壓換熱器）代替高壓空冷器就存在安全性的問(wèn)題。,.,某加氫裂化反應(yīng)流出物余熱發(fā)電的探討,選擇的基準(zhǔn)價(jià)格數(shù)據(jù)為：電0.45元/kWh,除鹽水14元/t,冷卻水0.25元/t，1.0MPa蒸汽100元/t。投資：以2002年投資概算價(jià)格為基準(zhǔn)，新建加氫裂化裝置回收41MW低溫位余熱（下稱(chēng)新建裝置動(dòng)力回收）和已有裝置改造回收（下稱(chēng)改造裝置動(dòng)力回收）兩種方案的動(dòng)力回收系統(tǒng)工程投資見(jiàn)下表。,.,效益分析,效益發(fā)電3500kW,年效益1260萬(wàn)元；換熱器代替高壓空冷器后，減少風(fēng)機(jī)用電160kW,年效益57.6萬(wàn)元。因此低溫余熱發(fā)電的年總效益為1317.6萬(wàn)元。低溫余熱電站的有關(guān)消耗及費(fèi)用如下：冷卻水3340t/h,年費(fèi)用660萬(wàn)元；電站自耗電（包括熱水泵）200kW,年費(fèi)用72萬(wàn)元；熱水補(bǔ)充用除鹽水2.5t/h,年費(fèi)用28萬(wàn)元；消耗1.0MPa蒸汽0.5t/h,年費(fèi)用40萬(wàn)元。上述4項(xiàng)相加，年總費(fèi)用800萬(wàn)元。投資回收期：低溫發(fā)電的年凈效益為517.6萬(wàn)元，新建和改造裝置動(dòng)力回收方案的簡(jiǎn)單投資回收期分別為3.6，4.4年。這兩種情況下的回收期均在一般可接受的5年以內(nèi)，說(shuō)明采用動(dòng)力回收方式是經(jīng)濟(jì)可行的。另一方面也說(shuō)明，新建裝置動(dòng)力回收方案更合理，投資回收期比改造裝置動(dòng)力回收短0.78年。節(jié)能效果：發(fā)電3500kW并減少風(fēng)機(jī)用電160kW,節(jié)能量為1098kg標(biāo)油/h,各種消耗折一次能源量為438kg標(biāo)油/h,此方案凈節(jié)能量為660kg標(biāo)油/h，每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)燃料油5280噸，節(jié)能效果也是非常顯著的。,.,不同地區(qū)的影響,對(duì)不同地區(qū)不同煉油廠來(lái)說(shuō)，所建低溫余熱電站的投資變化不大，但有時(shí)效益差別比較大，這是由煉油廠不同的公用工程價(jià)格所引起的。以南方某煉油廠的價(jià)格為例進(jìn)行分析。有關(guān)價(jià)格為：電0.62元/kWh,除鹽水8元/t,冷卻水0.34元/t，1.0M