热网系统节能降耗的解决措施

翟亚君

（中国石油大庆石化公司水气厂，黑龙江 大庆 163714）

某石化公司的热网系统负责公司内的生产厂、辅助单位以及生活区的生产伴热和生活采暖的供给，由于供给面广，情况复杂，多年来能耗和物耗一直居高不下。对此必须进行改造，根据目前该系统存在的问题要对整个系统进行优化，采取更合理的供热方式和设备来降低能耗和物耗。

1 热网系统存在的能耗和物耗问题

（1）高温水站分设、分立能耗、物耗高，应急能力差；（2）热媒介质规格高造成能源浪费；（3）设备设计与实际不符；（4）设备运行能耗、损耗高。

2 降低能耗和物耗的措施

2.1 高温水间循环水互补

改造前，1、2高温水站在开车前和运行期间都要补大量工业水，致使换热器结垢和腐蚀，影响传热效果。通过在管廊上将1、2高温水站的循环水与4高温水站互相连通，在1、2高温水站开车前充水和大量补水时将串通阀打开，且运行中1、2高温水站凝结水用不完时，还可向4高温水站输送，既保证了各站的互相补水又可回收凝结水［1］。

互联后打开串通阀可实现各套系统间互补，增加系统抵抗突发情况的能力。同时厂内1、2高温水站运行时，可送往4高温水站20 t/h的凝结水，每个采暖期回收的凝结水可节约17万元。

2.2 夏季用单站带多站运行

由于夏季只需少量伴热，为此在2高温水站和4高温水站之间增设连通线，夏季用4高温水站带2高温水站，使2高温水站整体处于备用状态，夏季节约蒸汽费用可达190万元，节约电费近6万元［2］。

2.3 热媒替换

该石化公司0.3 MPa系统蒸汽主要用于2、4高温水站，作为采暖和伴热循环水热源，不足部分用1.0 MPa蒸汽补充。2003年改造热水锅炉以后，1、2、4高温水站都采用电厂高温热水做热媒，来加热采暖和伴热循环水［3，4］。热水锅炉要求回水温度控制在小于95℃范围内，为此1、2、4高温水站要最大程度的利用高温热水的热量来降低回水温度。此外，2、4高温水站的0.3 MPa蒸汽还有15 t/h的余量。由于新建的高压项目将会产生7 t/h的余量，为此在保证1、2、4高温水站热源充足情况下，应将结余的热量加以利用。

经过反复论证，保持0.3 MPa蒸汽系统不变，在3高温水站与20×104t/a高压项目之间加1个DN300阀门。在8#路和13#路之间敷设1条DN300的管线，将高压项目0.3 MPa蒸汽与主管网连接起来，并在管线上加2个DN300阀门。如此高压项目的0.3 MPa蒸汽即可向3高温水站供汽，也可向2、4高温水站供汽。

改造后，2、4高温水站可利用电厂高温热水热量，满足热水锅炉回水温度小于95℃的控制要求。高压项目到3高温的0.3 MPa蒸汽线与0.3 MPa蒸汽主管网连接后，3高温热源可来自0.3 MPa蒸汽主管网，代替部分1.0 MPa蒸汽。夏季3高温停运时，来自高压项目的0.3 MPa蒸汽可由0.3 MPa蒸汽主管网送到其它高温水站作伴热循环水热源［5］。

在保证采暖和伴热系统平稳运行的前提下，以0.3 MPa蒸汽做热媒代替1.0 MPa蒸汽为3高温循环热水加热，不仅满足了乙烯装置采暖和伴热的需求，同时实现0.3 MPa蒸汽的合理、充分利用，节约了1.0 MPa蒸汽。改造后的第1个采暖期节约1.0 MPa蒸汽17 494 t，节约费用96.2万元。

2.4 伴热汽改水

以前该石化公司4#路到跃进路、20#路以东油线都是用1.0 MPa蒸汽伴热，由于蒸汽伴热温度过高，而很多不需要高温伴热的介质会有大量热能浪费。同时酸、碱腐蚀性介质伴热温度高而加重腐蚀度，增加维修费用。为此进行物料伴热汽改水改造，用工艺凝结水的余热（工艺凝结水实际上是0.3 MPa蒸汽）来代替1.0 MPa蒸汽，只在冬季特别冷的3个月补充少量1.0 MPa蒸汽。

伴热汽改水后未出现任何不良反应，由于伴热温度降低而降低了酸、碱腐蚀性介质的腐蚀速度、延长了管线使用寿命。由于伴热线改为热水循环，降低了压力和温度等级，降低了静密封点的泄露率，节约了大量维修费用。伴热汽改水后可节约各项费用1 061万元/a。

2.5 设备改造

热网换热站用来回收各装置的工艺凝结水，工艺凝结水经过低硅水降温后送往脱盐水车间，回收凝结水60 t/h，原设计水泵流量为144 m3/h，设计扬程为62 m。为使水泵连续运行只能靠出口阀调节流量，浪费许多电能。通过核算将水泵叶轮进行切削，使水泵扬程及流量与实际需要相匹配。

该站所需水泵参数为：流量为80 m3/h，扬程为35 m，原来泵叶轮直径为Φ225，若同时满足工艺需要的流量为80 m3/h，扬程为35 m，则切削后的叶轮直径应为169 mm，取整数为170 mm。改造后经过运行达到预期目的，改造后可节约电费3.4万元/a。

2.6 变频调节

2高温有2台凝结水泵，设计流量为68 m3/h，电机功率为22 kW。按照工艺要求50 m3凝结水罐液位高时应增大凝结水泵送水量，液位低时则减少送水量。要使泵满负荷运行，可能出现抽空现象，因此要限制泵的流量。而限制出口阀又会造成出口压力升高，使泵长期保持在0.70~0.80 MPa间运行，导致机封频繁损坏，并产生较大能耗。正常运行时泵的出口压力为0.70~0.80 MPa。但周一至周五的7：30~8：30、13：30~14：30，泵的出囗压力可以控制在0.5 MPa左右，此运行可达到7个月/a。

为解决凝结水泵的高能耗和高损耗，在2台冷凝水泵上安装ABB变频器［6］，对冷凝水泵进行调速控制，使控制更加精确。改造后节电3.4万元/a，同时也节约了设备维修费用。

3 结束语

经过改造，通过优化供热网络、优化热源介质、优化设备性能、优化控制等多种方式联动，实现了节能降耗，效果明显。