工业过程最小能耗分析及设计教材课件.ppt

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1、工业过程最小能耗分析及设计,上海理工大学关 欣,节能项目分类,1、工艺设备的改造项目（运用新的节能技术改造工艺设备，提高效率）如蓄热燃烧技术改造，汽化冷却技术，冷却塔改造，水泵变频改造2、工艺流程的优化项目（对企业的工艺流程进行优化，提高整个工艺系统的能源利用效率）如：干熄焦后置换热器，水厂管网优化，MDA污水处理改造,150t/h冷凝液回收，急冷器余热回收。3、大能耗、低效率设备的淘汰与更换（适合于早期效率较低的设备，由于运行年限较长，改造成本较高，且由于科技的发展，已经有先进节能的设备投入市场）例如 变压器的更新，高效风机、水泵的更换。,企业简介,宝钢集团有限公司是中国当今规模最大、现代化

2、程度最高、最具竞争力的特大型联合钢铁企业，目前已形成年产近4000万吨的生产能力，并步入世界级钢铁企业前列。目前宝钢净资产2430亿元，年产钢3887万吨，用能总量1420.39万吨标煤，位列全球钢铁企业第三位。实现营业总收入1953亿元，利润总额149亿元，资产总额4020亿元。,1、干熄焦循环风机前置换热器节能改造2、宝钢1580热轧水处理节能改造项目3、条钢厂大方坯配套加热炉改造项目,节能改造项目,干熄焦循环风机前置换热器节能改造,干熄焦装置的处理能力为75吨时，干熄焦装置的功能是将焦炉炼好的焦炭（约1050）冷却到250以下，冷却焦炭用的循环气体，进入干熄炉时温度约140，出干熄炉时约

3、850，回收的焦炭显热用以生产蒸汽，干熄焦工艺流程和设计参数如图所示。,项目简介,节能原理,风机前设置预热器可降低进入干熄炉循环气体温度约30，即进入干熄炉的循环气体温度可从140降到110左右，预热器回收的热量用作锅炉用纯水加热，使出水温度从36增加到54。因此可降低除氧器低压蒸汽消耗（来自汽轮机抽汽），同时由于进入干熄炉的气体温度降低，使得排焦温度从219降低到197，产焦率增加。,项目改造前工艺流程简图,219,项目改造后工艺流程简图,锅炉纯水温度升高，使得除氧器的低压蒸汽消耗减少（即减少了从汽轮机中抽汽）,110,850,1050,197,节能量的计算,干熄焦装置增设预热器后，每年节约

4、蒸汽13362吨(蒸汽参数：260，1.6MPa，焓704kCal/kg)。折合标煤为：13362t*704kCal/kg/7000kCal/kg1343吨。,吴泾化工150t/h冷凝液回收项目1,1、项目简介,近几年来，随着吴泾公司的迅速发展，特别是20万吨/年、30万吨年醋酸装置以及10万吨/年乙酸乙酯等大型化工装置的建成投产后，化工装置中大量使用蒸汽，产生了较多的工业冷凝液。如直接排放，既造成环境的热污染和水资源的浪费。150t/h冷凝液回收装置建成后，从醋酸、乙酸乙酯等装置回收工业冷凝液，经过在线分析、除盐水热交换后，视水质情况，分别通过进阳塔或进中间水箱及进混合床进行脱盐处理合格后，

5、作为锅炉用水。,吴泾化工150t/h冷凝液回收项目2,2、150t/h冷凝水回收温度、流量对应表,吴泾化工150t/h冷凝液回收项目3,3、150t/h冷凝液回收热量示意图,蒸汽伴热,吴泾化工150t/h冷凝液回收项目4,4、节能效果,本装置的节能有以下五块组成：1）、以送75t/h锅炉除氧器的85t/h除盐水作为冷源进行热交换，所利用的热能（除盐水由38上升至60）Q=CMt=4.1868kJ/Kg85t/h103(60-38)8000=6.261010 kJ全年可节约标煤:6.261010kJ/（29.3106）=2.14103吨标煤2）、由于脱盐水工艺的需要，经除盐水进行热交换后的65冷

6、凝水110 t/h，必须再经循环水冷却等手段冷却至38后（该部分的热量不回收，故在此不进行计算），全部进行脱盐处理后，整体提高除盐水的温度所吸收和利用的热量。（全年的平均水温以25计）。Q=CMt=4.1868KJ/Kg110 t/h103(38-25)8000=4.791010KJ全年可节约标煤:4.791010KJ/（29.3106）=1.63103吨标煤。3）、用于浴室，冷凝液与自来水热交换所回收利用的热量。（以蒸汽计量表为准）09年自来水用水总量为37919吨，其中80%（30335.2吨）为冷凝液与自来水热交换所回收利用的热量，另外20%（7583.8吨）为冲洗调节水。因此用于浴室的

7、冷凝液热量利用为：全年可节约标煤:Q=CMt=4.1868KJ/Kg30335.2103(45-25)/29.3106=86.67吨标煤。,吴泾化工150t/h冷凝液回收项目5,5、节能效果,4）、回收冷凝液，减少过滤水量，节省用电数。对比现有的工艺流程，以经过除盐水和循环水热交换后的冷凝水作为脱盐水的水源和循环水的补充水，对照自黄浦江水源通过水质预处理和过滤，可减少3次增压输送，冷凝水需经热水泵增压输送，故参照新除盐水站中间泵的有关参数，如输送130t/h冷凝水所需泵的配套电机为37KW，节电量：W总=减少三次增加输送耗电-热水泵输送耗电-循环水冷却耗电W总=37KW38000-18.5KW

8、28000-0.5度/吨1006000=29.2万度全年可节约标煤:29.2万度4.04=118吨标煤。5）、用于#4、#5灌区醋酸储藏及醋酸管道伴热代替蒸汽，利用部分热量为：经工艺查定：2009年一季度#4、#5灌区月平均用汽量为358t,每吨蒸汽按0.129吨标煤折算，则每月用汽折标煤为：46.225吨标煤。全年气温 16以下以5个月计,因此全年可节约标煤:46.2255=231.125吨标煤。150t/h冷凝液回收项目全年节约标煤：2140+1630+87+118+231=4206吨标煤。,急冷器余热蒸汽合理利用项目1,上海三爱富新材料股份有限公司是专业从事含氟聚合物、氟制冷剂和氟精细化

9、学品等各类含氟产品的研究、开发、生产和经营的高新技术企业，公司主要产品是聚四氟乙烯树脂、聚全氟乙丙烯树脂、氟橡胶和聚偏氟乙烯树脂。公司总资产达11.8多亿元，2009年完成工业总产值38980万元，全年能耗为45692吨标煤，全年电耗为8167万kWh。,1、企业简介,急冷器余热蒸汽合理利用项目2,2、项目简介,项目改造前公司的四氟乙烯(TFE)8000t/a装置中，采用F22过热水蒸汽稀释裂解得到含有四氟乙烯的裂解气，其中过热水蒸汽是外网水蒸汽经过蒸汽缓冲器进入蒸汽过热炉，将蒸汽加热后成为过热水蒸汽与F22混合进入反应器，反应后裂解气经急冷器冷却后进入冷凝器，急冷器中产生的高温水蒸汽进入汽包

10、，加热汽包中水，生成饱和蒸汽，这些饱和蒸汽用于精馏塔釜加热，多余饱和蒸汽排放，另外，蒸汽过热炉的高温废气直接排入空气，因而在生产过程中存在以下不足之处：(1)浪费了蒸汽和余热；(2)在放空过程中发出刺耳的啸声，造成环境噪声污染；(3)外网水蒸汽杂质含量多，引起过热炉的炉管产生高温腐蚀，缩短了炉管的使用寿命；(4)精馏塔压力不稳定，影响了分馏效果，降低了产品质量。,急冷器余热蒸汽合理利用项目3,3、项目改造前工艺流程,4、项目改造后工艺流程,急冷器余热蒸汽合理利用项目4,项目改造前，2007年3月至2008年2月TFE单体产量为7264吨，蒸汽消耗为48191吨，则蒸汽单耗为6.634吨蒸汽/吨

11、TFE。项目改造后，2008年8月至12月及2009年3月至9月，TFE单体的产量为6893吨，蒸汽消耗为25103吨，则蒸汽单耗为3.642吨蒸汽/吨TFE。年节约蒸汽量=（6.634-3.642）*7264=21734吨；年节能量=21734*2.98*0.03412=2210吨标煤。（蒸汽的热值按2.98百万千焦/吨计算，蒸汽折标系数为0.03412吨标煤/百万千焦）,5、节能量审核,MDA单元污水处理节能改造项目1,上海联恒异氰酸酯有限公司成立于2006年7月试生产，2007年8月后全套装置高负荷运行，在2009年度综合耗能60727吨标准煤，总耗电量约9562.71万千瓦时，工业总产

12、值达218400.7万元。本项目主要产品粗MDI（二苯甲基二异氰酸酯），平均供给上海亨斯迈聚氨酯有限公司(HPS)和上海巴斯夫聚氨酯有限公司(SBPC)装置作为原料。配套硝基苯、苯胺装置所产的硝基苯、苯胺用于下游粗MDI生产。,1、企业简介,MDA单元污水处理节能改造项目2,2、项目简介,上海联恒异氰酸酯有限公司工艺生产流程图,项目所在的MDA单元是公司24万吨/年CMDI装置的一部分，其产品MDA全部用来生产CMDI。按照设计，MDA单元会产生810吨/小时工艺污水,其中含有毒有害、腐蚀性等污染物。该污水设计通过中和釜R6123进行汽化、闪蒸等工序净化处理，整个过程相应消耗16bar蒸汽81

13、0吨/小时。,MDA单元污水处理节能改造项目3,3、项目简介,通过利用现有的溶剂萃取方法替代原汽化、闪蒸净化处理。2009年6月份对装置进行了技术改造，将约68吨/小时污水改为萃取处理，从而可以节约16bar蒸汽6-8吨/时，由于萃取剂在原工艺中是过量的，所以萃取这部分污水没有增加萃取剂的使用量.,MDA单元污水处理节能改造项目4,4、节能效果,项目改造前，蒸汽单耗为0.587吨/吨，项目改造后，蒸汽单耗为0.284吨/吨，每生产一吨MDA所消耗的蒸汽量减少了51.6%。2008年全年MDA的实际产量是159352吨。年节能量为：（0.587-0.284）*159352*0.0989=4828

14、3.6*0.0989=4775吨标准煤。依据蒸汽外购厂家提供的操作参数得到蒸汽的折标系数0.0989。,变频调速原理1,1.什么是变频技术 通过改变电机频率和改变电压来达到电机调速目的技术。变频技术的核心是变频器。2.变频器 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频50Hz变换为另一频率（如30130 Hz）的电能控制装置。常用的变频器主要采用交-直-交的方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控的交流电源供给电动机。一般哟恒压控制和恒流控制两种方式。3.为什么要变频 风机、水泵是工程上常用的通用机械，目前大中型风机水泵基本上采用档板、阀门或回流来

15、调节风量或流量，以满足负荷变化的要求，其电能浪费相当严重，如若采用变频来实现调节风量或流量，节能效果十分明显。,变频调速原理2,根据流体力学原理，流 量 Q n 压 力 H n2 轴功率 P n3 因此当所需流量减少，转速降低时，其功率按转速的三次方下降。例如Q下降为80%，则转速n也下降为80%，而轴功率下降为原来0.83=51.2%；相当于减少了48.8%的用电量。当然，实际转速降低时，效率也会有所下降，同时还应考虑控制装置的 附加损耗等影响。一般实际节能效果可达到35%-50%。,宝钢1580热轧水处理节能改造项目,公司简介,宝钢股份公司热轧厂现有三条热轧生产线2050mm产线、1580

16、mm产线、1880mm产线。其中1580热轧于1996年12月建成投产、年产量300万吨。主要生产普通碳素钢、碳素结构钢、低合金高强度钢、微合金钢、高碳钢、不锈钢等板材，其生产流程为板坯库、加热炉、粗轧、精轧、卷取组成。,1580热轧为板坯轧制工艺生产流程图,1580水处理系统简介,1580水处理分间冷系统（A系统）、层流冷却系统（B系统）、直冷系统（C系统）。下图为层流冷却系统,层流冷却系统简介1,层流冷却泵组供水首先经过高位稳压水箱再经过中位水箱喷向带钢，由于层流冷却流量变化大，需要靠生产过程中二个水箱处于常溢流状态来稳定供水，因此带来的是大量能源损失。,层流冷却系统简介2,层流冷却泵组有

17、5台供水泵，供水用于热轧带钢冷却，控制卷取温度，是影响带钢产品质量的一个重要因素。,层流冷却泵电机的主要参数为：Q=2500m3/h，H=30m，P=280KW，U=6KV，I=33.3A，N=988RPM,层流冷却系统外观,层流冷却水泵,层流冷却系统简介3,层流冷却泵组有5台水泵，原设计无调速泵，靠两个水箱处于常溢流状态来稳定供水。,直冷系统简介1,直冷系统主要有漩流铁皮坑泵组7台立式斜流泵、平流过滤泵组8台卧式离心泵。,直冷系统简介1,改造前，漩流铁皮坑泵组和平流过滤泵组流量变化及水量平衡通过总管上安装回流阀(500mm)进行调控。,改造后水泵采用变频装置调速，调速均根据现有液位计来调节，

18、当高于设定液位时水泵转速调高，低于设定液位时水泵转速降低，通过水泵转速的调节来控制泵组供水流量，消除回流，实现节能运行。,节能量计算,1、层流泵组液力耦合器调速后节电效果 改造后层流泵组2台泵（P20104、P20105）改为液力偶合器调速。电流：32A 27A。年节电量=1.732*U*I*COS*t=1.732*6KV*（3227）A*0.85*300天*24小时*2台63.6万kWh。2、平流泵组变频调速节电效果 平流池泵组中的2台泵（P30607、P30608）改为变频调速，电流：31A 19.5A 年节电量=1.732*U*I*COS*t=1.732*6KV*（31-19.539）A

19、*0.85*300天*24小时*2台146.28万kWh。3、漩流泵组变频调速节电效果 漩流泵组2台泵（P30405、P30406）改为变频调速，电流：40A 36A 年节电量=1.732*U*I*COS*t=1.732*6KV*（40-36）A*0.85*300天*24小时*2台50.88万kWh。合计节电：50.88146.2863.6260.76万kWh。年节约电费：156万。,蓄热燃烧技术原理1,蓄热式高温空气燃烧技术HTAC（High Temperature Air Combustion）是一种革命性的全新燃烧技术，它通过高效蓄热材料将助燃空气从室温预热至800高温，大幅度降低Nox

20、排放量，使排烟温度控制在露点至150的范围内，最大限度地回收烟气余热，使炉内燃烧温度更趋均匀。HTAC技术针对燃料种类或热值的不同，有单蓄热与双蓄热之分。一般认为油类、高热值煤气及含焦油粉尘的热脏发生炉煤气则只需或只能采用助燃空气单蓄热方式；清洁的低热值燃料（高炉煤气、转炉煤气）可采用双蓄热方式。蓄热式加热炉实质上是高效蓄热式换热器与常规加热炉的结合体，主要由加热炉炉体、蓄热室、换向系统以及燃料、供风和排烟系统构成。,蓄热燃烧技术原理2,蓄热室是蓄热式加热炉烟气余热回收的主体，它是填满蓄热体的室状空间，是烟气和空气流动通道的一部分。在蓄热式加热炉中，换向阀起到了至关重要的作用。,蓄热燃烧技术原

21、理3,传统的燃烧方式是空气和煤气预混和扩散燃烧，在燃烧器周围存在一个局部高温区，造成炉温不均匀，影响加热质量。同时，在高温区内，氮气参与燃烧反应，导致烟气中NOx含量高，造成大气污染。蓄热式燃烧则完全不同，在蓄热式炉中，整个炉膛为一个反应体，空气和煤气充满炉膛，在这个炉膛内弥散燃烧，不存在局部高温区，氮气几乎不参与燃烧反应。,蓄热燃烧技术原理4,蓄热燃烧技术的优势：1 炉温更加均匀 2 燃料选择范围更大 采用蓄热式燃烧技术，空气预热温度由过去的400600可提高到8001100。由于燃料的理论燃烧温度大幅度提高，使燃料的选择范围更大，特别是可燃用800kcal/m3以下的低热值燃料，如高炉煤气

22、或其他低热值劣质燃料。适合轻油、重油、天然气、液化石油气等各种燃料，尤其是对低热值的高炉煤气、发生炉煤气具有很好的预热助燃作用，扩展了燃料的应用范围。3 大幅度节能 由于烟气经蓄热体后温度降低到150以下（特殊情况下可降至7080），将烟气的绝大部分显热传给了助燃空气，做到了烟气余热的“极限回收”，因此，炉子燃料消耗量大幅度降低。对于一般大型加热炉，可节能2530；对于热处理炉，可节能3065。4 NOx生成量更低 采用传统的节能技术，助燃空气预热温度越高，烟气中NOX含量越大；而采用蓄热式高温空气燃烧技术，在助燃空气预热温度高达800的情况下，炉内NOx生成量反而大大减少。由于蓄热式燃烧是在

23、相对的低氧状态下弥散燃烧，没有火焰中心，因此，不存在大量生成NOx的条件。烟气中NOx含量低，有利于保护环境。5 金属氧化烧损低 低氧燃烧的另一个好处是可降低被加热金属的氧化烧损。此外，蓄热式燃烧还可以提高火焰辐射强度，强化辐射传热，提高炉子产量。,汽化冷却技术原理,汽化冷却技术是利用水汽化吸热，带走被冷却对象热量的一种冷却方式。受水汽化条件的限制，在常规条件下汽化冷却只适用于高温冷却对象。对于同一冷却系统，用汽化冷却所需的水量仅为温升为10时水冷却水量的2，且少用90的补充水量，汽化冷却所产生的蒸汽可以作为副产品供下道工序利用，或者并网发电。,汽化冷却技术示意图,条钢厂大方坯配套加热炉蓄热燃

24、烧技术节能改造项目,项目实施前，从炼钢厂出来的的大方坯是装入均热炉，进炉温度为30。均热炉炉型为上部单侧双烧嘴，加热大方坯煤气单耗为253.08Nm3/t。项目实施后，从炼钢厂出来的大方坯直接装入加热炉，进炉温度为700，且加热炉采用的是蓄热式燃烧技术，加热大方坯煤气单耗为165.23 Nm3/t，其中企业统计煤气单耗为112.99 Nm3/t。项目改造后比改造前节约煤气量1.5354万tce，节约蒸汽量为0.5398万tce，合计节能量为2.0752万tce。,变压器更换新型节能变压器1,1、变压器损耗,2、变压器有功损耗,其中有功损耗由铁耗和铜耗组成。铁耗主要由变压器铁芯中的磁滞损耗和涡流

25、损耗，与电压和频率有关，一般变压器的电压和频率是确定不变的，因此铁耗也是一定的，故铁耗又叫不变损耗。空载时，铁耗近似等于空载损耗P0。铜耗主要是由绕组电阻所引起的损耗，与电流的平方成正比。变压器额定负荷时，铜耗近似等于短路试验电流为额定值的时的有功损耗。计算公式：,变压器损耗分为有功损耗和无功损耗。,P-变压器的有功损耗（kW）P0-变压器空载损耗（kW）KT-变压器负载波动损耗系数-变压器负载率PK-变压器额定功率负载损耗（kW）,变压器更换新型节能变压器2,3、变压器无功损耗,无功损耗主要由激磁无功损耗和漏磁无功损耗组成。激磁无功损耗与负荷无关，也叫空载无功损耗。漏磁无功损耗与负荷电流平方

26、成正比，等于短路无功损耗。计算公式：,Q-变压器的无功损耗Q0-变压器空载励磁损耗（kvar）KT-变压器负载波动损耗系数-变压器负载率QK-变压器额定功率负载损耗（kvar）,变压器更换新型节能变压器3,4、节能改造案例-吴泾化工变压器更新项目,上海吴泾化工有限公司是建于1958年的老企业，公司原有SJL、S7等属于国家要求淘汰的高能耗的老式配电变压器23台，“十一五计划*期间，投资410万元逐步对上述23台设备进行更新，更换为国家推荐的SBH11,SBH15型的非晶合金节能变压器，现已更换了17台，投资总额为319.3万元，其余的正在逐步实施中。,变压器更换新型节能变压器4,1、更新前变压

27、器的运行损耗,变压器更换新型节能变压器5,2、更新后变压器的运行损耗,变压器更换新型节能变压器6,3、更新变压器后的年运行损耗节电量,年节电量=更新前变压器的年运行损耗更新后变压器的年运行损耗=1711392661072=1050320（kWh）105.03万kWh按每kWh0.6元来计算，每年可节省63万元电费。,冷却塔改造项目1,1、冷却塔简介,逆流式冷却塔：水流在塔内垂直落下,气流方向与水流方向相反的冷却塔。,横流式冷却塔：水流从塔上部垂直落下，空气水平流动通过淋水填料，气流与水流正交的冷却塔。,冷却塔是利用水和空气的接触，通过蒸发作用来散去工业上或制冷空调中产生的废热的一种设备。,冷却

28、塔的分类：1.按通风方式分有自然通风冷却塔、机械通风冷却塔、混合通风冷却塔。2.按热水和空气的接触方式分有湿式冷却塔、干式冷却塔、干湿式冷却塔。3.按热水和空气的流动方向分有逆流式冷却塔、横流（交流）式冷却塔、混流式冷却塔。4.按用途分一般空调用冷却塔、工业用冷却塔、高温型冷却塔。5.按噪声级别分为普通型冷却塔、低噪型冷却塔、超低噪型冷却塔、超静音型冷却塔。6.其他如喷流式冷却塔、无风机冷却塔、双曲线冷却塔等。,冷却塔系统改造项目2,2、项目简介,改造前 四台冷却塔处理2000水量T/h，风机功率为160K/台，五台1908T/h水量的水泵，运行功率为380KW/台，一台1080T/h水量的水

29、泵，运行功率为260KW/台。,上海吴泾化工有限公司20万吨/年醋酸循环水装置原有横流式冷却塔4座，建造于80年代末90年代初，经过多年长期运行，塔体及塔内淋水构件老化破损严重，同时因该4座塔采用的是老式横流塔设计、效率低、能耗高。,冷却塔系统改造项目3,3、项目简介,改造后设备：四台GEA 冷却塔处理水量为8000T/h，风机功率90KW/台，六台1900T/h水量循环泵，运行功率为355KW/台。,2008年，该公司对该循环水装置冷却系统进行综合改造，更换全新配水系统，改变冷却塔原有横流式结构改用逆流式结构，更换风机和电机至90kW，杜绝了大马拉小车的现象，更换六台循环水泵及电机。,冷却塔

30、系统改造项目4,4、节能效果,20万吨/年醋酸循环水系统改造前系统总功率为：1462.9kW；改造后系统总功率为：1134.2kW。年节电量=（1462.9-1134.2）*8000h=262.96万kWh。年节约电费：158万。,新的节能空间,目前6台泵的流量都为1900m3/h，也即意味着只能提供1900 m3/h，3800 m3/h，5700 m3/h，7600 m3/h四个不等的流量。不能随着20万吨/年醋酸装置的负荷自由改变循环水的流量。如果6台泵的流量为分别为500 m3/h，1000 m3/h，2000 m3/h，3000 m3/h，4000 m3/h，4000 m3/h，则可以

31、根据装置的负荷开启2台甚至1台循环水泵供给合适的循环水量，达到更好的节能效果。,中国石油化工股份有限公司上海高桥分公司,中石化上海高桥分公司隶属于中国石油化工股份有限公司，公司位于浦东新区，主要产品有汽油、航空煤油、柴油、润滑油基础油、石蜡、合成橡胶、有机化工原料等。2009年分公司上海市能源消费总量348万吨标煤，万元产值能耗0.735吨标煤/万元。公司主要的耗能设备为催化主风机，重整加氢装置的氢气压缩机以及主要装置的加热炉。,节能技改项目,加氢裂化K3101C机气量调节系统改造项目 加热炉余热回收系统热管空气预热器节能改造项目炼油作业五区8.0MPa氢气管节能,加氢裂化K3101C机气量调

32、节系统改造项目,1、项目简介：企业加氢裂化工序中需加入一定压力的氢气，以保证该道工序可以做到对所加工物料进行脱硫、脱氮及压制反应罐内温度等工艺要求。该处一定压力的氢气是由三台新氢增压机处理后得到。,2、项目改造前：正常生产时增压机为2开1备，产气压力20bar，产气量大于需气量，多余氢气通过减压阀返还至氢气罐中。特点：新氢返回量大，无用功耗大；人工调节复杂，系统可操作性低；增压机产气量不可调节。,加氢裂化K3101C机气量调节系统改造项目,加氢裂化K3101C机气量调节系统改造项目,3、项目改造后：,增加增压机(已加装无极调速系统)常年运行；新氢返回量基本为0m3；增压机产气量自动调节，不需人

33、工控制；增压机运行功率平均下降55%（每年约降低电耗1265万kWh）。,加氢裂化K3101C机气量调节系统改造项目,4、节能指标及原理：改造前：该增压机在项目改造前实际处理量不能调节，其多余气量是通过减压阀返回，反应罐内实际处理量与该增压机工作电流无直接关系。改造后：可调控压缩机的实际处理量，将其控制在刚好满足系统的实际生产需要。改造前后比较：与改造之前相比较，压缩机不再需要产生多余的压缩空气，通过调节压缩空气处理量来降低压缩机的电耗，从而降低系统整体能耗。原理：该项目主要是在K3101/C上增加无级调速系统，对压缩机各级进排气压力进行精确控制，从而实现对压缩机的排气量的无级调节。该无级调速

34、系统的主要工作原理是通过计算机即时处理压缩机运行过程中的状态数据，将信号反馈至执行机构内电子模块，通过液压执行器来实时控制进气阀的开启和关闭时间，实现对压缩机排气量0100%全行程范围内的无级调节。,加热炉余热回收系统热管空气预热器节能改造项目,1、项目简介：就公司炼油事业部30万吨/年润滑油加氢装置加热炉而言，其在改造前就安装有余热回收系统，该系统可将排烟温度降至220。其已余热回收系统即热管空气预热器，主要用于吸收加热炉出对流室的排烟所含的废热，并利用吸收来的废热用于预热加热炉进风，从而达到提高加热炉效率、节省燃料用量及降低装置能耗的目的。,2、项目改造：将老旧的空气预热器更换为组合式热管

35、空气预热器，该预热器在高温段采用列管式，低温段采用热管式。该结构模式可使其在满足加热炉热负荷的剧烈变化的同时，又可保证空气预热器的传热效率，使其将更多的本要排放烟气的热量回用至预热加热炉进风，通过进一步提高加热炉进风来达到节能减排的效果。,加热炉余热回收系统热管空气预热器节能改造项目,3、节能指标：该项目实施前，经空气预热器处理后的烟气排放温度为220，预热后的进风温度为194；该项目实施后，排烟温度降至120左右，预热进风温度提升至350。项目实施后，排烟温度平均下降100，进风温度的提升节约了一部分原本需用于加热新风的燃料。经测试，改造前后指标如下表。,加热炉余热回收系统热管空气预热器节能

36、改造项目,4、技术原理：组合式热管空气预热器包括管式空气预热器和热管空气预热器:管式空气预热器设在所述加热炉的空气通道和烟气通道的高温段;热管空气预热器设在所述加热炉的空气通道和烟气通道的低温段;与普通预热器相比较，其优点：解决了加热炉单纯采用管式空气预热器，使低温段容易腐蚀、堵灰和泄露问题，解决了单纯采用热管空气预热器，使高温段容易失效、使用寿命短和容易“爆管”等问题。,炼油作业五区8.0MPa氢气管节能,1、项目简介：公司炼油事业部有300万吨/年柴油加氢装置（简称4#加氢）、80万吨/年柴油加氢装置（简称3#加氢）和100万吨/年蜡油加氢装置（简称蜡油加氢）三套加氢装置，都集中在炼油作业

37、五区。4#加氢、3#加氢和蜡油加氢装置的系统压力均为7.2MPa。,2、项目改造前：改造前炼油五部内的3套加氢装置（蜡油加氢、3#汽柴油加氢、4#汽柴油加氢）正常运行时都使用新氢压缩机对装置进行补氢，而新氢压缩机的排量往往设计比较大，造成每套装置的新氢压缩机都有大量的新氢通过减压阀后返回至压缩机进口，造成大量的浪费。,2、项目改造前：,3、项目改造后：,炼油作业五区8.0MPa氢气管节能,4、节能效果：氢气管网的投入使用，可达到利用两台新氢机供三套设备使用，比改造前少运行一台新氢机，达到了良好的节能效果。,5、实际原理：利用了原需通过减压阀降压的新氢，用其去保证某套系统的正常生产。,上海赛科石

38、油化工有限责任公司苯乙烯装置加热炉增加吹灰器节能改造项目,企业简介 上海赛科石油化工有限责任公司（简称上海赛科）由中国石油化工股份有限公司（简称中石化）、中国石化上海石化有限公司（简称上石化）和英国BP华东投资有限公司（简称BP）分别按照30%、20%、50%的比例出资成立，总投资额约合27亿美元，是目前国内投资最大的合资项目之一，主要从事有机化学原料制造，合资企业合资年限为50 年。上海赛科90万吨/年乙烯联合裂解工程建于上海化学工业区（SCIP），由主体生产装置及相应辅助配套设施组成，具有世界级上下游一体化的特点，体现了规模经济效应。上海赛科于2004年底实现机械竣工，2005年3月成功开

39、车，7月实现商业运营。2007年已达到了年产100万吨乙烯的生产能力。公司总资产达230多亿元，占地面积约204公顷，现有员工近1200名。2007年完成工业总产值2416483万元，工业增加值492138万元，利税392973万元。,项目基本情况介绍 赛科石化的苯乙烯装置加热炉H-3001用于加热低压蒸汽，使其成为过热蒸汽供装置使用，并利用产生的烟气余热加热一定量的蒸汽凝液，再通过D-3003闪蒸生成0.04MaP的低压蒸汽以供其他装置使用。,项目实施前，加热炉烟道温度大约为160，运行一段时间后，到2008年5月上旬上升到210，与最初加热炉烟道设计温度152相比，上升了48，换热效率有所

40、降低。根据加热炉的积灰情况，赛科石化决定在苯乙烯装置加热炉H-3001的对流段增加吹灰器，定期对炉管的灰垢进行清理，从而提高加热炉的换热效率，降低加热炉消耗的燃料气量。,苯乙烯装置生产流程图,节能原理 对于加热炉而言，受热面积灰结焦是常见的不可避免的现象，积灰严重时，会使部分受热面间烟气通道堵塞，加热炉排烟温度升高，效率降低。吹灰器的工作原理是利用高温高压蒸汽流经连续变化的旋转喷头高速喷出，产生较大冲击力吹掉受热面上的积灰，随烟气带走，沉积的渣块破碎脱落。通过对原有的加热炉吹灰器进行改造，在加热炉H-3001对流段增加吹灰器，该预热器在高温段采用列管式，低温段采用热管式。该结构模式可使其在满足

41、加热炉热负荷的剧烈变化的同时，清理炉管内的灰垢，使加热炉的换热效率得到提高，减少加热炉所消耗的燃气气量；并增加利用烟气余热发生的低压蒸汽量，使得加热炉整体热效率得到提高。,节能指标 该加热炉H-3001的烟道设计温度为152。在2005年2月苯乙烯装置开工时，该加热炉的烟道温度大约为160，和设计温度较为接近；到2008年5月上旬，加热炉烟道温度上升到210；2008年5月中旬在检修期对加热炉对流段的炉管进行灰垢清理后，烟道温度降低到170，但是运行了一段时间后温度又上升到210以上。,2009年投用吹灰器后，加热炉H-3001烟道温度迅速下降，并低于152，换热效率得到了提高，加热炉所消耗的

42、燃料气量有所减少，副产低压蒸汽量增加，加热炉的热效率提高了约2.6个百分点。由下图可看出，增加吹灰器后，加热炉排烟温度迅速降低并保持恒定，加热炉效率有所提高。,首次进行吹灰,节能效果 根据企业提供的运行记录：改造前的平均燃料气量为3664kg/h，副产低压蒸汽量为43512kg/h;改造后的平均燃料气量为3496kg/h，副产低压蒸汽量为44353kg/h；燃料和低压蒸汽节能量=（3664-3496）1.7148000h+(44353-43512)0.09438000h=2936吨标煤/年；吹灰器耗电量及耗气量为0.3275吨标煤/年；则项目实施后总节能量为2935.6吨标煤/年。,巴斯夫化工

43、有限公司四氢呋喃预加氢工段节能项目,企业简介 巴斯夫为中德合资企业。巴斯夫在大中华区的核心业务包括石化产品、无机化学品、聚合物分散体、聚氨酯、工程塑料、涂料、纺织和皮革业特性产品、电子化学品、中间体、催化剂、化学建材、造纸化学品和护理化学品等。2009年，巴斯夫在大中华区的销售额超过41亿欧元，员工人数约为6,400名，使中国成为仅次于德国和美国的巴斯夫第三大市场。目前巴斯夫在大中华区拥有23个巴斯夫全资子公司和16个巴斯夫合资公司，以及多个销售办公室，分布在香港、北京、上海、广州、南京、青岛和台北等地。巴斯夫自1990年至今已在中国投资35亿欧元（与合作伙伴共同投资54亿欧元），在中国各地建

44、立了具有竞争力的生产、市场营销、销售和售后服务一体化的网络。,巴斯夫化工有限公司拥有8万吨/年四氢呋喃装置、6万吨/年聚四氢呋喃装置、8000吨/年聚异氰酸酯等三套装置。其中主要能源消耗是来自四氢呋喃装置，该装置采用国际领先的工艺路线，即以混合丁烷（或液化石油气）作为原料来生产四氢呋喃，外购的混合丁烷首先在C4分离塔中分离以得到生产四氢呋喃的所需要的正丁烷（约70%），分离出来的异丁烷作为作为副产品通过管道输给上海化学工业区工业气体公司用来生产四氢呋喃所需要的氢气或外售。,项目简介 在近年来THF（四氢呋喃）、PTHF（聚四氢呋喃）装置生产运行过程中，BACH 发现了影响产品质量的一个问题是T

45、HF 装置由LPG 工艺及BDO 环化工艺生产的THF 产品中含有一些PPM级的双键杂质，这些杂质的存在和积累将影响最终产品PTHF 的色度和聚合反应催化剂的寿命,这些杂质在精馏系统中是关键组分,在没有预加氢项目之前,只能通过消耗大量蒸汽提高精馏塔的回流比来降低产品中双键杂质的含量,且脱除效率很低。鉴于以上原因，公司决定在THF 精馏系统增加预加氢单元以除掉这些双键杂质，减少聚合废催化剂每年39.8吨，项目流程图如图所示。,THF预加氢系统流程图,节能原理 加氢过程在石油炼制工业中，除用于加氢裂化外,还广泛用于加氢精制,以脱除油品中存在的含氧、硫、氮等杂质，并使烯烃全部饱和、芳烃部分饱和，以提

46、高油品的质量。在煤化工中用于煤加氢液化制取液体燃料，在有机化工中则用于制备各种有机产品，例如一氧化碳加氢合成甲醇、苯加氢制环己烷、苯酚加氢制环己醇、醛加氢制醇、萘加氢制四氢萘和十氢萘（用作溶剂）、硝基苯加氢还原制苯胺等。此外，加氢过程还作为化学工业的一种精制手段，用于除去有机原料或产品中所含少量有害而不易分离的杂质，例如乙烯精制时使其中杂质乙炔加氢而成乙烯；丙烯精制时使其中杂质丙炔和丙二烯加氢而成丙烯；以及利用一氧化碳加氢转化为甲烷的反应，以除去氢气中少量的一氧化碳等。新增的预加氢反应工段，采用氢气处理，可将THF中的双键杂质（正丁醛等杂质）加氢转变成单键杂质，例如将正丁醛加氢反应后转变成正丁

47、醇，使得加氢后的杂质在THF精馏工段更易于脱除。四氢呋喃中的双键杂质将由技改前的30PPM降低到5PPM，,节能指标项目实施改造前，从2008年7月1日到2009年6月30日，共生产37423吨THF，蒸汽单耗为3.25吨蒸汽/吨THF；项目实施改造后，从2009年7月1日到2010年6月30日，共生产69631吨THF，蒸汽单耗为2.55吨蒸汽/吨THF。,节能效果项目节能量=（3.25-2.55）10 7200 0.03412 2.945-7.8 0.6 7200 4.0410000=5050吨标煤/年（注：改造前THF精馏系统生产能力为10吨/小时；精馏系统年运行时间为7200小时；电力

48、折标系数为4.04吨标煤/万千瓦时；蒸汽折标系数是由上海化学工业区管委会统一的上报统计局的系数值，所使用的蒸汽的压力为16 bar，温度为205，蒸汽折标系数为 2.9450.03412吨标煤/百万焦耳；新增输送泵P0650额定功率为7.8kW）,巴斯夫化工有限公司四氢呋喃预加氢工段节能项目,项目简介 此次改造属于巴斯夫化工有限公司四氢呋喃装置邻苯二甲酸二丁酯（DBP）吸收单元内能量系统优化工程。根据工艺在吸收单元须将200的DBP利用风机冷却至40。在气提单元内须将 90的DBP利用蒸汽加热至150。为了达到节能效果，利用巴斯夫公司在德国和美国的长期经验，在四氢呋喃（THF）装置区的DBP回

49、路中增加两台换热器，将原分别由蒸汽加热和风机冷却的两路物料组合到一起互相换热，从而实现节能的目的。如下图 所示。,节能原理 项目改造前，从吸收塔出来的冷DBP需要经过加热器E0300加热后进入汽提塔，加热器E0300需要消耗大量的中压蒸汽来加热物料；在汽提塔中反应后，从汽提塔出来的热DBP需要经过空冷器E0310冷却后进入吸收塔，E0310则需要消耗电能来运行风机从而实现降温。项目改造后，冷的DBP从吸收塔出来，先经加热器E0300后进入新换热器E0305A/B,因为在正常情况下，E0305A/B所提供的热量能够使冷DBP达到所要求的150，所以E0300无需象原来一样使用中压蒸汽来加热冷DB

50、P。从气提塔出来的热DBP经过新增加的热交换器E0305A/B后被冷却下来，从而使后续空冷器E0310的负荷减少，减少空冷器的耗电量。,节能指标项目实施前，加热器E0300所消耗蒸汽量为6513.2kg/h；冷却风机E0310负荷为47kW。项目实施后，E0300无需再消耗中压蒸汽；冷却风机负荷平均为17kW。,节能效果E0300蒸汽节能量=（6513.2-8.7）kg/h100072000.03412 2.945=4706吨标煤/年；E0310空冷器节电量=(47-17)72004.0410000=87吨标煤/年；项目改造后总节能量=4706+87=4793吨标煤。,项目简介 项目中采用光效