汽轮机工艺一体化

马春来

摘 要：本文的目的是将汽轮机热电能量集成过程升级为符合其功率和热量要求的过程反应焓流量的热电联产系统。通过仿真和能量积分的方法，确定了反应放热在满足热功率要求方面最有效的集成条件。以丙烯酸（aa）工艺为例，说明了汽轮机工艺一体化的可能性。已经开发了許多非常强大的配置文件匹配程序来分析热和电力系统。他们使用分析的基本原理和“大复合曲线”和“热复合曲线”，后者是专门为分析气体燃料的热电联产系统而开发的。本文介绍了Glavic提出的扩展夹紧设计方法。目前已有几种合成热电联合系统的算法。他们中的大多数强调优化热力学参数。另一种策略是将某一特定的热电系统的运行成本降到最低。

关键词：热电联产；工艺；一体化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.045

由于汽轮机企业在能源消费方面的成本很高，因此必须寻求替代能源系统，以节约能源和降低成本。合理利用能源和减少废物可以通过同时产生电和热的系统来实现。

1 工艺说明

丙烯酸是聚合物和纺织品生产中广泛使用的化学品的前体。丙烯的部分氧化操作温度必须在290-330摄氏度范围内，以避免对催化剂造成损害并保持可接受的反应速率。熔盐回路用于从反应器中去除反应的放热。水冷却器要求将熔融盐的温度保持在200摄氏度：反应器废水的冷却是通过冷却塔中稀释的水的冷循环快速淬火来实现的。在吸收剂中实现醋酸的回收。离开吸收段的水流是由稀释的水溶液组成。为了降低蒸馏所有水的高成本，用乙酸乙酯作为溶剂从水溶液中提取有机酸。

2 能源一体化

研究的主要目的是减少上述过程中的能源消耗，因此首先考虑了能源整合的可能性。使用了夹持分析。通过在流之间交换热量来恢复能量，需要先确定所有需要加热或冷却的流，然后最大限度地恢复这些流之间的焓流量。在我们的案例研究中使用了计算机程序超级目标。其中乙酸乙酯溶剂回收作为间接消耗，并返回到提取器。此列的底流包含醋酸，这是发送到酸净化柱，其中95%的醋酸生产作为开销。底部产品99.9%在送往存储之前，先在冷却器中冷却。使用大复合曲线效用水平可以研究。即使包含了反应堆，常规的压缩分析也不能产生一个现实的能量表示。扩展的大复合曲线是在之后构造的-在能量集成的情况下，熔融盐的使用可以减少近52%。反应器的可用于加热锅炉的冷流，其余的热量（48%）仍将用熔盐取出。10.4mw的焓流量可以适当地从反应器转移到蒸馏塔。

我们可以得出结论：熔融的盐不是-将反应焓从反应器中直接排入冷却水。高温反应器流可以通过热电联产产生高等级能量。汽轮机可采用热电结合系统。因此，研究了热电联产的可能性，将反应焓从反应器中直接排入冷却水。高温反应器流可以通过热电联产产生高等级能量。汽轮机可采用热电结合系统。因此，研究了热电联产的可能性。

3 热电联产

由于基础热电联产过程的结构具有很强的灵活性，可以对其进行改进。当一个热的反应器出口流（化学效用）存在时，蒸汽可以在高温下上升。它可以在汽轮机中扩大，可以发电。当汽轮机蒸汽膨胀后可用的焓流量不能满足整个加热过程的要求时，必须设计额外的锅炉。与传统的热电联产系统相比，燃料的使用可以减少。

因此，由于储存和分配设备的成本低、效率高、污染低、运输方便、资本成本低，采用天然气加热锅炉。所产生的电力是由汽轮机产生的，所产生的过剩电力可能被出售。

成本图表用于估算投资。投资按年度收回，因为假定资本是在固定期间（10年）以固定的10%利率借款。由于附加设备（锅炉、汽轮机、附加管道），具有热电联产系统的工厂投资高于常规工厂。因此，评价了公用事业性节约及其对完整经济评价的影响以及热电联产系统的经济优势。

对结果的分析表明，每年的水电费可以减少87%。以六杆蒸汽直接预热反应物为原料。热电联产后，工厂可以自行生产，因此原材料成本较低。尽管设备数量有所增加，但在联合生产之后，折旧成本将增加12%，而年度总成本将比现有工厂低17%。在不到3个月的偿还时间内，这种改造具有很高的盈利潜力。采用计算机程序进行完整的经济评价、投资、可变成本和固定成本以及计算得出的两个变量的净现值之前，人们就认为固定成本对任何项目的的影响都很小。这种情况与可变成本不同，特别是在生产速度超过10，000吨/小时的情况下，这是对总体开支的一个重要因素，因此也是对国民生产总值的重要贡献。

4 结论

基于化学反应器和汽轮机的热电联产系统提供了一种综合考虑化学过程热演化及其功率要求的经济有效的方法。当所设计的热电联产系统满足电厂的基本功率或热量要求时，达到最佳状态。考虑了使用热反应器代替燃料产生蒸汽以满足进一步的工艺热要求的情况。从供应商进口电力可以满足任何过度的电力需求，而额外的锅炉可以满足过度的热量需求。

优化的工厂将有9.6千克/秒的蒸汽在其周围循环，但只有20%（1.9千克/秒）将在传统的蒸汽锅炉中生产。其余的则来自放热反应释放的余热。提出的热电联产系统利用反应温度势来运行设备，减少了对电力和蒸汽的需求，这是其优点的一部分。减少空气污染也非常重要，因为工程师不得不减少对不可再生资源的使用。

参考文献：

[1]盛德仁，任浩仁，陈坚红等.汽轮发电机组DCS系统在线性能计算程序的剖析及改进[J].浙江大学学报，2000，34（06）：647-650.