大型联合化工园区蒸汽优化及余热发电技术应用.pdf

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1、大型联合化工园区蒸汽优化及余热发电技术应用屈泽中(万华化学(宁波)有限公司315812)摘要：对于大型联合化工生产蒸汽动力的平衡及优化，通过管理和技术手段对不同能级蒸汽充分利用，防止蒸汽能级无偿降级，达到园区蒸汽最优化运营。进一步挖掘蒸汽在减温减压过程中的有效能损失，将其转换成机械能做功发电，为企业创造超额利润。关键词：蒸汽梯级利用；减温减压；有效能：螺杆膨胀发电蒸汽做为化工生产的重要动力，其本身的形态又有着多种变换，热能在蒸汽的各种形态中分工各不相同。蒸汽在设计、运输、使用、回收等各个环节都存在优化空间。本文以万华化学宁波工业园的蒸汽管网优化为案例进行说明。蒸汽消耗量方是万华

2、化学宁波有限公司(以下简称万华)。全工业园区的蒸汽均由万华热电有限公司供应(以下简称热电)，热电供应万华4．0Mpa和1．0Mpa两种品质的蒸汽(以下用40S代替4．0Mpa蒸汽表述，其他类推)。万华内部有多处副产蒸汽，全公司内部有40S、30S、25S、10S、8S、4S、2S等六种不同品质的蒸汽，蒸汽管网纵横交错，关联性强，操作复杂。从2006年到2013年，万华已经由一套16万吨／年MDI装置发展成配套煤造气装置、硝苯装置的上下游一体化的100万吨／年的大型联合化工装置。在生产扩建的过程中，蒸汽管网存在诸多不合理之处，目前万华年消耗蒸汽量约90万吨，因此，如何管理和优化改

3、造蒸汽管网无论对节能减排、环境保护均有着重要意义。一、园区蒸汽管罔及流程筒介1．部分蒸汽管网简介由于园区内蒸汽管网的结构比较复杂，下图以40S、25S、10S和4s的其中一段管网进行示例，见图1．1一艇，鲋二月Fm#；ndE!j；}籀c柚RaE‘甚*F茸辞±，2{；t■“辅’ot}14翮荐辔Fi撤删黼l期嗣啊西#l●■i8孵蔫晖i秘I司《13铲嗣，■}驴图1．1注：灰色低温为消耗蒸汽，粉色底纹为副产蒸汽，绿色底纹为蒸汽减温减压处，红色底纹为蒸汽放空处；主要的问题点：目前万华外购的蒸汽为40S和10S，而在一边外购10S蒸汽的同时，10S和4s放空的阀门一直处于打开状态，造成了蒸

4、汽的浪费。造成这种现象的主要原因是：110l化摹彳理2014t手4N(1)醇氨车间生产时，会副产25S蒸汽，25S无合适的使用，导致富余放空；(2)副产10S的车间本来就比较多，再加上25S减压的10S，会导致10S更多，导致10S放空；(3)10S向4s管网减压亦会导致4s富余而出现放空现象。2．工艺流程简介万华公司的主要产品为MDI，MDI的主要原料为CO、苯胺和甲醛，CO为煤造气工厂提供，苯胺由苯胺工厂提供。甲醛由甲醛工厂提供，甲醛的原料之一为甲醇合成气，甲醇合成气由造气工厂提供，万华公司的“气源”为煤造气工厂，核心工厂为MDI工厂。从蒸汽的消耗的角度上讲可以简单归纳为：

5、MDI工厂为纯蒸汽消耗，其他工厂均不同程度得有着副产蒸汽。二、优化蒸汽消耗量一管理与技术并行公司内各工厂上下游联系紧密，产业链一体化程度高，为了最大程度得减少蒸汽消耗和排空造成的浪费，从管理和技术两方面进行优化，主要采取的措施有：1．提高10S管网安全阀压力，加大监控将原10S管网压力安全阀压力由1．06Mpa校正为1．15Mpa，减少因控制压力而造成的放空。同时，通过调度中心加大对10S总管网的监控，使热电的10S蒸汽压力尽量控制在1．1Mpa以下。2．25S物尽其用25s是整个蒸汽管网不平衡的重要因素之一。醇氨车间内合成氨副产为过热蒸汽，合成甲醇副产为饱和蒸汽，两者混合前后

6、的参数件表2一l：奇暖氯蠢量㈣压力(蜘科■崖(℃’●量台鹰甲■，■e15萄：皂『：26·迫’126、嚏'姐，，i'』A表2—1可看出，混合之后25S的过热度不够，经过长距离的输送后温度为227-234V之间。为了消耗这股蒸汽，对MDI装置蒸汽消耗设备进行排查，排查出两处可以使用该股蒸汽：(1)多胺换热器蒸汽的相关参数见表2-2：参蠡流量(t／h)晗力(鄞神■度(℃)惦位(KJ／l‘g表2—2参投最值■■}瑚10减压前后蒸汽总焓值未发生变化，过热的21S在换热过程中使用不仅浪费“显热”，“潜热”也不如25S，因此，考虑将该处变换成25S(2．6Mpa，234℃)进行换热。瓣蕤蠹鬻

7、簇滋麓囊囊蕤壤糕鬻霸蕊黧蘸藕壤麟漱麟瓣巍黼纛麟灞辫蘩辚鬻熬缓漂鳓嘲懒赣(2)反应液换热器蒸汽的相关参数见表2—3：爹数缸值囊量“／"压，qq*)I埙(℃)焓值(KJ／kgBj甜豇1教值笛。I熊m’Z妊表2—3与多胺换热器类似，该处存在热量的浪费和使用不合理现象。同样，考虑将该处变换成25S(2．6Mpa，234"(2)进行换热。为了防止这种的热量不足的现象出现，打开40S减25S阀门控制蒸汽温度到255"C，按照表2-4参数进行计算：表2-4按照能量守恒进行计算：可推导出计算出来40S需要减