一文了解“石化节能”

作者:龙山水 文章来源:化工707 点击数:60 发布时间:2017-09-29
在化工企业中能源费用在成本中占用比例较高,技能可以明显降低成本,生产更多产品增加利润。
一文了解“石化节能”

石化节能减排技术

化工工业中,煤,石油和天然气既是能源,又是宝贵的原料,大致用作原料的约占能源消费总量的40%,因此,节省了能源,也就是节省了宝贵的化工原料,同样也减少了排放;节能减排可以降低成本,促进生产,特别是在化工企业中能源费用在成本中占用比例较高,技能可以明显降低成本,生产更多产品增加利润。

冷凝水回收节能技术

如果不能有效和合理的对冷凝水进行回收利用,而直接排放,会造成:

  • 水资源污染
  • 环境热污染
  • 能源,尤其是热能的浪费

回收高温冷凝水可以做锅炉补水,燃料费节约。

冷凝水是怎样产生的?

  • 间接换热产生冷凝水

产生饱和冷凝水:无论是高于,等于还是低于大气压力,冷凝水都有饱和状态,只是冷凝水的温度分别大大于、等于和低于100℃。等于大气压力时,冷凝水处于常压状态,低于大气压时,冷凝水处于真空状态。

产生过冷冷凝水:当被加热介质流速过快时,换热器面积足够大时,蒸汽在换热器中完全放出汽化潜热变成饱和冷凝水后,仍进一步降温冷却,成为过冷冷凝水。

  • 冷启动、输送产生冷凝水

冷启动时产生冷凝水

间接换热设备冷启动时产生冷凝水(考虑疏水阀排量)

蒸汽输送管网冷启动时产生冷凝水(考虑疏水阀排量)

蒸汽输送管网产生冷凝水

无保温管网产生冷凝水

有保温管网产生冷凝水

冷凝水回收有哪些方式?

用汽设备使用蒸汽压力P1 ,冷凝水回收集水罐压力P2 ,大气压力为P0

开式回收:集水罐压力P2等于大气压力P0

闭式回收:集水罐压力P2大于大气压力P0

关系式:P1> P2> P0

完善程度:P2越接近P1回收系统越完善。

影响因素:P2受用汽设备始端压力、管网长度、管径大小,管道构件及设备管网高度等影响。

特点:

  • 开放式水箱低的回收温度
  • 水质变坏
  • 汽蚀现象发生

热电联产节能方式

动力设备同时供应电能和热能,而且供热是利用热转变为功的过程中工质的余热(或不可避免的冷源损失的能量)来进行的,这种能量生产方式成为热电联合生产。这种热电联合能量生产符合按质用能的原则,可节约能源、保护环境、补充电源,提高电厂的经济效益。

什么是蒸汽轮机热电联产?

蒸汽轮机热电联产燃用的是化石燃料,通过较成熟完善的原动机——汽轮机把热能转换成电能并对外供热。目前这种形式的热电联产仍是国内外发展热化事业的基础,是联产集中供热的最主要形式。供热式汽轮机有背压式汽轮机、抽气式汽轮机和凝汽采暖两用机组等形式。

什么是燃气轮机热电联产?

燃气轮机热电联产是利用燃气轮机发电后的排气进入余热锅炉产生蒸汽,蒸汽作为供热热源。燃气轮机热电联产系统如图所示:

燃气轮机热电联产可以有效配置资源,稳定、持续地利用天然气、煤气等资源,减少燃气的调节,降低因燃气调峰导致的储采比下降、地下储气库损失等不必要的资源浪费,减少燃气管网的建设投资,提高设备运行效率,从而降低燃气利用成本,提高用气企业的竞争能力。

锅炉、加热炉节能技术

锅炉是一种将燃料燃烧,使其中的化学能转化为热能,并将此热能传递给水,使水变为具有一定压力和温度的蒸汽或热水设备。而加热炉是将燃料燃烧的热量提供给工艺原料的设备。

锅炉主要节能技术及应用有哪些?

  • 改善炉子燃烧节能技术

改善燃烧节能技术包括高效燃烧器、燃料添加剂、合理调节送风量、采用二次回风系统、燃烧控制技术及燃料磁化技术等。

此类技术主要是使炉子燃烧过程更加完全、充分,并且尽量减少过剩空气。

  • 加强保温节能技术

加强炉子保温节能技术主要是采用新型高效保温材料,提高炉体保温效果,减少散热损失。这些新型材料具有重量轻、耐高温、导热系数小、热容小、保温绝缘性好、耐酸、耐碱、化学性能稳定等优点。

  • 减少排烟热损失节能技术

锅炉与加热炉排烟温度一般较高,烟气所含有的热量较高,如果不加以回收利用,则损失较大。

热管加热炉、热管换热器、余热锅炉都是有效的节能技术。这些技术可以强化传热过程,预热燃烧用空气或产生工艺用蒸汽,充分利用烟气余热,提高炉子热效率。

控制系统主要有以下两类:

按锅炉负荷要求,实时调节给煤量、给水量、鼓风量和引风量,使锅炉处在良好的运行状态下。对于负荷变化幅度较大、变化频繁的锅炉节能效果较好,一般可达到10%左右。

对于供暖锅炉,控制系统改造的内容是在保持足够室温的前提下,根据户外温度的变化,适时调节锅炉的输入热量,达到舒适、节能、环保的目的。实现这种控制,可使锅炉节约20%左右的煤。

热管及热管换热器节能技术

热管的工作原理:

  • 热量从热源通过热管管壁和充满工作液体的吸液芯传递到液-汽分解面;
  • 液体在蒸发段内的液-汽分界面蒸发;
  • 蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流到冷凝段;
  • 蒸汽在冷凝段内的汽-液分界面上凝结;
  • 热量从汽-液分界面通过吸液芯、液体和管壁传给冷源;
  • 在吸液芯内由于毛细作用使冷凝后的工作液体回流到蒸发段。

热管换热器有哪些应用?

余热回收

1)用热管换热器从工业路的排气中回收余热以加热空气,预热后的空气返回到工业炉作为助燃空气使用。

2)用热管换热器从排气中回收余热以加热空气,使之成为热风,可作为灶房的热源。

3)将热管换热器回收的余热用来加热水,使之成为锅炉给水,或使水产生蒸汽供其他方面使用。

4)将热管换热器从排气中回收的余热再次加热排气自身,使得经洗涤过的气体温度升高,以免腐蚀排烟设备。

化学反应

化学反应往往伴随热效应,对于放热反应,需要及时导走热量,而对于吸热反应,则需及时供给热量才能维持化学反应的正常进行。利用热管换热器导走化学反应热或供给化学反应热是一项新技术,它可以把化学反应控制在理想的温度范围内进行,从而可以得到高质量的产品,同时还可以提高产量。

热泵节能技术

热泵机组由于其具有节能、环保及冷暖联供等优点,目前在国内广泛应用。

热泵工作原理是什么?

压缩式热泵

该种热泵是以消耗一部分高质能为代价制热的,其原理为制冷剂在蒸发器里吸收低温热源的热量蒸发形成蒸汽,蒸汽被压缩机吸入,压缩至规定的压力后进入冷凝器内冷凝,使热量传递给需要加热的介质,冷凝液则经过膨胀阀后回到蒸发器继续重复这一过程。

吸收式热泵

该种热泵工作原理为:当高温热源对发生器中的溶液进行加热时,由于工质容易气化,因此在发生器中产生一定压力的水蒸汽,发生器起到压缩机的作用。其余过程与压缩式热泵一致。一般吸收式热泵分为第一类型吸收式热泵与第二类型吸收式热泵。

余热回收节能技术

热回收技术是暖通空调领域比较成熟和先进的节能环保技术,可以最大限度回收废热,节省机组用电量,提供免费生活热水;直接减少向大气的废热排放量,尤其对于南方地区具有良好的经济性。

目前已将热回收技术成功应用于空气源热泵机组和水冷冷水机组中。目前国内外所生产销售的水源热泵机组多为干式系统和满液式系统。

余热回收有什么特点?

工业领域内,由于生产方法、生产工艺、生产设备以及原材料、燃料条件的不同和供给上千变万化的需要,给余热利用带来了很多困难。
要想解决这些困难,必须清楚了解它的特点:

  • 热负荷不稳定
  • 烟气中含尘量大
  • 烟气有腐蚀性
  • 受安装场所固有条件的限制

余热回收的原则

要根据余热的种类、排出的情况、介质的温度、数量及利用的可能性,进行企业综合热效率及经济可行性分析,决定设置余热回收利用设备的类型及规模。

应对必须回收余热的冷凝水,高、低温液体,固态高温物体,可燃物和具有余压的气体、液体等的温度、数量和范围制定利用的具体管理标准。

对于排出高温烟气的设备,其余热应优先由本设备或本系统加以利用。

在余热余能无法回收用于加热设备本身,或用后仍有部分可回收时,应用来生产蒸汽和热水,以及生产动力等。

什么是余热锅炉?

回收高温排气和可燃性废气余热的常用方法是利用余热锅炉生产蒸汽。余热锅炉的原理和普通锅炉是相似的,也包括省煤器、蒸发受热面和过热器等部分。

但由于余热锅炉的热源多样而分散,各处热源温度水平有高也有低,往往不能像普通锅炉那样组成一个整体,其布置必须满足生产工艺的要求,而采用分散布置;又因为不用炉膛,所以有时外形更类似于换热器。

低温热制冷技术

低温热制冷技术有溴化锂制冷技术和氨吸收制冷技术两种。

什么是氨吸收制冷技术?

氨吸收制冷以氨作为制冷剂,以水为吸收剂构成溶液循环系统的制冷装置。

由于采用氨为制冷剂,适用于蒸发温度为+5℃~-60℃的制冷工况。氨吸收制冷的加热热源,通常为蒸汽,最好利用生产过程中散发的各种余热(如高温水、高温气体),有时可采用直接燃烧气体燃料加热发生器。

什么是溴化锂制冷技术?

在一定温度和浓度下,溴化锂(LiBr)水溶液的饱和压力比同一温度下的水的饱和蒸汽压力要低得多,因此可以凭借压力差,利用溴化理溶液吸收水的蒸汽,使水的蒸汽压力降低,压力愈低则蒸发温度愈低,这样就可以获得低温水。溴化锂制冷机就是以蒸汽或低温热为热源,溴化锂溶液为吸收剂,水为制冷剂,来获得冷量的。

蓄热蓄冷技术

经济的发展、城市规模扩大和用电结构的改变,使得城市以及地区电网昼夜电力负荷差值越来越大。使用蓄热蓄冷技术对改善电网负荷起着只管重要的作用。

什么是蒸汽蓄热器?

蓄热器基本技术条件

  • 用汽负荷有频繁的较大幅度的波动,这种波动具有一定的周期性或呈现交变出现的一定的最大峰值与最低负荷,即存在峰谷负荷;
  • 汽源压力必须高于全部或部分用汽备所需的蒸汽压力,这种压差越大,蓄存一定蒸汽量蓄热器的容积就越小,一般要求是0.29MPa以上的压差;
  • 汽源的供汽能力必须略大于一昼夜(一个负荷峰—谷波动周期)的平均用汽负荷;
  • 具有安装蒸汽蓄热器的场地。

蒸汽蓄热器的作用

  • 保证热用户用汽品质,平衡起源供汽量和波动的用汽负荷,使汽源(如锅炉)能连续地稳定地供汽,“削峰填谷”。
  • 配合小容量锅炉蓄积大量蒸汽,满足瞬间大量用汽的需要。
  • 使间断供汽的汽源转变为能连续供汽的汽源。
  • 用以随时蓄存多余的蒸汽备用或蓄存定量的蒸汽供紧急使用。

什么是蓄冷空调技术?

  • 蓄冷方式

根据蓄冷方式基本可以分为:显热蓄冷和潜热蓄冷。

显热蓄冷:即蓄冷介质的状态不发生变化,降低其温度蓄存冷量。

潜热蓄冷:即蓄冷介质的温度不变,其状态发生变化,释放相变潜热蓄存冷量。

  • 冰蓄冷空调系统的运行模式

全量蓄冰运行模式

制冷主机只负责在夜间电网低谷期制冰蓄冷,空调所需的所有负荷全部由冰的融化来提供。

全量蓄冰运行模式

由于所有的冷负荷都在低谷电价时段制取,所以其运行电费最省,但是由于设备的使用效率较低(主机高峰期不运行),所需的主机和储冰器的容量较大。

与主机配套的冷却水塔和电力设备也打,一般投资费用最多,因此这种全量蓄冰空调系统在实际工程中应用较少。

部分负荷蓄冰运行模式

制冷主机在夜间低谷段制取部分冷量,以冰的形式储存,在日间电力高峰期,由储冰器和制冷主机联合供冷,以满足空调负荷的需要。

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