李相軍，呂冰洋，王宗立，陳作強

(1.濮陽龍宇化工有限責任公司，河南濮陽 457000;2.鄭州大學，河南鄭州 450002;3.航天長征化學工程股份有限公司，北京 100052)

0 概論

濮陽龍宇化工有限責任公司于2007年3月開始建設國內(nèi)首套擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的HT－L粉煤加壓氣化裝置，該裝置設計規(guī)模為年產(chǎn)甲醇15萬t。2008年10月13日一次投煤成功，進入試生產(chǎn)階段。在生產(chǎn)過程中為了響應國家“節(jié)能減排”政策的號召，同時為了降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)競爭力，我公司認真研究，進行了多項節(jié)能減排技術(shù)改進，取得了良好效果，達到了節(jié)能降耗的目的。

1 全廠廢熱綜合回收利用

1.1 技改前的情況

我公司低溫甲醇洗六塔的蒸汽冷凝液、氣化汽包排污閃蒸冷凝液、二甲醚蒸汽冷凝液和空分加熱器的蒸汽冷凝液等幾處冷凝液一直沒有合理的回收利用，直接就地排放。冷凝液的壓力為0.5 MPa、溫度≥140℃，總流量約為25 m3/h，不但余熱沒有得到有效利用，同時造成幾十噸的蒸汽冷凝液的浪費。

空分裝置預冷系統(tǒng)原設計為裝置本身產(chǎn)生的污氮氣和氮氣為冷凍水降溫，夏季溫度升高時，啟動冷水機組補充冷量。備用冷水機組功率175 kW，制冷量3 150 kJ，循環(huán)水量179 m3/h，冷凍水量137 m3/h。實際生產(chǎn)過程中，由于進水冷塔氮氣量不足，導致水冷塔水溫偏高，出水冷塔空氣溫度高。冬季啟動備用水冷機組后，空分可以正常運行，但是在夏季，備用水冷機組滿負荷運行冷量仍然不夠，造成空分出空冷塔空氣溫度高，空分產(chǎn)量降低，造成用電量升高生產(chǎn)成本增加。

1.2 技改方案

經(jīng)過分析論證，我們新建一套溴化鋰制冷機，以蒸汽冷凝液為熱源。將低溫甲醇洗、氣化、二甲醚裝置的蒸汽冷凝液統(tǒng)一回收后，作為溴化鋰制冷機的熱源，通過制冷機產(chǎn)生5.88×106kJ、8℃冷水，部分供空分空冷塔使用，代替165 kW、3.36×106kJ的冷水機組，部分送往中控室、辦公樓作為夏季降溫冷量。出溴化鋰制冷機的冷凝液溫度約60℃，再返回到轉(zhuǎn)化除氧器、變換除氧器、鍋爐或者脫鹽水裝置再處理后回收利用。工藝流程圖及溴化鋰機組的重要參數(shù)如圖1和表1所示。

圖1 技改后工藝流程圖

表1 溴化鋰機組參數(shù)

1.3 使用效果

項目完成溴化鋰機組運行以來，運行正常，實際冷凝液回收利用25 m3/h，回收冷凝液溫度為110～120℃，出溴化鋰機組的冷凝液經(jīng)換熱器冷卻后回脫鹽水箱。替代了空分裝置原有165 kW的水冷機組和中控樓75 kW空調(diào)，年可節(jié)約用電94.42萬元，由于溴化鋰機組比原有水冷機組制冷量大，有利于空分裝置穩(wěn)定操作，效果明顯。

2 飽和蒸汽的階梯使用

2.1 技改前的情況

甲醇合成汽包2.7 MPa的飽和蒸汽，流量15～20 t/h，由于該壓力等級的蒸汽沒有用途，設計直接減壓到1.27 MPa蒸汽管網(wǎng)，供空分、低溫甲醇洗、二甲醚使用。

2.2 優(yōu)化方案

增加一套蒸汽汽輪機發(fā)電機組，合成汽包產(chǎn)2.7 MPa的飽和蒸汽，流量15～20 t/h，拖動汽輪機發(fā)電機組后蒸汽減壓到1.27 MPa，去下游用戶，電機發(fā)電并入廠內(nèi)部電網(wǎng)使用。工藝流程圖及汽輪機組主中要數(shù)見圖2和表2。

圖2 飽和蒸汽利用優(yōu)化方案

表2 汽輪機設計參數(shù)

2.3 使用情況

該機組自2011年10月投入運行以來，運行穩(wěn)定。根據(jù)實際生產(chǎn)情況，合成實際蒸汽壓力為2.3 MPa，平均蒸汽流量14.5 t/h。2012年4月份日最高發(fā)電量4 400 kW·h，日平均3 581.7 kW·h，4月份共發(fā)電107 450 kW·h，折合95 975元(按0.55元/kW·h計算)，年收益約為105萬元。

3 富余低壓蒸汽利用

3.1 技改前的情況

我廠低壓蒸汽(0.5 MPa)富余，在二甲醚技術(shù)改造后富余量更大，除部分外售外，還富余15 t/h左右，一直是直接放空，造成很大的資源浪費。

3.2 技改方案

改造冰機的動力形式，利用富余的低壓蒸汽拖動汽輪機，替代電機拖動，原電機變?yōu)榘l(fā)電機組。在裝置開車過程中去掉汽輪機和電機的聯(lián)軸器，用電機拖動冰機制冷，生產(chǎn)正常低壓蒸汽富余后，連接聯(lián)軸器，啟動汽輪機，拖動冰機和電機，電機轉(zhuǎn)為發(fā)電機工作。汽輪機重要參數(shù)及流程圖如下:

圖3 富余低壓蒸汽利用流程圖

表3 主要參數(shù)

3.3 節(jié)能效果

該機組投入運行后，運行比較正常，低壓蒸汽可以全部用完，電機由耗電變?yōu)榘l(fā)電。冰機正常運行時需要514 kW的軸功率，汽輪機實際運行數(shù)據(jù)如表4所示。

表4 汽輪機實際運行數(shù)據(jù)

我廠低壓蒸汽實際富余15t/h左右，壓力在0.40～0.5 MPa之間，汽輪機的實際運行功率500～560 kW。按照500 kW 計算，每天節(jié)電1.2萬kW·h，折合6 600元(按0.55 元/(kW·h)計算)，年節(jié)電217.8萬元。同時將蒸汽冷凝液回收利用，避免低壓蒸汽直接放空，每年回收冷凝液9萬多噸，相當于減少脫鹽水消耗9萬多噸，折合55萬元。

4 結(jié)論

通過以上幾項技術(shù)優(yōu)化、改造后，各機組運行平穩(wěn)，節(jié)能減排效果明顯。冷凝液回收利用25 m3/h;富余放空的15 t/h左右低壓蒸汽全部回收利用;直接減壓的中壓蒸汽通過汽輪機發(fā)電回收能量，三項技術(shù)優(yōu)化、改造措施每年可產(chǎn)生472.22萬元的直接經(jīng)濟效益。