4有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電ORC發(fā)電石化行業(yè)芳烴裝置低溫?zé)峄厥誒RC發(fā)電技術(shù)應(yīng)用案例

1、石化行業(yè)：芳燒裝置低溫?zé)峄厥誒R酸電技術(shù)應(yīng)用案例 國(guó)家發(fā)展改革委為貫徹落實(shí) 中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法 、 國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案的通知 和 國(guó)務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的意見 規(guī)定和要求，加快節(jié)能技術(shù)進(jìn)步和推廣普及，引導(dǎo)用能單位采用先進(jìn)適用的節(jié)能新技術(shù)、新裝備、新工藝，促進(jìn)能源資源節(jié)約集約利用，緩解資源環(huán)境壓力，組織編制了國(guó)家重點(diǎn)節(jié)能低碳技術(shù)推廣目錄（20142014 年本，節(jié)能部分），目錄涉及煤炭、電力、鋼鐵、有色、石油石化、化工、建材、機(jī)械、輕工、紡織、建筑、交通、通信等 1313 個(gè)行業(yè)，共 218218 項(xiàng)重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)，芳始裝置低溫?zé)峄厥?ORCORC 發(fā)電技

2、術(shù)位列第 100100 項(xiàng)。 石化行業(yè)：芳姓裝置低溫?zé)峄厥?ORCORC 發(fā)電技術(shù)應(yīng)用技術(shù)報(bào)告如下。 一、技術(shù)名稱：芳姓裝置低溫?zé)峄厥瞻l(fā)電技術(shù) 二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍：石化行業(yè)芳燒裝置低溫?zé)峄厥?三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀 芳姓聯(lián)合裝置中抽余液塔、抽出液塔等精儲(chǔ)塔在常規(guī)設(shè)計(jì)時(shí)均為常壓塔，塔頂溫位較低，難以回收利用。傳統(tǒng)方法采用空冷技術(shù)進(jìn)行冷卻，這部分能量散失在大氣中而浪費(fèi)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，精儲(chǔ)塔采用傳統(tǒng)的空冷技術(shù)，塔頂所散失的能量約占芳始裝置總能耗的 15%15%左右。目前該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能量 5 5 萬(wàn) tce/atce/a, ,CO2CO2 減排約 1313 萬(wàn) t/at/a。 四、技術(shù)

3、內(nèi)容 1 1 .技術(shù)原理 該技術(shù)的芳姓聯(lián)合裝置中抽出液塔、 抽余液塔和甲苯塔取消塔頂空冷設(shè)備， 采用加壓操作回收熱能，塔頂蒸汽發(fā)生器發(fā)生 0.45MPa0.45MPa 蒸汽，發(fā)生的蒸汽經(jīng)二甲苯塔重沸爐對(duì)流段過熱后，一部分用于驅(qū)動(dòng)歧化循環(huán)氫壓縮機(jī)透平、除氧器除氧及管線伴熱外，其余部分用于發(fā)電。成品塔、脫庚烷塔、鄰二甲苯塔在常規(guī)設(shè)計(jì)時(shí)塔頂溫度較低，分別為 126126C C、124124C C、157157C,C,塔頂熱量通常是采用空冷進(jìn)行冷卻，這些低溫?zé)峋蜕⑹У袅恕?本設(shè)計(jì)采用串聯(lián)加熱熱水方式，產(chǎn)生 7070C/118CC/118C 熱水，送至裝置內(nèi)熱水發(fā)電機(jī)組發(fā)電，熱水可以循環(huán)利用。芳始裝置低

4、溫?zé)峄厥瞻l(fā)電技術(shù)，有效回收原有精儲(chǔ)塔塔頂空冷方式損失的熱量，可實(shí)現(xiàn)低品位熱量的全面利用。 2 2 .關(guān)鍵技術(shù) (1)(1)蒸汽發(fā)生器技術(shù)：用精儲(chǔ)塔頂工藝介質(zhì)加熱除氧水產(chǎn)生蒸汽； (2)(2)蒸汽發(fā)電機(jī)技術(shù)：產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電； (3)(3)熱水換熱流程技術(shù)：利用芳爛裝置低溫余熱，采用串聯(lián)加熱方式產(chǎn)生熱水； (4)(4)熱水發(fā)電機(jī)技術(shù)：ORCORC 熱水發(fā)電機(jī)組，需要膨脹機(jī)在朗肯循環(huán)中借助于有機(jī)工質(zhì) 實(shí)現(xiàn)熱功轉(zhuǎn)換。有機(jī)工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)由液體變?yōu)檎羝倪^程，吸收了熱源的負(fù)荷， 溫度升高。高溫蒸汽進(jìn)入膨脹機(jī)后，在腔內(nèi)實(shí)現(xiàn)膨脹，對(duì)外輸出軸功率，同時(shí)工質(zhì)溫度、壓力均下降。降溫后的工質(zhì)，仍是蒸汽

5、，需要在冷凝器內(nèi)實(shí)現(xiàn)液化，此期間對(duì)外放出熱量。液化后的工質(zhì)，利用液體泵升到高壓，然后進(jìn)入預(yù)熱器，實(shí)現(xiàn)下一輪循環(huán)。 3.3.工藝流程 低溫?zé)峄厥諢崴l(fā)電技術(shù)的工藝流程圖如圖所示。 圖 2 2 低溫?zé)峄厥諢崴l(fā)電技術(shù)流程圖 五、主要技術(shù)指標(biāo) 低溫?zé)峄厥諢崴l(fā)電技術(shù)：平均節(jié)電 1616kWh/tkWh/t 對(duì)二甲苯。 六、技術(shù)鑒定、獲獎(jiǎng)情況及應(yīng)用現(xiàn)狀 20142014 年 5 5 月，“PX“PX 成套技術(shù)”通過了中國(guó)石化組織的專家鑒定，PXPX 成套技術(shù)鑒定包 括芳姓裝置低溫?zé)峄厥瞻l(fā)電技術(shù)。該技術(shù)于 20132013 年 1212 月在煉化芳姓聯(lián)合裝置試車成功， 煉化芳姓聯(lián)合裝置首次取消空冷，采用

6、芳燒裝置低溫?zé)峄厥瞻l(fā)電技術(shù)，且投產(chǎn)后一直安全穩(wěn)定運(yùn)行。 七、典型應(yīng)用案例 案例名稱：某煉化芳燒裝置低溫?zé)峄厥瞻l(fā)電技術(shù) 技術(shù)提供單位：中國(guó)石化某煉油化工有限公司 建設(shè)規(guī)模：6060 萬(wàn) t/t/年對(duì)二甲苯裝置。建設(shè)條件：抽余液塔操作壓力（塔頂）為 0.35MPa0.35MPa，塔頂溫度 201201C,C,抽出液塔操作壓力（塔頂）為 0.28MPa0.28MPa，塔頂溫度 195195C,C,成品塔、脫庚烷塔、鄰二甲苯塔塔頂溫度分別為 126126C C、124124C C、157157C C。主要技改內(nèi)容：以塔頂蒸發(fā)器/換熱器取代空冷冷卻，主要設(shè)備包括蒸汽發(fā)生器、熱水換熱器、蒸汽發(fā)電機(jī)、熱水發(fā)

7、電機(jī)等。節(jié)能技改投資額 2.72.7 億元，建設(shè)期 6 6 個(gè)月。年節(jié)能量 4.624.62 萬(wàn) tcetce, ,碳減排量 12.212.2 萬(wàn) tCO2tCO2。年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益 89158915 萬(wàn)元，投資回收期約 3 3 年。 八、推廣前景及節(jié)能減排潛力 芳姓裝置低溫?zé)峄厥瞻l(fā)電技術(shù)可使芳姓裝置取消空冷、 回收低溫?zé)幔?回收的低溫?zé)嵊糜诋a(chǎn)生蒸汽發(fā)電。預(yù)計(jì)未來 5 5 年，該技術(shù)在行業(yè)內(nèi)推廣比例將達(dá)到 40%,40%,可形成的年節(jié)能能力為 4646萬(wàn) tcetce, ,年減排能力為 122122 萬(wàn) tCO2tCO2。 九、結(jié)束語(yǔ) 相對(duì)于螺桿 ORCORC 技術(shù)靠低速下氣體容積變化做功不同，

8、 采用航空渦輪技術(shù)路線， 利用更高轉(zhuǎn)速提高單位直徑渦輪的做功能力，效率更高。采用低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行閉式熱力循環(huán)，利用冷熱源溫差向外供電，將低品位熱能轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)電能。具體技術(shù)對(duì)比分析見下表。 ORC!ORC!平膨脹機(jī)組 比較 ORCSORCS 桿膨脹機(jī)組 效率高：透平等煽膨脹效率 858590%90% VSVS 螺桿等嫡膨脹效率 6565- -75%75% 壽命長(zhǎng)、故障率低 VSVS 系統(tǒng)復(fù)雜，故障率圖 撬裝一體化設(shè)計(jì)，密封性好 VSVS 分體設(shè)計(jì)，機(jī)械密封容易泄漏 長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性高 VSVS 長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性比較低 運(yùn)維成本低 VSVS 運(yùn)維成本比較高 噪音小，占地小 VSVS 噪首人，占地大 注：成熟國(guó)外品牌技術(shù)均米用透平膨脹技術(shù)，而國(guó)內(nèi)多采用螺桿膨脹技術(shù)。 中低品位余熱發(fā)電技術(shù)之向心渦輪中低品位余能有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)：溫度高于 90c90c 的熱水，熱液及工藝物流溫度高于 200c200c 的煙氣在鋼鐵、石化等工業(yè)行業(yè)可回收利用的低溫余熱普遍存在。 早在 20142014 年，為深度挖掘節(jié)能潛力、降低單位能耗，中國(guó)石化科技部將煉廠低溫 余熱有機(jī)工質(zhì)發(fā)電技術(shù)開發(fā)”列入股份公司科技開發(fā)項(xiàng)目和能效倍增計(jì)劃”立項(xiàng)開發(fā)， 結(jié)合九江石化油品質(zhì)量升級(jí)工程富余低溫?zé)豳Y源