高压蒸汽系统节能技术改造

钟灿鸣

摘 要：某化工企业乙酸仲丁酯工业化联合生产装置的热源主要采用的是0.6 MPa和2.2 MPa蒸汽，而从热力公司购买的蒸汽只有2.2 MPa和4.0 MPa两个等级，因此购买的高压蒸汽需经过减温减压处理后才能使用，造成能源的白白浪费。企业通过新增一台4.0/0.6背压透平，将从热力公司购买的4.0 MPa、310 ℃高压蒸汽减温减压为装置需要的0.6 MPa、165 ℃低压蒸汽，利用回收的高温高压蒸汽能驱动压缩机和循环水泵，既使蒸汽得到了高效合理地利用，又节约了装置电耗，降低了装置的运行成本。

关键词：乙酸仲丁酯工业化联合生产装置 真背压式汽轮机 节能改造

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）11（b）-0048-02

某化工企业是一家采用先进工艺技术生产绿色环保溶剂产品的大型化工企业，主要产品为乙酸仲丁酯和甲基叔丁基醚。企业主要能源消耗是蒸汽，其中0.6 MPa和2.2 MPa蒸汽耗量约为43 t/h和18 t/h。蒸汽热源主要由园区内一家热力公司供应，热力公司供汽管网仅可以提供2.2 MPa和4.0 MPa两个等级蒸汽。由于企业生产原料主要为低碳轻烃，故大多数的耗气热阱的温位都比较低，可以用低压甚至低低压蒸汽作加热热源，因此外购的高压蒸汽需经过减温减压处理后才能使用，造成了高压蒸汽的白白损失，属于高品位能源低品位利用。

1 节能改造技术原理

企业乙酸仲丁酯工业化联合生产装置的热源主要采用的是0.6 MPa和2.2 MPa蒸汽，耗能设备是再沸器和原料预热器。而从热力公司购买的蒸汽只有2.2 MPa和4.0 MPa两个等级，因此购买的高压蒸汽需经过装置内的减温减压器，注入循环水减温减压处理后才能使用（图1），造成部分能源并未得到有效利用而损失掉了。如何回收利用这部分高压蒸汽能源，是企业降低生产成本，提高经营效益的重中之重。

背压式汽轮机的排汽压力高，蒸汽的焓降较小，与排汽压力很低的凝汽式汽轮机相比，发出同样的功率，所需蒸汽量为大，因而背压式汽轮机每单位功率所需的蒸汽量大于凝汽式汽轮机。但是，背压式汽轮机排汽所含的热量绝大部分被热用户所利用，不存在冷源损失，所以从燃料的热利用系数来看，背压式汽轮机装置的热效率较凝汽式汽轮机为高。

鉴于此，企业通过新增一台4.0/0.6背压透平机（型号、参数见表1），将从热力公司购买的4.0 MPa、310 ℃高压蒸汽减温减压为装置需要的0.6 MPa、165 ℃低压蒸汽，回收部分高压蒸汽能，利用其输出功驱动热泵压缩机和循环水泵。项目在达到上述长期效益的同时，最主要的受益处在于有效回收利用了部分高压蒸汽能，使能源得到了高效合理地利用，同时节约了装置的电力消耗，降低了装置的运行成本。项目改造后工艺流程如图2所示。

项目总投资1 075万元，其中土建工程费用65万元，设备安装费用85万元，固定资产投资925万元，具体资金投入明细如表2所示。

2 项目节能效果

该项目主要通过新增一台4.0/0.6背压透平，消耗42.62 t/h、4.0 MPa、310 ℃蒸汽，背压为0.6 MPa、165 ℃蒸汽，用以回收4.0 MPa蒸汽中的压力能，节能量计算可依据以下两种方法交叉印证。

由于方法1在确定透平机效率时采用的下限值，因此造成方法1的计算结果小于方法2；两种方法的相对误差仅为2.5%，说明计算方法及核算较准确。

3 结语

根据保守原则，项目节能量采用方法1的计算结果，为1 513 tce，相当于减少CO2排放3 815 t，减少SO2排放26 t，减少NOx排放24 t，减少烟尘排放15 t，既降低了企业能源成本，又具有显著的环境效益。

参考文献

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