大连石化－西安会议

nullnullPetroChina中 国 石 油不断开辟新途径，充分挖掘低温热利用的潜力中国石油大连石化公司 2002.5.15CNPC-DALIAN大连石化分公司简介大连石化分公司简介 大连石化股份分公司属于大型燃料、润滑油、石蜡型炼油厂，最早创建于1933年。经过78年的发展，目前拥有职工4800多人，炼油生产装置52套，化工生产装置8套，年加工原油能力800万吨。2001年实际加工原油610万吨，炼油实际综合能耗为96.61千克标油/吨，单因耗能为13.69千克标油/吨.因数。十五其间我公司将进行大规模的改造扩建，投入资金100多亿，新建10套炼油装置，届时原油加工能力将达到2000万吨/年。CNPC-DALIAN大连石化分公司简介大连石化分公司简介 我公司不仅注重不断完善节能基础管理工作,而且还特别注重抓好节能技术改造工作,每年都在技术改造措施和装置检修维修投资计划中列支一定数量的节能技措项目资金，使节能工作每年都能上一个新台阶,取得了一定成绩，同时也得到了较好的经济回报。尤其在炼厂低温热利用和系统热联合技术措施方面，几年来累计投入资金2000万元，年利用装置余热3000亿千卡，折合3万吨标准油,节能效益每年2550万元。 CNPC-DALIAN一、低温热利用的意义 一、低温热利用的意义 炼厂低温热实质上都来源于炼厂所烧的燃料，其能量是燃料热能的转化形式。而且回收利用的低温热又用于燃料的转换环节和利用环节，其节省的能量最终还是燃料，因此从这个意义上讲低温热利用措施利用的是低品位热能，而节省的却是高品位燃料，同时减少了冷却负荷，因此也减少了冷却器的投资和运行所需要的电能消耗。由此可见，低温热利用措施经济效益十分显著，一举多得。CNPC-DALIAN图-1 燃料能量的转换-利用-回收三环节模型 图-1 燃料能量的转换-利用-回收三环节模型 CNPC-DALIAN低温热利用措施独特的优点低温热利用措施独特的优点 除上述宏观意义外，低温热利用措施针对具体应用的场合还有其特有的优点： 取代蒸汽用于油罐加热时，可以避免蒸汽加热时由于不连续操作经常发生水击而造成加热管破裂引起的串油、停工、维修的损失。 取代蒸汽用于管线伴热时，取消了蒸汽疏水器和蒸汽凝结水损失和管理上的巡回检查。 取代蒸汽用于冬季取暖时，温度比较适中，没有疏水损失，而且散热器的压力等级可以降低，节省设备投资。CNPC-DALIAN二、我公司低温热利用措施的总体情况 二、我公司低温热利用措施的总体情况 全厂已经建立了6套低温热水循环系统和2套工艺装置和热电厂的热联合系统，即： 一催化与电厂的热联合系统； 二催化热水循环系统； 三催化热水循环系统； 一蒸馏热水循环系统； 二蒸馏热水循环系统； 二蒸馏与电厂热联合系统 一催化化与厂外水暖换热措施。 措施2000年实际利用装置低温热量折标油36443吨，效益约3000万元。CNPC-DALIAN低温热利用量逐年增加低温热利用量逐年增加CNPC-DALIAN三、介绍几个典型的低温热利用措施 三、介绍几个典型的低温热利用措施 一催化装置分馏塔顶和稳定塔底油气热量为电厂软化水换热措施（装置-系统） 三催化装置低温热利用措施（装置-装置） 二蒸馏装置低温热利用措施（装置-电厂） 低温热水溴化锂吸收制冷（升级利用） 凝结水热量的回收利用（系统-系统） CNPC-DALIAN例1:一催化装置分馏塔顶和稳定塔底油气热量为电厂软化水换热措施（装置-系统） 例1:一催化装置分馏塔顶和稳定塔底油气热量为电厂软化水换热措施（装置-系统） 改前分馏塔顶和稳定塔底油气经一次或两次换热后温度都在90℃～140℃之间就进入空冷器或海冷器冷掉了。 改造后利用这部分热量给电厂软化水换热,回收利用低温热量最大时486万千卡/时，最低时270万千卡/时。 CNPC-DALIAN一催化装置分馏塔顶和稳定塔底油气为电厂软化水换热措施流程图一催化装置分馏塔顶和稳定塔底油气为电厂软化水换热措施流程图CNPC-DALIAN系统设计时主要考虑了以下因素系统设计时主要考虑了以下因素正常运行时水侧压力大于油侧压力，确保油不会串入水中。因为油一旦串入水中将对电厂的运行造成极大的影响，这一点是系统设计时考虑的第一因素。 建立了水质采样分析，及时监视系统的运行情况。 系统设有旁路，漏的换热器可以及时甩掉，不会对整个系统造成严重影响。 为防止低温水中氧对管道和换热设备的腐蚀，在换热前加了一台真空除气装置。CNPC-DALIAN这种低温热利用的典型意义在于 这种低温热利用的典型意义在于 是装置与共用工程系统热联合的一个事例 冷流温位相对比较低40℃左右，取热量大 流程简单，运行可靠，投资较小，回报率大。 利用的是低温热，而取代的是高品位蒸汽，最终就是燃料。CNPC-DALIAN例2:三催化装置低温热利用措施（装置-装置） 例2:三催化装置低温热利用措施（装置-装置） 三催化装置97年建成投产后，由于原来低温热考虑为海水淡化提供热源，而最后海水淡化没上去，大约有1500万千卡/时的热量经海冷器和空冷器冷掉了。而同时建成投产的下游装置气分装置脱丙烷塔底重沸器加热温度仅要求60℃，却用蒸汽加热。为此我们提出利用三催化装置的低温热产生90 ℃热水，给气分装置脱丙烷塔底重沸器做热源，同时为沿途管线伴热、罐区油罐加热、附近建筑冬季取暖等做热源。 CNPC-DALIAN流程流程三催化装置低温热利用措施流程图CNPC-DALIAN该措施的效果和优点该措施的效果和优点 该系统投资700万元，最大利用装置余热1500万千卡/时，使三催化装置能耗降低6个单位，当年就回收全部投资。它是我公司目前利用装置余热的最大的一个项目，是装置—装置之间热联合的一个较好的实例。该系统与其他低温热利用措施相比最大优点是其基本负荷是工艺装置，尤其是同步运行的下游装置，这样一来不仅保证了运行的一致性，而且最大限度地减少了夏季热量的过剩。CNPC-DALIAN例3:二蒸馏装置低温热利用措施（装置-电厂） 例3:二蒸馏装置低温热利用措施（装置-电厂） 改前：电厂工业水（常温）进生水罐，采用1.0Mpa蒸汽加热到40+2℃进除盐系统。 改后：电厂工业水首先同二蒸馏装置蒸发塔顶、常压塔顶油气进行换热。在冬季一般将水换热到20～25℃ ，在夏季将水换热到化学除盐所需的温度40℃。CNPC-DALIAN措施重点考虑问之一 措施方案重点考虑问题之一 系统的安全性,即水中不能串油：为此确定电厂工业水同二蒸馏蒸发塔顶和常压塔顶油气换热时的水侧压力为0.6Mpa、油气侧压力0.05Mpa，杜绝水中串油的可能性。 CNPC-DALIAN措施方案重点考虑问题之二 措施方案重点考虑问题之二 生水易结垢：二蒸馏塔顶换热器管束采用4管程Ø19的管，而不是通常采用的Ø25芯子，这样做的主要目的是提高工业水在换热器管束中的流速，降低管内滞流层厚度，提高导热系数，降低管壁温度，减少Ca++、Mg++沉积在钢管表面的速度，缓减换热器的结垢时间。CNPC-DALIAN措施方案重点考虑问题之三 措施方案重点考虑问题之三 设备的氧腐蚀：据资料介绍，工业水中游离氧对设备腐蚀相当严重。本系统能否运行关键在于解决氧腐蚀问题，对于这一点我们先后咨询北京钢院等一些材料专家，最后确定换热器芯子采用0Cr18Ni9Ti材料，基本上杜绝了氧对换热器的腐蚀问题。对管线腐蚀问题采取的办法是在回电厂热水线上采用了LLDPE（低密线性聚乙烯）衬里和特殊管线接头，解决管线腐蚀问题。 CNPC-DALIAN流程流程二蒸馏装置低温热利用措施流程图 CNPC-DALIAN措施效果 措施效果 措施于99年4月提出设计，8月进行施工， 2000年1月13日投入运行。该措施在节能方面发挥了巨大的作用。使二蒸馏装置能耗下降1.5kgeo/t，全年节约蒸汽8万吨，创造效益760万元。该项目投资330万元，静态投资回收期仅为5个月。CNPC-DALIAN例4:低温水溴化锂吸收制冷（升级利用） 例4:低温水溴化锂吸收制冷（升级利用） 从上面几个例子的介绍来看，都存在着低温热利用的一个通病，即夏季热量过剩的问题。以我公司为例，夏季平均过剩约40%以上。如何解决这一问题？我们也在探索新的利用途径, 溴化锂吸收制冷就是一个很好的尝试。CNPC-DALIAN溴化锂吸收制冷的基本原理 溴化锂吸收制冷的基本原理 电压缩制冷原理电压缩制冷原理 一般经过四个热力过程：第一步工质在压缩机里经过压缩由冷的、低压的气态变成热的、高压的汽态；第二步在冷凝器里热的、高压的汽态工质经冷却变成高压、液态工质；第三步高压、液态工质流经节流阀减压后变成低压、液态工质；第四步低压、液态工质在蒸发器里汽化蒸发变成汽态、低压工质，带走热量完成制冷任务，一个循环过程结束。CNPC-DALIAN吸收制冷与压缩制冷的不同之处吸收制冷与压缩制冷的不同之处 从上边两个图吸收制冷和压缩制冷构成的比较来看，吸收制冷与压缩制冷不同部分只是虚线框内，即由吸收器、发生器、节流阀和溶液泵组成了一个小循环体系取代了压缩制冷的压缩机，而它的作用也正是压缩机的作用。CNPC-DALIAN溴化锂吸收制冷机工作原理 溴化锂吸收制冷机工作原理 发生器里装的是溴化锂水溶液,并且抽成一定的真空，当90热水（也可以是其它热源）从加热器通过时，溴化锂水溶液中的水从溶液中蒸发出来。由于相同压力下溴化锂和水的汽化温度差大约1165℃，所以从溶液中蒸发出来的水几乎是纯水，纯水作为制冷剂经过冷凝器、节流阀、蒸发器进入吸收器。进入吸收器的水汽与被从发生器下来的已经蒸出全部水份的浓的溴化锂溶液吸收混合成为稀溶液，稀溶液排出热量后，经稀溶液泵送入发生器中。由此可见作为制冷剂的水从蒸发器出来经过这样一个小循环又被送入了冷凝器中，完成一个制冷的大循环，而这个小循环所起的作用就象压缩机一样把水汽压入了冷凝器中。CNPC-DALIAN溴化锂制冷机节能效果主要在于 溴化锂制冷机节能效果主要在于 利用了装置余热，减少了冷却水消耗 整机耗电量微乎其微。 80万千卡制冷量的机组耗电仅3千瓦，而同样制冷量的电螺杆压缩机耗电量为560千瓦。CNPC-DALIAN我公司应用溴冷机情况我公司应用溴冷机情况 我公司采用的机组是由江阴双良集团生产的低温水溴化锂制冷机、两台80万千卡/时，99年投用。它以90→80℃热水为热源，31→37℃循环水为冷却水，制成冷水5→7℃，冷水用于临近装置EPS 、乙苯/苯乙烯、 PSA工艺使用，热源是利用三催化装置低温余热,共计200万千卡/时。全机由蒸发器、再生器、冷凝器、吸收器和抽气装置，及冷剂泵1台、吸收液泵1台组成，整机一体化，电脑控制。CNPC-DALIAN三催化低温水溴化锂吸收制冷流程三催化低温水溴化锂吸收制冷流程CNPC-DALIAN机组实物照片机组实物照片CNPC-DALIAN例5:凝结水热量的利用（系统-系统） 例5:凝结水热量的利用（系统-系统） 凝结水回收量年平均为87吨/时，冬季最大量为140吨/时，水温度可高达80℃ 。这部分热量如果不能很好的利用 实在有点可惜。 CNPC-DALIAN含油凝结水处理过程示意图如下： 含油凝结水处理过程示意图如下： CNPC-DALIAN水温较高带来诸多不利： 水温较高带来诸多不利： 这部分水大部分送到装置去发汽，水温度高到装置里去发汽，传热温差小不利于装置取出更多的热量； 影响覆盖过滤器的效果和处理后的水质。CNPC-DALIAN改造情况改造情况 99年我们在焦炭吸附塔和覆盖过滤器之间上了一台波节管换热器就近与电厂的生水换热，使凝结水水温降低了30℃--35℃，回收凝结水热量350万千卡/时。 按照我们十五规划全部装置投产后，回收凝结水量将达到446吨/时，如果按温降20℃算可回收892万千卡/时的热量。因此规划中我们也在考虑进一步利用。CNPC-DALIAN四、低温热利用方面的规划和打算四、低温热利用方面的规划和打算 根据2000万炼厂可行性研报告，2000万炼厂大约要增加1亿千卡/时的低温热量排入热能回收系统。如何利用好这部分宝贵的资源，提高能量的综合效益，是我们公司正在面临的一个非常复杂的课题。CNPC-DALIAN规划中低温热利用的方向规划中低温热利用的方向利用系统优化技术尽量减少排入热能回收系统的低温热量 溴化锂吸收制冷和溴化锂吸收式热泵技术 低温发电技术 海水淡化技术 系统的联合和优化调度技术CNPC-DALIAN五、结束语五、结束语首先观念上要树立低温热是一种资源的思想. 低温热利用措施利用的是低品位热能而节省的是高位能燃料，因此节能效果显著，投资回收期短. 低温热利用措施既利用了低温热，又减少了冷却负荷，一举多得. 在大量低温热过剩的情况下，溴化锂吸收式制冷、溴化锂吸收式热泵、低温发电、海水淡化等技术是很好的平衡低温热过剩量的手段. 低温热利用措施技术并不复杂，但是方案考虑要周全才能收到稳定的效益. CNPC-DALIAN谢谢各位代表!谢谢各位代表!欢迎到大连公司来!Welcome To DaLian CompanyThanks For EveryoneCNPC-DALIANPetroChina中 国 石 油