公用熱力管網(wǎng)節(jié)能與應(yīng)用研究總結(jié)報(bào)告解析

1、商業(yè)機(jī)密 公用熱力管網(wǎng)節(jié)能與應(yīng)用研究項(xiàng)目 （總結(jié)報(bào)告） 編制單位：中海油氣（泰州）石化有限公司 編寫(xiě)單位：2014年2月25日 公用熱力管網(wǎng)節(jié)能與應(yīng)用研究項(xiàng)目 1. 前言2 2. 凝結(jié)水回收意義3 3. 蒸汽系統(tǒng)現(xiàn)狀4 4. 存在的問(wèn)題及分析6 4.1疏水系統(tǒng)不完善6 4.2凝結(jié)水回水系統(tǒng)不完善6 5. 節(jié)能改造方案6 5.1凝結(jié)水回收系統(tǒng)考慮的幾個(gè)問(wèn)題6 5.2凝結(jié)水回收方案7 6. 項(xiàng) 目實(shí)施后效果7 7. 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)8 8. 結(jié)論9 公用熱力管網(wǎng)節(jié)能與應(yīng)用研究項(xiàng)目 1 前言 蒸汽作為一種熱能載體，由于其單位熱容量大，傳輸方便，管網(wǎng)效 率高等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于發(fā)電、石油、石化造紙、印

2、染等行業(yè)。蒸汽 的熱能由顯熱和潛熱兩部分組成，通常蒸汽在用汽設(shè)備中釋放出汽化潛 熱后變?yōu)橥瑴赝瑝合碌娘柡湍Y(jié)水，凝結(jié)水所具有的熱量約占蒸汽總熱 量的20%30%,蒸汽壓力越髙，凝結(jié)水的溫度就越高，其所含有的熱 量就越大，合理回收利用凝結(jié)水，減少熱能損失和水資源的浪費(fèi)，有著 顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。為了便于考慮凝結(jié)水效益問(wèn)題，給定下列 條件：每小時(shí)回收It凝結(jié)水，回收凝結(jié)水的溫度為90C,自來(lái)水的溫度 為20C,系統(tǒng)為連續(xù)運(yùn)行，年運(yùn)行8760h （例如化工、煉油等生產(chǎn)企業(yè)）。 1年可節(jié)約標(biāo)煤對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的生產(chǎn)企業(yè)，每小時(shí)回收X凝結(jié)水，運(yùn)行 365天年節(jié)約標(biāo)煤約為88to從社會(huì)的觀點(diǎn)看，該項(xiàng)目的

3、真正價(jià)值主要是 節(jié)約燃料和水?；厥誌t凝結(jié)水，年運(yùn)行8000h可節(jié)約標(biāo)煤80t,若年運(yùn)行 3000h,則可節(jié)約30t標(biāo)煤o凝結(jié)水回收利用的社會(huì)效益：凝結(jié)水熱量的 回收利用，實(shí)際上是減少了蒸汽消耗量進(jìn)而減少產(chǎn)汽過(guò)程中碳黑、C02和 NOx的排放量；減少熱污染；凝結(jié)水回收利用，減少了水處理量，從而減 少水處理的廢水排放量，減少新鮮水的消耗，對(duì)緩解我國(guó)水資源緊張狀 況有重大意義。 中海油氣（泰州）石化有限公司（以下簡(jiǎn)稱泰州石化）瀝青、焦化料 罐區(qū)、碼頭距離廠區(qū)較遠(yuǎn)，公用管廊長(zhǎng)達(dá)1500米，沿管廊分布眾多蒸汽 分配器和疏水站。原設(shè)計(jì)采用分管線疏水，疏水器多且易堵塞，達(dá)不到 效果，且就地排放浪費(fèi)能源，需

4、對(duì)蒸汽分配器和疏水站進(jìn)行改造，更換 公用熱力管網(wǎng)節(jié)能與應(yīng)用研究項(xiàng)目 性能穩(wěn)定高效的疏水器，對(duì)蒸汽凝結(jié)水進(jìn)行回收，減少就地排放。本項(xiàng) 目有凝結(jié)水回收系統(tǒng)的改造，最大程度地回收凝結(jié)水，減少污水排放， 節(jié)約水資源，降低C02的排放量，對(duì)節(jié)能降耗、挖潛增效、減輕環(huán)境污染 和水資源的合理利用等方面的工作，起到了積極的促進(jìn)作用。 2 凝結(jié)水回收意義 凝結(jié)水是飽和蒸汽釋放潛熱后的產(chǎn)物，蒸汽潛熱利用完后，就變成 了含有顯熱的高溫凝結(jié)水，大多數(shù)用汽設(shè)備是利用飽和蒸汽的潛熱，排 出的是飽和凝結(jié)水。因此，蒸汽凝結(jié)水的價(jià)值體現(xiàn)在水值和熱值兩個(gè)方 面，凝結(jié)水的回收利用也包括水的回收利用和熱的回收利用兩個(gè)方面， 經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)

5、交流、調(diào)研，瀝青罐區(qū)及公用管廊沿線的蒸汽伴熱線高溫凝結(jié) 水可以回收到凝結(jié)水站對(duì)其部分進(jìn)行利用。 凝結(jié)水的水質(zhì)：凝結(jié)水的產(chǎn)生過(guò)程實(shí)際上就是一個(gè)蒸館的過(guò)程，凝 結(jié)水實(shí)際上就是蒸憎水。正常情況下，凝結(jié)水的潔凈程度很髙，水質(zhì)能符 合除鹽水的水質(zhì)指標(biāo)，可以滿足絕大多數(shù)場(chǎng)合的用水要求。 凝結(jié)水的熱值：凝結(jié)水的熱值為凝結(jié)水在排放溫度下的熱焙。具有 實(shí)際意義的熱值是凝結(jié)水在排放溫度下焙與新鮮水焙的差值。下表列出 幾種條件下凝結(jié)水熱值與蒸汽總熱焙和蒸汽潛熱的對(duì)比，表中能量的單 位均為kj/kg,其中比例為同一壓力條件下飽和凝結(jié)水的焙占飽和蒸汽總 焙的百分比。 公用熱力管網(wǎng)節(jié)能與應(yīng)用研究項(xiàng)目 表2凝結(jié)水熱值表 序

6、號(hào) 絕壓 MPA 飽和溫度 (C) 飽和凝結(jié)水的 焙(kj/kg) 飽和蒸汽的焙 (kj/kg) 蒸汽潛熱 (kj/kg) 比例(%) 1 0. 1 100 417.51 2675. 4 2257. 9 15.6 2 0. 4 144 604.67 2737.6 2133.0 22. 1 3 0.6 159 670. 42 2755. 5 2085.0 24.3 4 1. 1 184 780. 13 2779.7 1998. 5 2& 1 5 1. 5 198 844.67 2789.9 1945. 2 30.3 6 2.0 212 908. 59 2797. 2 188& 6 32.5 7

7、3. h 211 1057.6 2801.7 1711. 2 37.7 通過(guò)上表可以看出在整個(gè)熱力系統(tǒng)中，凝結(jié)水不僅含有除鹽水的價(jià) 值，而且含有髙的熱值，充分回收利用凝結(jié)水可以：有效提高鍋爐給水 溫度，降低燃料耗；減少補(bǔ)水量，降低水耗及軟化費(fèi)用；提高爐水純度， 降低排污損失；降低對(duì)環(huán)境造成的污染。 3. 蒸汽系統(tǒng)現(xiàn)狀 泰州石化瀝青罐區(qū)及管廊沿線伴熱的蒸汽消耗主要是利用1. OMPa蒸 汽對(duì)輸送工藝介質(zhì)進(jìn)行加熱、維溫及管線伴熱保溫，各疏水點(diǎn)共559個(gè)， 由于區(qū)域內(nèi)沒(méi)有凝結(jié)水回收管網(wǎng)，各疏水點(diǎn)全部就地直排。各疏水點(diǎn)相 關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表1: 公用熱力管網(wǎng)節(jié)能與應(yīng)用研究項(xiàng)目 表1蒸汽管網(wǎng)疏水點(diǎn)分布表 序號(hào)

8、 名稱 數(shù)量 單位 1 T0101盤管疏水 6 臺(tái) 2 T0102盤管疏水 6 臺(tái) 3 T0301盤管疏水 12 臺(tái) 4 T0302盤管疏水 12 臺(tái) 5 T0303盤管疏水 12 臺(tái) 6 T0304盤管疏水 12 臺(tái) 7 T0305盤管疏水 12 臺(tái) 8 T0306盤管疏水 12 臺(tái) 9 T0307盤管疏水 9 臺(tái) 10 T0308盤管疏水 9 臺(tái) 11 T0309盤管疏水 9 臺(tái) 12 T0310盤管疏水 9 臺(tái) 13 T03U盤管疏水 9 臺(tái) 14 T0312盤管疏水 9 臺(tái) 15 T0313盤管疏水 16 臺(tái) 16 T0314盤管疏水 12 臺(tái) 17 T0315盤管疏水 12 臺(tái) 18

9、 T0316盤管疏水 4 臺(tái) 19 原油加熱器疏水 2 臺(tái) 20 原油罐區(qū)伴熱疏水 11 臺(tái) 21 瀝青罐區(qū)伴熱疏水 73 臺(tái) 22 焦化料罐區(qū)伴熱疏水 22 臺(tái) 23 原油泵房伴熱疏水 12 臺(tái) 24 瀝青泵房伴熱疏水 87 臺(tái) 25 瀝青泵房西側(cè)管架區(qū)伴熱疏水 9 臺(tái) 26 管廊伴熱疏水 147 臺(tái) 27 管廊分汽缸疏水 14 臺(tái) 公用熱力管網(wǎng)節(jié)能與應(yīng)用研究項(xiàng)目 4. 存在的問(wèn)題及分析 4. 1疏水系統(tǒng)不完善 熱靜力式疏水閥工作原理是利用蒸汽與凝結(jié)水的溫度差實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水 的自動(dòng)排放，其熱敏元件熱脹冷縮易疲勞損壞，一旦熱敏元件失效，將 直接泄露新鮮蒸汽。若產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)，頻繁出現(xiàn)這種情況，不但

10、使管理 人員疲于奔波，也造成大量的浪費(fèi)。 泰州石化在改造前，原油、瀝青罐區(qū)及管廊沿線伴熱疏水方式基本 上是安裝疏水閥進(jìn)行疏水，達(dá)到阻汽排水的目的。管線伴熱線疏水幾乎 全部采用熱靜力式疏水閥。而采用這種方式進(jìn)行疏水存在著一些問(wèn)題， 一方面，現(xiàn)有疏水閥使用壽命短，不耐污物，失效率髙，運(yùn)行性能較差， 勢(shì)必造成了大量的蒸汽浪費(fèi)。另一方面，熱靜力式疏水閥背壓率較低， 無(wú)法實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水閉式余壓回收。 4.2凝結(jié)水回收系統(tǒng)不完善 由于管廊疏水站疏水排放點(diǎn)很分散而且各疏水點(diǎn)間距為3001000 米，現(xiàn)場(chǎng)使用的多為背壓率低的熱靜力疏水閥，所用的疏水閥品牌較多， 產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，導(dǎo)致疏水閥的平均壽命較短，更換頻繁

11、，同時(shí)造成 大量的蒸汽泄漏。另外，另外該區(qū)域原設(shè)計(jì)沒(méi)有建立凝結(jié)水回收系統(tǒng)， 因而造成寶貴的凝結(jié)水白白地排放了。 5. 節(jié)能改造方案 5. 1凝結(jié)水回收系統(tǒng)考慮的幾個(gè)問(wèn)題 1）凝結(jié)水流動(dòng)動(dòng)力問(wèn)題 凝結(jié)水回收一般分為重力自流回水、背壓回水、加壓回水、混合回水 公用熱力管網(wǎng)節(jié)能與應(yīng)用研究項(xiàng)目 四種方式。 8.余壓回水系統(tǒng)：利用疏水器出口處凝水所具有的壓力回送凝水。 b.重力回水系統(tǒng)：靠凝水管路始末兩端的位能差回送凝水。 C.加壓回水系統(tǒng)：用泵從局部系統(tǒng)的凝水箱中將凝水打回鍋爐房。 d.混合回水系統(tǒng)：整個(gè)系統(tǒng)利用幾種流動(dòng)動(dòng)力時(shí)的凝水回收系統(tǒng)。 2）凝水回收系統(tǒng)是否與大氣直接相通問(wèn)題 a. 開(kāi)式系統(tǒng)：凝

12、結(jié)水回收系統(tǒng)與大氣相通。此系統(tǒng)不可避免地要發(fā)生 二次蒸汽的損失和空氣的侵入，損失熱、損失凝水、腐蝕管路和影響環(huán) 境，因此效果不好。 b. 閉式系統(tǒng)：凝結(jié)水回收系統(tǒng)不與大氣相通。沒(méi)有以上開(kāi)式系統(tǒng)的缺 陷，效果好。 5.2凝結(jié)水回收方案 該項(xiàng)目是對(duì)凝結(jié)水回收系統(tǒng)的完善，主要內(nèi)容包括以下兩部分： （1）將瀝青罐區(qū)罐體原有疏水器更換為性能較好，耐水錘的三合一疏 水器，并將罐區(qū)分路管道并聯(lián)后再集中疏水，在分管道設(shè)置檢查閥； （2）將公用管廊蒸汽分配器出口疏水器和疏水站集中后的疏水器更換 為性能穩(wěn)定的疏水閥，回水管線通過(guò)閥門連接至凝結(jié)水回水總管線上。 6項(xiàng)目實(shí)施后效果 凝結(jié)水回收至裝置上用做軟化水、循環(huán)水

13、等其他工藝系統(tǒng)，項(xiàng)目實(shí)施 后，實(shí)現(xiàn)了凝結(jié)水效益利用最大化。可以從下列裝置新鮮水和蒸汽能耗 圖表得知，見(jiàn)表3： 公用熱力管網(wǎng)節(jié)能與應(yīng)用研究項(xiàng)目 表3新鮮水和蒸汽能耗表 單位：t 月份 11 月 12月 1月 2月 3月 4月 5月 新鮮水 3094 3179 2976 2016 2232 456 413 蒸汽 1670 1828 1875 1667 1917 1264 1530 月份 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12 月 新鮮水 1899 477 461 476 489 454 430 蒸汽 1217 1578 1012 1337 991 683 720 由表3和圖1中可以得知自凝結(jié)水回收系統(tǒng)項(xiàng)目投用后，裝置的主要能 耗新鮮水和蒸汽用量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。 7.技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià) 按閥座孔徑l/2in計(jì)算，月蒸汽損失352噸，伴熱線使用率30%測(cè)算， 月減少蒸汽量為105噸，預(yù)計(jì)每年可減少蒸汽損失1267噸，節(jié)約137噸標(biāo) 煤。按蒸汽價(jià)格235元/噸測(cè)算，年每年可節(jié)約蒸汽費(fèi)用1267X235=29.8 萬(wàn)元。 以上計(jì)算為估算值，實(shí)際產(chǎn)生的節(jié)能效益以運(yùn)行工況為準(zhǔn)。 公