节能降耗措施十篇

时间:2023-04-02 07:08:57

节能降耗措施

节能降耗措施篇1

节能降耗和污染减排是“十一五”期间一项全社会任务,是构建和谐社会的重要因素。国家在“十一五”规划中提出2010年单位GDP能耗下降20%,这个任务非常艰巨。

根据上海市电力公司的测算,线损电量占公司总能耗的97.05%;其次是大楼建筑用能、用水等方面的能耗,占1.43%。因此电网公司的节能降耗措施重点在优化调度、降低综合线损、用电侧管理、建筑节能等领域开展工作。

1.1降低发电能耗

1.1.1优化调度模式

“调整发电调度规则,实施节能、环保、经济调度。”国家发展和改革委员会等部门已下发有关通知,要求发电调度中优先考虑可再生能源和低能耗机组发电。为此,电力公司尽快研究制定新的调度规划,以节能、环保、经济为标准,确定各类机组的发电次序和时间,优先调度低能耗机组发电,或直接按照能耗标准调度,激励发电企业降低能耗,减少高能耗机组的发电量。

一个电网发电侧经济性指标主要取决于所有装机设备等级及状况、平均负荷率两大要素。在前者一定的前提下,提高电网整体经济性的主要手段就是如何提高平均负荷率(包括数值及品质);次要手段是在平均负荷率一定的情况下,如何优化分配各台运行机组之间的负荷。

以上海电网为例,若采取“以大代小”政策,节能潜力与华东省电网相比小很多,但是若政策到位、技术上得到充分支撑,结合电源点负荷分配、厂内机组合理安排调停、两班制运行、厂内负荷优化分配等一系列措施,全网平均供电煤耗,2006年节约标煤25.76万t.

1.1.2可再生能源发电

在我国,新能源与可再生能源是指除常规能源和大型水力发电之外的风能、太阳能、小水电、海洋能、地热能、氢能和生物质能等。可再生能源的开发利用是实现“节能、降耗、环保、增效”的重要手段。根据我国能源发展的有关规划,“十一五”期间,我国将大力发展风电,适当发展太阳能光伏发电和分布式供能系统。

风能和太阳能等可再生能源大规模开发利用时,必须解决可再生能源发电的并网以及可再生能源电源与电网之间的影响问题。一方面,电网公司除了要优先收购风电外,还应承担电网建设和传递电力的义务,需要大量的资金投入,因此政府的政策支持十分重要;另一方面,由于风电和太阳能电源的功率间歇性和随机性特点,大规模接入地区电网后,将对地区电网的结构设计、运行调度方式、无功补偿措施以及电能质量造成越来越明显的影响,电网公司必须采取妥善的技术和管理措施。

1.2降低综合线损技术

1.2.1电网规划优化

城市电网可通过合理的电网规划来降低线损。上海电网在构筑满足,N-1准则的配电网络,重点地区配电网满足检修状态下N-1准则的前提下,综合考虑近、远期地区负荷密度、节能降损和区外电源的受电通道等情况,从各个电压等级协调发展的角度,因地制宜地建设高压配电网,大力发展110kV网架及110kV直降10kV供电。

建设节能低耗、符合环保要求的配电网。上海城市发展决定了在中心城区以发展电缆网络为主,变配电站小型化、紧凑型,注重与环境相协调。为了减少线损,提高电压质量,上海电网采用中压配电网延伸,进住宅小区,压缩低压配电网范围,多布点,近距离供电。同时,采用了低损耗、低噪音设备。

1.2.2电力变压器节能

(1)变压器降耗改造。变压器数量多、容量大,总损耗不容忽视。因此降低变压器损耗是势在必行的节能措施。若采用非晶合金铁芯变压器,具有低噪音、低损耗等特点,其空载损耗仅为常规产品的五分之一,且全密封免维护,运行费用极低。S11系统是目前推广应用的低损耗变压器,空载损耗较S9系列低75%左右,其负载损耗与S9系列变压器相等。因此,应在输配电项目建设环节中推广使用低损耗变压器。

(2)变压器经济运行。变压器经济运行指在传输电量相同的条件下,通过择优选取最佳运行方式和调整负载,使变压器电能损失最低。变压器经济运行无需投资,只要加强供、用电科学管理,即可达到节电和提高功率因数的目的。每台变压器都存在有功功率的空载损失和短路损失,无功功率的空载消耗和额定负载消耗。变压器的容量、电压等级、铁芯材质不同,故上述参数各不相同。因此变压器经济运行就是选择参数好的变压器和最佳组合参数的变压器运行。

选择变压器的参数和优化变压器运行方式可以从分析变压器有功功率损失和损失率的负载特性入手。

1.2.3电网无功配置优化

节能降耗措施篇2

关键词:污水处理厂;能耗;污水提升系统;曝气系统;污泥处理系统

近年来我国城市化建设进程速度较快,城市每天有大量的污水需要进行处理,这也导致城市水资源匮乏现象十分突出。目前城镇污水处理厂在对污水处理过程中存在能源消耗量大的问题,为了实现节能降耗的目标,需要对污水处理厂能耗情况进行分析,从而采取有效措施实现污水处理厂的节能。

1 污水处理厂的能耗分析

城镇污水处理厂每天都需要对城市生产生活中产生的大量污水进行处理,采取各种方法将污水中的污染物进行分离,从而使排放的水质能够达到规定的标准,这不仅能够有效的保护水资源环境,而且对经济的可持m发展也具有非常重要的意义。

一直以来我国污水处理厂发展都较为缓慢,污水处理厂能源消耗量大的问题得不到有效重视。近年来人们生活水平提升速度较快,对水质处理有了更高的要求,加之大量污水处理厂的兴建,这也使污水排放标准更为严格。排放标准的提升,进一步加剧了污水处理过程中能源的消耗量,这使污水处理厂能源消耗问题越来越受到重视。当前我国污水处理厂在污水处理过程中,在提升污水和污泥、生物处理供氧及污泥处理等工艺过程中存在大量的能源消耗问题,特别是污水生物处理和污泥处理过程中能耗比重更大,在曝气、污水提升及污泥处理等生化处理阶段也存在着较大的能耗。由于污水处理厂存在着能源消耗大及运行成本高的问题,这对城市污水处理厂的建设和发展起到了较大的阻碍作用,因此需要加大对污水处理工艺和设备能耗能效等问题进行研究,注重新工艺的应用,从而实现污水处理的高效性和低能耗,加快城镇污水处理厂建设,确保水资源环境的安全。

2 城镇污水处理厂节能措施

2.1 污水提升系统的节能措施

水泵作为污水处理厂中非常重要的设备,其在运行过程中存在着大量的电能消耗,因此需要有效的提高水泵的运行效能,实现泵房的节能,从而达到污水处理厂节能降耗的目标。

首先,科学对水泵扬程进行设计,实现水泵的节能。

在对污水厂高程设计过程中,普遍采用估算方法来对水头损失进行计算,而且估算值往往都要高于正确值,这就导致实际设计过程中水泵扬程存在偏高的现象。因此在对污水处理厂设计时,对于污水处理系统总水位差的计算需要与地形有效结合,并利用详细的水力学进行计算,这样所确定的水泵扬程也更为合理。同时为了能够进一步达到节能的效果,还需要尽可能的降低水泵扬程,即在高程设计时尽可能的做到一次提升,选用合理的设备型式来对构筑物的进水口、出水口和管道之间进行连接,有效的降低水头损失。同时还可以利用可调堰代替固定堰,利用淹没堰代替非淹没堰,合理对构筑物进行布置。

其次,重视设备的管理和更换,以此来达到节能的效果。当前部分污水处理厂泵房效率较低,设备能耗一直居高不下,无法实现水量的连续调节,这就导致污水处理厂能耗量很难降下来,因此需要对水泵进行改造,以此来达到水泵节能的效果。在对水泵改造过程中,可以利用就频调速度技术,将其在污水提升系统中进行应用,实现泵站设备的合理搭配,提高水泵运行效率,并进一步减少水泵运行过程中对电网带来的冲击。在设计污水厂水泵机组过程中,尽可能选择同一泵型及同一型号的水泵,这样可以为后续的维修和管理工作带来更多便利。在实际水泵运行过程中,需要针对实际情况进行科学合理的操作,尽可能减少水泵启动的频率。

2.2 曝气系统的节能措施

当前我国城镇污水处理厂在对污水中有机物进行降解时主要采用好氧处理工艺,通过利用曝气方法向污水混合液中供氧,使污水中有机物与微生物之间能够有效接触,实现有机物的降解。这个过程中曝气系统需要较大的耗电量,因此需要做好曝气系统的节能工作。

首先,合理对曝气系统规模进行确定。

在污水处理厂设计客串,需要以时高峰或是日高峰需氧量来确定曝气系统的规模。而且在曝气系统运行过程中,采取合理的控制措施,这样即使在氧气不足的情况下,活性污泥浊也能够正常运行一段时间,不会对水质带来太大的影响。

其次,在选择曝气设备时要综合考虑供氧能力与调节能力。

污水处理厂曝气系统曝气效率的好坏与曝气设备的设计规模和可调节性有了直接的关系,因此在具体设计时,需要综合考虑供氧能力和调节能力,并以此作为依据来选择曝气设备,从而实现曝气系统的节能。

再次,有效对风量进行控制。

污水处理厂风量需要借助于气阀调节来进行控制,因此可以采用变频调速系统,自动控制风量,实现良好的节能效果。

最后,在反应器结构设计时要与氧传递规律有效结合。

2.3 污泥处理系统的节能措施

现阶段我国的污泥处理要想减少污泥脱水系统的能耗,不仅要选择高效絮凝剂,还要科学的调整各个环节的关系,降低电耗和用水量,提高压滤机的效率。在污泥处理过程中,可以采取以下两种措施实现节能的目标。

其一,选择高效低能耗设备。随着科学技术的不断进步和发展,目前开发了带式浓缩脱水一体机和卧螺沉降离心脱水机,这两种设备占地面积少,自来水耗量小,能耗较低,运行条件好,设备磨损率低,运行费用低,得到了广泛的应用。

其二,厌氧沼气的利用。污水的厌氧处理可产生甲烷沼气,将沼气送至锅炉房或者居民住宅燃烧,可用于消化池加温、污水厂取暖等。另一方面,沼气还可以用于发电,一般大中型城市污水二级处理厂的沼气发电量可大大补偿全厂用电量,降低了污水厂电能消耗及运行费用。

2.4 药剂消耗节能措施

在污泥消毒、调理及除磷过程中都需要消耗一定量的药剂,虽然消耗比例并不大,但也存在着一定的节能空间。即在除磷环节,可以采用生物除磷技术,不仅不需要投加药剂,而且污泥产量也少。选择化学除磷时,可以使用高分子混凝剂来进行除磷,降低药剂的消耗。为了有效的提升污泥的脱水性能,需要进行污泥调理,通常会以化学调理和物理调理两种工艺为主。选使用辐射技术进行污泥消毒,不需要高温高压,有利于实现节能降耗的目标。

3 结束语

实现城市污水处理厂的节能能耗,可以更好的促进城市的可持续发展。因此在实际工作中,需要有效的提高对污水处理厂能耗的认识,合理选择工艺系统,进一步减少能源的消耗及降低运行成本,确保处理完成的污水能够符合排放的标准,更好的实现对水资源环境的保护。

参考文献

[1]常江,杨岸明,甘一萍,等.城市污水处理厂能耗分析及节能途径[J].中国给水排水,2011(4).

节能降耗措施篇3

【关键词】火力发电厂;电气设备;节能降耗

所谓火力发电厂,指的是利用各种一次能源燃烧产生的化学能源,来生产电能的一种发电厂,这些一次能源主要包括煤、石油等。随着我国改革开放的进一步发展,对电力的需求越来越大,火力发电厂的供电压力也越来越大。缓解其供电压力的一个有力措施,就是电气节能降耗,我们可以具体从以下六个方面入手。

1 降低变压器能耗

变压器的参数选择和接线方式,是影响其功率的主要因数。在联系实际,综合考虑各方面需求后,我们必须选用相应规格的节能变压器,以降低变压器的能耗。实际表明,设计序号为“10”和“11”的节能变压器能大幅降低变压器能耗,以“S10-1600/10”和“S7-1600/10”为例,前者在空载时的损耗要比后者少32%,而在负载时的损耗也要少15%。与此同时,我们还应尽量减少变压器空载运行的数量,在满足要求的前提下,广泛采用“冷备用”的安装方式,以节省能源和开支。下图为某型号新型节能变压器。

总之,使用合理的节能变压器,采用合理的安装方式,能有效降低火电厂电耗。

2 降低照明能耗

节能型灯具以及照明调压器是兼顾照明与节能的有效设备,我们应根据实际情况,合理选用,达到省电的目的。

举例而言,对高低压配电室等工作场所的室内照明,按照《建筑照明设计标准》,使用U型管节能荧光灯已能达到最低要求,完全能满足我们的工作需要,而在汽机间等高大空间,应广泛采用高压钠灯。除此之外,采用照明调压器,使照明供电电压稳定在380/220V也是减少照明损耗的有效方法。下图为松下生产的U型管节能荧光灯。

3 降低电动机能耗

采用高效电动机,是节能降耗的一个有力措施,长期实践表明,高效电动机的损耗比标准电动机要低20%以上。然而,我们还需清醒的认识到,高效电动机虽然能大幅降低能耗,却也会大幅增加投入,一般而言,其投入至少是标准电动机的130%。由此可见,我们必须根据实际情况,合理选用高效电动机。下图为nema系列高效三相异步电动机。

除此之外,我们还可以采取变极调速和变频调速技术,根据要求,灵活设计,使电动机在低负载使时能够以低速运行,进而提高效率,减少能耗。

4 降低输电能耗

输电过程中的能耗,主要集中在电阻造成的功率损耗和铁磁性损耗上。

对于前者而言,由于 (其中I为线电流,R为线路电阻),而线电流又无法改变,故我们只能想方设法减少电路电阻。主要措施包括,选用铜芯电缆、缩短电缆长度、选择恰当的导体截面积。

铁磁性损耗是由钢材料在交变磁场中产生的物理性损耗,难以完全避免。要减少铁磁性损耗,我们首先要选用由非导磁性材料制造的金具,其次还要少用结构钢,在不得不使用结构钢的位置,加大其与电抗器之间的距离。

5 降低辅机能耗

在实际生产工作中,有很多辅机是不需要进行调节操作的,对于这一类辅机,应采取相应的措施,节省其能耗。

举例而言,安装轻载节电器,调整电动机的输入电压,可以有效节能。而γ-Δ装置能对定子绕组进行自动切换,使电动机在轻重载时以不同的方式接入电路,以实现节能的目的。

由此可见,在满足设备正常运行的前提下,使用各种方法,降低辅机的能耗,也是火力发电厂电气节能降耗的有力措施。

6 强化管理,促进电气节能降耗

管理是前提,落实是目的,只有采用制度化、规范化的管理方式,找出存在的漏洞,分析解决的方法,才能使火电厂的用电率真实反映生产实际,最终彻底杜绝无谓的浪费,达到电气节能降耗的目的。

首先,我们应将责任落实到位,保证节能工作能正常有序地进行;其次,我们应加强教育宣传,营造一个良好的节能氛围;再次,我们应强化对生产过程的管理工作,将节能理念深入到实际中去;最后,还应在考核和监督方面加大力度,适度奖罚,促使员工主动参与到节能降耗的工作中去。

7 结束语

火力发电厂的电气节能降耗涉及面极广,需要我们从各方面入手,使用节能变压,降低照明能耗,采用高效电动机,优化电路设计,改良辅机,以及强化相关管理,都能很好地达到效果。

然而,我们决不能满足于此,还需积极探索新方法,应用新技术,更进一步地降低火力发电厂电力损耗,只有这样,才能使火电厂的发展满足国民生产生活需要。

参考文献:

[1]李凯.探究火力发电厂中的电气节能降耗问题[J].能源与节能,2012(10).

[2]张军科,王新鹏.火力发电厂节能新思路(火用)分析[J].科技创新导报,2010(31).

节能降耗措施篇4

关键词:汽轮机;运行工况;节能降耗

中图分类号:TM621 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)09-0073-02

当前,随着能源的日益紧张,汽轮发电机开始成为人们关注的焦点,一种很普遍的观点就是其能源耗费非常严重,然而,从节能的角度来看,汽轮发电机具有十分明显的节能潜力。因此,为了能够提高其经济效益,应该把汽轮机的节能降耗作为主要的经济措施。也就是说,如果想要在激烈的市场竞争中,最大限度的获得经济效益,就必须大力推行节能降耗措施。对于任何钢铁企业、发电厂来说,一个非常重要的节能降耗举措就是提升他们的能源转换效率,常见的方式包括降低热损失、降低用电率、提高能源利用率、保证汽轮机的最佳运行工况、提高能源燃烧效率等,同时,这些节能降耗措施又以汽轮机运行调节效果最为明显。本文的主要目的是进一步了解汽轮机的最佳运行工况,提出相应的汽轮机运行的节能降耗措施,降低运行过程中潜在的能源浪费现象,最终实现企业节能降耗的目标。

1 节能降耗简析

在现有的无论是钢铁企业自备发电,还是大型发电厂的节能降耗措施中,不仅要依靠全面的管理方式提高他们的能源利用率,更应该从技术角度进行分析,加大技术创新的力度,从源头上提高他们的能源转换效率,降低能源耗费量。调查研究表明,在现有的经营管理方面存在比较大的缺陷,所以,想要真正意义的开展节能降耗工作,首先应该对燃烧系统进行全面的评估,找到可以采取节能降耗措施的环节。一般情况下,全面了解燃烧系统的运行参数之后,可以清楚的发现汽轮机的节能降耗潜力十分明显,所以,节能降耗措施应该集中于汽轮机的运行工况的调节,比如技术创新或者优化控制等。

2 汽轮机运行的节能降耗控制措施分析

2.1 保证汽轮机运行时的给水温度

机组运行时,给水温度受两方面因素的影响,一个是燃料是否充分燃烧;另一个是燃料量的大小。如果给水温度偏低,就会相应的提高锅炉的单位耗煤量,同时,也会提高锅炉的用电量,进而造成锅炉排烟的热损失增加,必然会造成能源转换效率的下降,所以,一定要严格控制燃料的用量的大小以及进料的速率。汽轮机在启闭过程中,也要注意给水温度的变化,保证给水温度符合汽轮机的工作需求;注重汽轮机的日常维护,避免出现人为操作问题导致的运行程序崩溃的现象;经常检查并清理加热系统,保证管道内没有沉积物,因为加热系统管道内的沉积物会影响供热效率,进而造成能量的损失;经常检查管道是否出现漏水问题,提高加热器的投入率。此外,需要注意的是高温加热器的水位,一定要让运行工况下的水位维持在正常水平,这不仅关系到汽轮机的供热率,还关系到汽轮机的安全工作问题。一般情况下,水室的密封性会影响到汽轮机的运行效率,如果汽轮机在运行工况下,水室出现泄漏问题,就会使得汽轮机出现高压蒸汽泄漏的现象,高温气体和低温设备之间出现热交换,进而损失大量的热能,其中,热能损失的问题间接造成给水温度的下降,最终影响汽轮机的工作效率。

2.2 确保汽轮机的凝结器的工作状态

汽轮机的最佳运行工况取决于凝结器是否处于最佳真空状态,如果汽轮机的凝结器处于最佳真空状态,不仅可以直接提高汽轮机的工作效率,还能够降低锅炉的单位耗煤量,提高汽轮机运行的经济效率,延长汽轮机的工作年限。所以,为了确保汽轮机的凝结器处于最佳真空状态,必须做到以下几点。首先,定期对汽轮机进行真空严密性试验,时间周期最好为十天左右,同时,定期对汽轮机的凝结器进行检修,主要是凝结器是否存在泄漏问题,这些措施能够保证汽轮机的整体密封性能;其次,定期对射水泵的工作状态进行检查,观察射水箱的水位能否满足正常工作的要求,采用自动控制装置,实时监控水温,确保水温在规定范围内,同时,工作过程中,射水箱的水温一般不高于25摄氏度。第三,严格控制循环水的水质,定期进行水质检查,进而确保凝结器内不会出现水垢,如果在检修过程中,发现凝结器内存在水垢,一定要立即进行清理,因为凝结器内的水垢会阻碍热交换,消耗一部分热量,降低凝结器的工作效率。最后,定期检查凝结器内的水位是否处于正常工作范围,这是汽轮机安全运行、提高汽轮机的经济效益的保证。

2.3 汽轮机的不同工作状态的控制

为了保证汽轮机的工作效率,必须让汽轮机处于合理的工作状态,通常情况下,要按照汽轮机的工作曲线进行参数的选择,比如,汽轮机的启动就需要按照启动曲线的规律进行设置,大多数发电厂的汽轮机的主汽压力工作区间为2.6MPa到3.0MPa之间,主汽温度的工作区间在260摄氏度到300摄氏度之间,需要注意的是,主汽温度不得高于400摄氏度,否则就会出现一定的安全隐患。然而,在汽轮机的实际运行时,汽轮机的启动都需要一段时间的预热,这一举措不仅提高了并网的时间,也间接的提高了汽轮机的耗电量,最终提高了汽轮机的成本。从这个角度出发,可以通过以下方式解决这个问题,在汽轮机的启动过程中,首先把主汽压力控制在2.8MPa,上下浮动不得超过0.1MPa,然后进行手动控制,让汽轮机处于负压状态,一般控制在50KPa左右。通过这种调节方式,可以适当增加蒸汽量,节约预热时间,进而减少并网时间,提高经济效益。

汽轮机在运行过程中,常见的运行方式是定-滑-定的模式,这种运行模式可以让燃料充分燃烧,提高燃料的利用效率。此外,为了保证汽轮机的长时间处于高效运行状态,可以采用变频泵调节,在高负荷运行状态下,使用高压喷嘴进行调节。同时,该运行模式还能够针对性的解决负荷不规则变化的问题,满足汽轮机一次性调频的需要,降低汽轮机的主汽压力损失,进而维持主汽温度,提高汽轮机的加热效率。汽轮机只有在故障或者检修时才会出现停机状态,然而,汽轮机停止运行也需要采用合理的参数,尽量避免出现紧急停机现象,保证汽轮机不受损坏,提高汽轮机的运行年限。

2.4 汽轮机的技术改造措施

现有的汽轮机的技术还存在比较大的技术改造的空间,为了实现节能降耗的目标、提高汽轮机的工作效率、提升经济效益,可以从汽轮机的不同方面进行技术改造。从目前了解的情况来看,汽轮机的技术改造的一个重要部分应该是凝汽器,这是因为凝汽器关系到整个汽轮机的工作效率,对汽轮机安全性和经济性的影响十分明显。一般情况下,凝汽器进行技术改造的方面主要有三个方面,包括凝汽器端差、凝结水过冷以及凝汽器真空,这三个方面的技术改造能够大幅度的提高汽轮机运行的安全性指标,降低汽轮机维修的概率,避免出现长时间的停机检修现象,减少汽轮机在低效率区间运行的时间,进而提高汽轮机的工作效率,实现节能降耗的目标。

3 结语

当前,节能降耗措施种类比较多,也可以从汽轮机的控制方面入手,制定相应的措施。本文主要从汽轮机运行时的调节措施入手,提出相应的节能降耗措施。对于汽轮机来说,节能降耗措施不仅仅局限于运行工况,还可以从其他的角度进行总结。然而,节能降耗潜力非常大,也是一项长期工作,需要进行全面的研究,细化每一个可以节能的环节,提高汽轮机的运行效率,进而提高经济效益,实现企业的节能降耗的目标。

参考文献

[1] 李纯磊.浅析电厂汽轮机运行的节能降耗[J].才

智,2011,(32).

[2] 王金锋.电厂汽轮机运转的节能降耗措施分析

[J].机电信息,2012,(15).

[3] 阎新志,赵长宇,李治国.电厂汽轮机常见振动故

障形态论析[J].科技资讯,2012,(3).

[4] 孙逊,李光辉,董凤仁.发电厂汽轮机及其辅机设

节能降耗措施篇5

【关键词】节能降耗;天然气集输;措施

引言

能耗问题在工业生产中受到的重视逐渐加强。考虑到各国政府对环境保护的要求越来越严格,而且降低能耗能够为企业带来巨大的经济回报,因此节能降耗有着越来越多的现实意义[1]。

天然气集输系统是由气田集输管网、气体净化与加工装置、输气管线以及各种站场组成的一个统一的水动力系统。其中,天然气井口、增压站、处理厂构成了主要的能耗单元[2]。具体的能耗包括:井口节流带来的压力损失、对天然气进行加热带来的能量损失、对天然气进行增压带来的动力损失、处理厂中各种处理工艺中能量损失、物流流经各管道阀门、设备时的水力损失以及由于泄露造成的漏失。

气田集输系统的节能降耗是一项系统性工程,应针对产生能耗的各个环节,从节能管理、节能技术改造等方面同时进行研究[3]。本文主要从节能技术改造方面,对单井站节流、增压设备、加热炉以及部分处理工艺提出节能降耗措施。

1. 单井站节能措施

天然气在井口需要进行节流降压,并且加热以防止水合物生成。而新井和老井由于压力不同,因此其节能措施不同[2]。

(1)新气田的单井站

通常新井的井口压力较高,节流压差较大,形成水合物的风险较大。为了避1免生成水合物,通常需要在井口设置加热炉。此时能耗的具体表现形式为用于消耗的天然气量。除了合理设置加热炉加热温度能降低能耗外,还可以通过井下节流技术来有效这一过程的能量消耗。该技术是将节流器安装在油管中的某一位置,其节流压差可以根据生产井的具体情况进行调节。经井下节流的天然气,其压力等级已经满足地面集输的需要,因此地面不需再设置节流装置。而利用地热对天然气进行加热,节流后的天然气温度高于所处压力下的水合物形成温度,地面的加热装置亦可取消。

(2)老气田的单井站

老气田气井的压力降低,井口节流压差较小,气体温降较小。此时可以取消加热装置,而改用加注抑制剂的方式来防止天然气水合物的形成。当气田开采进入中后期后,压力进一步减小,需要进行增压开采。此时集输系统中的压力能耗成为主要方面,原先的水套式加热炉、调节阀等成为了主要的地面阻力元件。为了减小压力能耗,就需要对这些阻力元件适时拆除。

2. 增压设备节能降耗措施

目前,世界上在天然气气田增压设备采用的原动机有电动机、燃气发动机和燃气轮机。而燃气轮机在原动机中所占的比重越来越大。以电驱动的增压机,其能耗为驱动压缩机的电动机的电力消耗;以燃气驱动的增压机,其能耗为驱动增压机的燃气发动机的天然气消耗。

2.1 电动机驱动

对于使用电动机驱动的增压机组,可以考虑根据生产情况加装变频器来减小电力的消耗。

改变电动机频率f即可改变电动机的转速N[4]。而由泵的相似性可知:泵的排量Q与电动机转速N的一次方成正比,出口压力H与电动机转速N的二次方成正比,功率P与电动机转速N的三次方成正比。即:

在实际生产过程中,当流量发生变化时,为了使增压设备的功率保持在较高水平,即可以通过变频器,按比例调节电动机转速来节约电能。

实际上,利用变频技术调节电动机转速达到而节能降耗的做法已经成功应用于油气田生产的各个环节。靖边气田第一采气厂采用变频技术调节MDEA及TEA循环泵的排量,在节约电能的同时减少了溶液循环损耗和加热炉的能耗[5]。

对于已经进入开发中后期的油田,产量减小,外输增压设备经常出现“大马拉小车”的现象。这种情况下,结合自动控制技术,可利用缓冲罐的液位信号实现外输泵的实时变频控制,保证泵的高效运行,节约大量电能。

变频技术还可以用来调节加热炉风机的进气量,控制好加热炉的空燃比,改善其运行参数,从而提高燃料利用效率[6]。

2.2 燃气发动机驱动

可以通过下面途径降低燃气发动机能耗[7]:

(1)通过调节空燃比降低燃气发动机能耗。

(2)通过调节混合气体的均匀性降低发动机能耗。

(3)当压缩机负荷降低时,气缸内残余气量相对增加,致使燃料和氧气接触的几率减小。此时可以通过提高混合气体浓度来加快燃烧。

(4)通过调节冷却系统温度来降低发动机能耗。适当提高发动机冷却液温度可以减少能耗。

由于燃气发动机具有以下几方面缺点[8]:

(1)结构复杂,内部运动和易损部件多;

(2)外型尺寸和整体重量大;

(3)运转过程中有振动,而且噪声大;

(4)机器维护、保养、零件更换频繁。

因此,燃气发动机在天然气长输管道的压缩机站中应用并不多。

2.3 燃气轮机驱动

燃气轮机因其变速范围大、安全可靠、自动化程度高、技术先进、装置轻巧、建设周期短、维修方便等优点,在油气田中的应用越来越广泛[8]。尤其是在天然气长输管道中,由于燃气轮机可以直接采用所输天然气作为燃料,而不需要进行处理和增压,既方便快捷又成本低。近年来在我国大型天然气长输管道中依靠燃气轮机进行增压越来越多。

对于燃气轮机的改进和降低能耗的方法,主要是通过逐步提高其热效率来实现的。采用燃气轮机回热循环、联合循环、复合循环(及带有中间冷却和热量回收)、蒸汽循环等工艺均可以提高燃气轮机的热效率。同时,提高循环参数(温度和压力)、应用以陶瓷为基础的新型材料、完善燃气轮机的冷却系统以及提高尾气余热利用等都是提高燃气轮机热效率的有效方法[1]。

3. 加热炉节能降耗措施

油气田用的加热炉主要消耗的是热能,其来源主要为气田自身所产的天然气。采用各种有效的方法提高加热炉的加热效率,可以降低加热炉能耗。对于提高加热炉效率,可以通过以下几种途径:

(1)合理控制空气量[9]。

提高加热炉的主要途径是控制合理的空气量,保证加热炉内燃料能够完全燃烧,减少燃料损失。实验证明,最佳燃烧区域的过剩空气系数范围为1.2~1.3,过大或过小都会影响加热炉热效率。

(2)开展加热炉的清防垢工作[10]。

加热炉中的污垢,既有由于水质问题引起的无机垢,还有因设备腐蚀产生的硫化物,同时也会存在油垢。污垢的存在不仅会降低加热炉的效率,增加能耗,更严重时可能导致设备局部过热,引发安全问题。因此,加注防垢剂、安装除垢器、定时除垢,可以减轻加热炉结垢情况,提高加热炉炉效。

(3)进行真空加热炉更新改造。

真空加热炉利用真空相变换热技术提高换热效率。所谓真空相变换热,是指通过利用热媒在汽、液相变过程中放出的潜热进行换热。真空相变加热炉热效率高,节能效果明显。

(4)应用热管对老式加热炉进行改造。

热管是一种新型的高效传热元件。热管具有传热速度快、效率高的特性,可快速将高温烟气的热量传至水中,降低烟气温度,提高加热炉效率。

(5)进行负压蒸汽换热技术改造。

对于水套式加热炉,可以将作为传热介质的水换为气化潜热为水的2~3倍的传热合成剂。改造后的水套式加热炉实际变成了以新型传热合成剂为热媒的负压蒸汽换热器,其换热原理与相变换热相同。因此将大幅度提高了加热炉效率,节能效果明显。

(6)采用带有自控系统的高效节能燃烧器

高效节能燃烧器具有自动检测和控制功能,能够实时检测加热炉的炉膛温度、进/出口温度,以此调节燃料和空气的混合比例,保证燃料的充分燃烧,较大程度地提高了加热炉的效率。

除此之外,定期烟道清灰、烟管清焦,保持烟管干净,搞好炉体保温工作,减少不必要的热损失等,均是减少加热炉能耗的有效措施。

4. 天然气处理系统的节能降耗措施

天然气处理净化过程中的能量损失主要包含以下5个方面[11]:

(1)流体的流动阻力造成的能量损失;

(2)天然气节流膨胀造成的能量损失;

(3)热交换过程中温差造成的能量损失;

(4)非平衡的两相物流在设备中混合以及接触传质过程中造成的能量损失;

(5)因设备泄漏或者外排气体携带而造成的漏失。

4.1 脱水系统节能措施

对于常用的TEG脱水工艺,经过长期使用及反复实践,认为采取以下途径可以提高脱水效果,减小TEG消耗,降低脱水能耗。

(1)严格控制工艺温度及压力[12~14]。

(2)改善进入吸收塔的湿天然气分离状态。

(3)吸收塔内部设置补雾器。

(4)加注消泡剂。

(5)增强贫富甘醇换热[2]。

对于采用分子筛脱水的装置来说,可以通过再生气换热技术降低能耗。

分子筛脱水工艺包括分子筛脱水、吸附塔再生和吸附塔冷却三个阶段。一般情况下,吸附塔再生采用加热后的高温天然气反吹再生塔,吸附分子筛中的饱和水。吸附了水的再生气需要冷却之后进入下一步骤。为了降低再生气加热炉以及冷却器的负荷,可以将高温再生气同未加热的再生气进行换热,以这种方式回收高温再生气中的热量。

4.2 轻烃回收装置节能措施

轻烃回收是指采用特定的工艺分离和回收天然气液烃中的乙烷、丙烷、丁烷、丙烷/丁烷混合物、天然汽油和凝析液等组分的过程。轻烃回收过程中可采用下列方法节能降耗[15]:

(1)天然气增压单元使用循环水冷却器两用换热技术

天然气进入轻烃回收装置前,在压缩的过程中温度升高。所谓循环水两用换热,是指充分利用天然气压缩后温度的升高,在夏季循环冷却水用于降低天然气温度,而冬季吸收了热量的循环水可用于为生产或伴热管线提供热源。

(2)进料与塔底产品换热节能技术

以脱丁烷塔为例。为了减小脱丁烷塔的重沸器的负荷,可以在进料处增加一个换热器,使进料与塔底产品进行换热,利用稳定轻烃的热量加热进料。大港油田实际生产表明,此举可以将脱丁烷塔的进料提高约20℃,塔底产物降低约10℃。

4.3 低温SCOT工艺进行尾气处理

天然气处理厂的尾气只有经过尾气回收后才能达到相应环保标准外排。SCOT法或者类似的加氢还原方法是应用较为普遍的方法。而低温SCOT工艺,使用低温催化剂,将克劳斯装置后的尾气经再热器预热后进入加氢反应器还原,而后经急冷却塔冷却,进入吸收塔脱硫,其最大特点在于省去了加氢段前的预热设备[16]。

低温SCOT工艺具有以下节能降耗特点:

(1)由于使用低温催化剂,降低了加氢反应器的入口温度(与传统工艺相比大约可降低60℃),采用再热器取代了价格昂贵的在线燃烧炉和锅炉,因而在降低成本、节约能耗的同时,简化了处理工艺流程;

(2)低温SCOT工艺的采用可节约装置投资费用约7%,操作费用约20%,使整个尾气处理工艺的总操作费用降低14%左右。

5. 总结

5.1气田集输系统的节能降耗工作是一项系统性工程,应针对产生能耗的各个环节,从节能管理、节能技术改造等方面同时进行研究。

5.2对于井口节流来说,不同的压力等级对应不同的节能方法。对于节流压差大的新井,可采用井下节流装置;对于压差小的老井,需要适时拆除部分阻力元件。

5.3气田增压设备采用的原动机有电动机、燃气发动机和燃气轮机。利用变频技术可以大幅度提高电动机增压设备功率。燃气轮机由于其卓越的性能在长输天然气管道增压设备中所占比重越来越大。

5.4对于降低加热炉的能耗,提高其燃烧效率,可以通过调节空气量、加强清防垢以及进行设备改造等方面实现。

5.5天然气处理系统既是实现天然气价值的单元,也是集输过程中的能耗大户。在运行过程中,既采用新技术,又要合理控制温度、压力等工艺参数,还要注意充分利用换热器,加大热量的回收利用,达到节能降耗的目的。

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节能降耗措施篇6

关键词:600MW火电机组 供电煤耗 节能降耗 优化措施

中图分类号:TK01+8 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2015)12-0295-01

引言

在面对着两大全球核心问题可持续发展及气候变化的同时,还有经济危机的冲击,势在必行的是世界能源战略的转型。是否能够通过优化结构及技术上的进步来满足能源和环境的双重约束是处在转型期的能源工业的主要课题。在一部分政策的作用下,我国火电装机的结构性发生了变化,到2007年年底,我国600MW级机组一共是232台,占火电总装机容量的20.53%,我国主力发电机组就是600MW级火电机组。研究和实施600MW机组的节能、降耗的措施,对提高机组的经济运行水平及综合竞争力起了很好的推动作用。

一、600MW火电机组供电煤耗和节能存在的潜力

1.供电煤耗的分析

目前,我国的火力发电节能降耗的工作有了很大的进展,我国的供电煤耗的平均值由2006年的366g/(kW・h)下降到2008年的349g/(kW・h),年均下降了7~10g/(kW・h)。但从实际情况来看,近几年来,我国火电装机的结构性调整是使供电煤耗下降的主要因素,而非降低单火电机组的煤耗。2006至2008年期间各主要容量等级机组供电煤耗并没有明显改善,其中2008年600MW亚临界机组的供电煤耗比2006年增加2g/(kW・h)。从2006年华电集团下的大型火电机组节能查评统计数据分析可知:查评装机总量为41013MW,平均节约煤耗为8.56g/(kW・h),其中600MW和以上火电机组已在火电装机容量所占比重已达33%,600MW机组平均节约煤耗的潜力是7.72g/(kW・h), 从这个集团的统计数据中可以看出,节能降耗额定工作是非常有潜力的。

2.节能潜力的分析方法

从凝汽式机组来看,机组的经济性从供电煤耗中可以比较全面的反映出来, 所以选择供电煤耗作为机组经济性评价的标准。设计的水平高低、负荷、煤的质量、设备的健康和操作人员的操作水平等是影响供电煤耗的主要因素。直接影响机组供电煤耗指标的是汽轮机热耗、厂用电率、锅炉效率。本篇文章运用耗差分析的方法,对汽轮机及热力系统、锅炉燃烧及制粉系统、辅机系统这3个层面上来进行系统地分析及节能的诊断,以确定各种因素对机组供耗的影响。炉侧参数主要是用公式法来分析,主蒸汽及排汽参数是依据汽轮机厂家提供的热耗修正的曲线来进行分析,而对于影响热力系统的所有因素则根据等效热降法进行计算,效率的影响则采用小偏电煤差分析的方法。

二、600MW机组节能降耗优化的措施及实施

本篇文章主要是以华电集团包头发电有限公司研发的600MW亚临界2号机组、贵港发电有限公司研发600MW超临界1号机组作为案例,重点展开了汽封改造、流部分间隙调整、汽轮机滑压优化、通燃烧优化及顺序阀控制优化等优化措施的研究和实施。

1.案例机组的概况

华电集团包头发电有限公司2号机组的锅炉是600MW亚临界强制循环、紧身封闭、单炉膛、悬吊式、一次中间再热、四角切圆燃烧、平衡通风、固态排渣,型号是SG-2023/17.5-M913,设计煤种是神华无烟煤,锅炉设计的效率是92.72%。汽轮机是三缸四排汽、亚临界、冷凝式汽轮机、一次中间再热、单轴,型号为N600-16.67/538/537,它的热耗是7746kJ/(kW・h)。机组设计供电的煤耗是320 g/(kW・h),2006年机组实际的供电的煤耗是337g/(kW・h)。

贵港发电有限公司1号机组的锅炉是600MW超临界采用四角切圆燃烧方式、固态的排渣、一次中间再热、平衡通风、变压运行螺旋管圈直流炉、全钢悬吊结构Π型露天布置,锅炉设计效率是92%。汽轮机是亚临界、冷单轴、一次中间再热、凝式汽`轮机、四缸四排汽,型号是N600-24.2/566/565,设计热耗是7 745kJ/(kW・h)。机组设计的供电煤耗是286g/(kW・h),2006年机组的实际供电煤耗是356g/(kW・h)。

2.锅炉燃烧和制粉系统的全面优化

排烟温度、空气预热器漏风率、飞灰可燃物、炉膛出口烟气含氧量、炉底灰渣可燃物、锅炉保温等影响锅炉效率的因素。锅炉燃烧的调整要考虑锅炉的灰尘及炉渣的含碳量等因素来进行全面的优化。

包头发电有限公司2号机组煤质是比较稳定的,运行的效率也比较高,可以从进行调整锅炉的最佳氧量来进一步提高锅炉的效率。分别在600MW、480MW、360MW的负荷下来进行试验,保持其它的参数不发生变化,调整送风机挡板的开度,改变一、二次的风量及不同负荷状况下的锅炉氧量,确定氧量的变化对锅炉的蒸汽温度、燃烧效率和其它的运行参数的影响,能够得出锅炉的最佳氧量曲线。实验的结果表明,通过锅炉的氧量调整优化,能够降低供电煤耗大概1.5g/(kW・h)。

贵港发电有限公司这个煤种特性严重的偏离设计值,燃烧的劣化,再热蒸汽的温度偏低大概20~30℃,运行的经济性、安全性很差。在燃烧优化调整之前,常常因为锅炉的积灰比较严重而导致发生积灰灭火。该机组燃烧调整是性能优化的重中之重,技术难度相对比较大。通过在不断的探索及试验研究,实施了很多方面的优化措施,能够很好的完成优化调整工作,大大的提高了锅炉的效率,降低了煤耗。首先是锅炉的左右两侧烟气的温度偏差的调整。在调整试验前,右侧的主汽温度比左侧的高,需在右侧加入较多减温水。试验调整表明:锅炉分离燃尽风水平摆角为5°,左右偏差比较小,在实际运行当中可以弱反切SOFA或增加偏置风减以调整烟气的左右偏差。其次是再热蒸汽温度的调整。在450MW负荷下,燃烧器摆角以70%、80%、90%、100%摆动的时候对过热汽温与再热汽温的影响。当工况、煤种不发生变化的时候,调整燃烧器摆角,并对飞灰来取样进行分析。经过分析可以得出,飞灰可燃物随燃烧器摆角的增大而不断的增加,当燃烧器摆角从80%逐渐增加到90%的时候,飞灰可燃物就可以达到10.06%。所以最好把燃烧器摆角控制在80%以下运行,充分采用二次风量的匹配方法调整炉内的燃烧,以增强再热汽温。

3.汽轮机及热力系统的优化

系统外漏、主蒸汽、排汽参数、系统外漏、回热、再热蒸汽、汽封的间隙及内漏等是影响汽轮机热耗的重要因素。在2台案例机组上实施的具体措施包括:(1)主汽压力的优化试验,确定不同的负荷时它的最好的情况下的主汽压力;(2)使汽轮机的汽封安装的间隙维持在设计值,或者是用蜂窝汽封来实施汽封改造;(3)用汽轮机的顺序阀方式代替单阀运行的方式,因此降低节流的损失,使汽轮机的效率得到提高;(4)缩小汽轮机内蒸汽的泄漏,能够提升汽轮机运行的经济性,这种改造与通流部分的改造相比,成本非常低。

4.辅机的系统优化

节能优化在2台案例机组辅机系统方面实施的措施包括:(1)循环水泵的优化:以循环水泵的启停来实现冷端系统运行的优化,当启动循环水泵的耗功量小于汽轮机的做功增加量时,就会使动循环水泵启动;反之则停止循环水泵。(2)给水泵小汽轮机的轴封间隙进行调整,整理系统的泄露,降低高品位工质损失降低能耗,提高机组的运行效率。(3)改造高能耗辅机的变频:通过控制变频,降低设备的能耗,使厂用电率也降低。

三、结语

本篇文章全面地研究了600MW级火电机组的降耗、节能的对策,通过对选择的典型机组实施锅炉燃烧、汽轮机及热力系统、制粉系统、辅机系统的全面优化措施,收到了不错的节能、降耗的效果。其中包头发电有限公司2号机组的供电煤耗下降了很多,节能、降耗的对策实施了以后,贵港发电有限公司1号机组燃烧很稳定,供电煤耗也在不断的下降,节能效果是非常显著的。

参考文献

[1]张涛,余霞,李永华.我国火电机组技术发展方向探讨[J]. 锅炉制造. 2001(04)

节能降耗措施篇7

【关键词】电力;节能;措施

随着我国经济的快速发展,各个行业的电气化水平不断提高,一方面极大的促进了我国经济的繁荣和发展,另一方面又加重了我国电能供应的严峻形势。因此应该做好电能节约工作,通过各种技术措施以及管理措施来提高电能的使用效率,达到节能减排的目的,为我国经济的可持续发展做出贡献。

1降低发电能耗的技术措施

1.1优化调度模式

“调整发电调度规则,实施节能、环保、经济调度。”国家发展和改革委员会等部门已下发有关通知,要求发电调度中优先考虑可再生能源和低能耗机组发电。为此,电力公司尽快研究制定新的调度规划,以节能、环保、经济为标准,确定各类机组的发电次序和时间,优先调度低能耗机组发电,或直接按照能耗标准调度,激励发电企业降低能耗,减少高能耗机组的发电量。一个电网发电侧经济性指标主要取决于所有装机设备等级及状况、平均负荷率两大要素。在前者一定的前提下,提高电网整体经济性的主要手段就是如何提高平均负荷率(包括数值及品质);次要手段是在平均负荷率一定的情况下,如何优化分配各台运行机组之间的负荷。

1.2可再生能源发电

在我国,新能源与可再生能源是指除常规能源和大型水力发电之外的风能、太阳能、小水电、海洋能、地热能、氢能和生物质能等。可再生能源的开发利用是实现“节能、降耗、环保、增效”的重要手段。根据我国能源发展的有关规划,“十一五”期间,我国将大力发展风电,适当发展太阳能光伏发电和分布式供能系统。风能和太阳能等可再生能源大规模开发利用时,必须解决可再生能源发电的并网以及可再生能源电源与电网之间的影响问题。一方面,电网公司除了要优先收购风电外,还应承担电网建设和传递电力的义务,需要大量的资金投入,因此政府的政策支持十分重要;另一方面,由于风电和太阳能电源的功率间歇性和随机性特点,大规模接入地区电网后,将对地区电网的结构设计、运行调度方式、无功补偿措施以及电能质量造成越来越明显的影响,电网公司必须采取妥善的技术和管理措施。

2降低综合线损技术措施

输配电线路降低损耗可以通过几种途径:一是减少导线长度。在设计及施工中,低压柜出线回路及配电箱出线回路尽量走直线,不走或少走回头线。变配电所尽可能靠近负荷中心。对于较长的线路,在满足载流量热稳定、保护配合及电压降要求的前提下,加大一级导线截面。尽管增加了线路费用,但节约了电能,因而也减少了年运行费用。此外,在高层建筑中,变配电室应靠近电气竖井,以减少主干线的长度。对于面积大的高层建筑物,应将电气竖井尽可能设在建筑物中部,以减少水平电缆的敷设长度。另外可以将负荷进行归类。除对计费有要求的负荷及消防负荷外,普通负荷改由一条主干电缆供电,这样既便于消防切除非消防电源,又可在非空调季节使同样大的干线截面传输较小的电流,从而减少线路的损耗。

3用电侧管理技术

开展电力需求侧管理能带来直接经济效益和良好的社会效益,有效的技术手段是实施需求侧管理的基础,研究掌握好能效技术、负荷管理技术,采用先进技术来提高终端用电效率,对实现电力需求侧管理的目标起到保障作用。

3.1改变用户用电方式

主要指负荷整形管理技术,包括削峰、填谷和移峰填谷三种。根据电力系统的负荷特性,以某种方式将用户的电力需求从电网的高峰负荷期削减、转移或增加电网负荷低谷期的用电,以达到改变电力需求在时序上的分布,减少日或季节性的电网峰荷,提高系统运行的可靠性和经济性,还能减少新增装机容量、节省电力建设投资,降低预期的供电成本。主要在终端用户中采用蓄冷蓄热技术、能源替代运行技术和改变作业程序、调整轮休制度。

3.2提高终端用电效率

主要有选用高效用电设备、实行节电运行、采用能源替代、实现余能余热回收和应用高效节电材料、作业合理调度、改变消费行为等。推广高效节能电冰箱、空调器、电视机、洗衣机、电脑等家用及办公电器,降低待机能耗,实施能效标准和标识,规范节能产品市场。引导企业采用无功补偿、智能控制技术、变频调速和高效变压器、电动机等节电控制技术和产品,有利于电网削峰填谷、优化电网运行方式、改善用能结构、降低环境污染,提高终端电能利用率。

4楼宇及变配电站建筑节能

虽然办公楼和变配电站的建筑能耗一般占电力公司总能耗的比重不大,但是全社会的商业用电中,楼寓的空调和照明用电占了很大份额。因此电网企业作为能源供给企业,应做出节能表率,树立电力的良好形象,通过示范效应促进社会节能。

4.1围护结构节能技术

围护结构节能技术指通过改善建筑物围护结构的热工性能,达到夏季隔绝室外热量进入室内,冬季防止室内热量泄出室外,使建筑物室内温度尽可能接近舒适温度,以减少通过辅助设备(如采暖、制冷设备)达到合理舒适室温的负荷,最终达到节能目的。建筑物的围护结构节能技术分为墙体节能技术、窗户节能技术、屋面节能技术、遮阳系统、生态绿化等。

4.2电气设备节能

(1)电气布置及接线优化。从电气设备布置而言,尽量将需要散热的设备放在通风良好的场所,以最大限度地减少机械通风,降低建筑物内的能耗;将变压器室等产生大量热量的设备房间与需要配置空调的设备房间的隔墙采取隔热措施。

(2)选用环保节能型设备。变压器是主要的耗能设备,降低变压器的损耗是变电站节能的关键;尽量利用自然采光,特别是人员巡视、设备运输的楼梯间和走廊应尽可能采用自然采光;所有的照明光源全部采用发光二极管;选用配置有变频器的风机及空调设备,即采用智能化产品,可根据环境状况自动启动和自动关闭,即仅在设备运行或事故处理的时候才启动,以达到节约用电的目的;使用温湿度控制器,在环境温度和湿度未满足运行要求时,再自动投入开关柜的加热器。

4.3照明节能

利用自然采光。尽量利用自然采光,特别是人员巡视、设备运输的楼梯间和走廊应尽可能采用自然采光。

选用高效、节能的电光源。光源的节能主要取决于它的发光效率。照明光源的选择,除根据使用场所的需求外,还应根据电光源的显色指数、使用寿命、调光性能、点燃特性等综合考虑。原则是根据不同需求情况积极选用新一代的节能光源,如用电子节能灯替换白炽灯,用高压钠灯、金卤灯替换高压汞灯。

采用高效、光通维持率高的灯具。灯具是对光源发出的光进行再分配的装置。衡量灯具的节能指标是光输出比(LOR)(灯具效率)。选用优质高效、光通维持率高的灯具对照明节能具有重要的意义。

参考文献:

[1]李启浪.配电网的节能途径[J].大众用电.2008(02).

节能降耗措施篇8

关键词:污水处理厂;节能降耗;控制技术

中图分类号:x505文献标识码:A文章编号:

城市污水处理厂是解决城市水污染问题最有效和最重要的措施,由于许多城市污水处理厂在建设过程中重点考虑了处理工艺的稳定性及工程投资等问题,而忽视了运行成本,造成处理厂建成后运营成本过高而不能正常运行。因此,对污水处理厂设计和运行管理进行优化,对降低费用、节约处理成本十分必要。

1、污水处理厂的能耗分析

目前,城市污水处理厂大多采用以生物处理工艺为主的二级或三级处理,通常包括预处理、生化处理和污泥的处理处置3部分。污水处理厂的能源消耗包括电、燃料及药剂等方面的消耗。国内外众多污水厂能耗分析表明,污水提升泵、曝气系统和污泥加热设备是主要的能耗设备。对于一般的二级处理工艺而言,提升泵的耗电量占全厂用电的10%~20%,曝气系统占50%~70%,污泥处置(消化、脱水)占10%~25%,三者的能耗综合占直接能耗的70%以上。因此污水处理厂的节能重点在于提高提升泵、曝气系统和污泥处理的用电效率,减少能耗。

2、节能降耗措施

2.1 工艺节能

(1)合理选择设计参数

将现状已投产运行的污水处理厂进水水质与现场排水水质资料对比分析,提出合理的污水进水设计参数,避免取值过高,使构筑物及设备过大,造成能源浪费。

(2)采用合理的处理工艺

采用合理的处理工艺是污水处理厂节能的重要环节。项目所选工艺流程经应过多方案比选,选用污水处理效果好,节约能源的工艺、技术。目前,城市污水处理厂常用的生物处理工艺有传统活性污泥法(ASP)、AB法、A/O、A2/O、经典SBR及其改进工艺(如CASS和ICEAS)、氧化沟、BAF等,其工艺比较见表1。

表1 主要生化处理工艺比较表

污水处理厂在设计时除考虑不同工艺各自特点的同时,还要结合项目所在地的气温、地形、电价、征地费用及项目自身的情况、原水水质情况、出水达标要求、污泥处置情况等进行综合考虑,选取技术上合理、经济上合算、易于管理、运行可靠,且有利于近、远期结合的工艺方案,使能耗最低。

(3)污泥处理系统的节能

污泥处理系统包括污泥的脱水和污泥的稳定。目前污泥脱水设备有真空过滤机、板框压滤机、带式压滤机和离心机。前两者需要投加无机絮凝剂,通常为铁盐、石灰或铝盐;后两者主要用有机高分子絮凝剂。真空过滤机运行稳定可靠、脱水泥饼性状好、管理方便,但耗电量大;板框压滤机间歇工作,操作简单,泥饼量最少,但生产率低;离心机适用于难脱水的污泥,不散发臭气,但由于转速高,设备磨损大;带式压滤机生产率高,运行稳定,可连续运转,耗电最低。因此脱水设备应综合考虑污泥处置方法、污泥性质、处理厂规模等,从而实现节能。

(4)节约药耗

污水厂常用的药剂主要是PAC、PAM等絮凝剂。在加药系统中采用高精度的计量仪表和投加设备。加药系统均采用复合环控制方式。絮凝剂投加量先根据流量进行比例投加,再通过FCD、出水浊度检测的反馈信号对其进行调节,以达到最佳投加量。采用复合环控制系统能使水厂的加药量始终处于最佳值。

(5)其余节能措施

污水厂平面布置应严格控制处理工艺流程的总水头损失,以降低进水的提高度,达到节能目的。

对处理构筑物进行合理的分组,在非满负荷的条件下,可用两组或三组并联运行,减少了各段之间的水头损失,达到节能的目的。

2.2 设备节能

(1)提升泵的节能

提升泵的电耗一般占全厂电耗的10%~20%,是污水厂的节能重点。提升泵的节能首先应从设计入手,进行节能设计;污水厂投产后,通过加强管理或更换部分设备进行节能。

1)精确计算水头损失,合理确定泵扬程

从泵的有效功率NU=γQH,可以看出当γ、Q 一定时,NU与H 呈正比,因此降低泵扬程节能效果显著。

工程设计时为降低水泵扬程可采取以下措施:总体布置紧凑,连接管路短而直,尽量减小水头损失。

2)流量调节方式

污水厂进水量往往随时间、季节波动,由轴功率N=NU/η1 (η1为泵运行效率)可以看出,一定流量扬程下NU 是一定的,而泵的轴功率直接由η1 决定,所以应选择合适调控方式,合理确定泵流量,以保证泵始终高效运转。另外可通过设置多台水泵和变频调速措施使水泵长期运行在高效段范围内。

(2) 曝气系统的节能

鼓风曝气系统电耗一般占全厂电耗的50%~70%,是全厂节能的关键。最根本的节能措施就是减小风量,而减小风量必须提高扩散装置效率,降低污水对氧的需求。

1)改进布置方式

传统的曝气池,曝气管是单边布置形成旋流,过去认为这种方式有利于保持真正推流,另外可以减小风量,但经过多年实践与研究发现,这种方式不如全面曝气效果好。全面曝气可使整个池内均匀产生小旋涡,形成局部混合,同时可将小气泡吸至1/3 到2/3 深处,提高充氧效率。

2)采用微孔曝气器

微孔曝气器可以减小气泡尺寸,增大表面积,因而转移速度高,节约风量。天津东郊污水厂和纪庄子污水厂均采用微孔全面曝气,比穿孔管节电20%以上。

3)风量控制节能

选择风机时,都要在计算需气量基础上加上一个足够大的安全系数,以满足最大负荷时的需要。所以在日常负荷下一般都要适当减小风量,负荷低时更应如此,这不仅是节能的需要,也是防止过曝气、保证处理效果的要求。而进行风量控制是曝气系统效果最显著的节能方法。根据已有工程运行经验,采用DO 控制风量可节电10%~30%。

(3)其他措施

1)按照国家有关技术政策要求,采用高效节能设备,特别是部分关键工序采用数控设备及专用设备,以提高工效,节约能源并保证产品质量。

2)应用变频技术使电机运行状态由轻载转变为接近新条件下的额定负荷量,使效率和功率因数提高,从而达到节能的目的,变频技术节电率可达21%。

3)加强设备、电气维修保养,使设备在最佳状态先运行。

4)加强维修、操作人员的培训,力求全面掌握设备的使用、操作性能,通过提高设备的使用效率,达到节能的效果。

3 节能发展趋势

污水厂的节能减排是一项综合性工作,设计到工艺、设备及其它诸多环节。因此,污水厂的节能技术应从工艺设计、设备选型、运行管理等各个环节入手,处处树立节能意识,不断开发研究节能新工艺;设计人员应加强学习,提高自身水平;污水厂要建立能耗绩效的管理评价体系,在实践中总结节能经验,同时借鉴国外先进管理经验,提高污水处理厂的运行管理水平,使污水处理技术由高能耗向低能、高效的方向发展。

参考文献:

[1]高旭,龙腾锐,郭劲松.城市污水处理能耗能效研究进展[J].重庆大学学报:自然科学版,2002,25(6):143-148.

[2]杨博,杨长军.城市污水处理厂的节能降耗[J].华北水利水电学院学报,2011,32(4):148-151.

节能降耗措施篇9

[关键词]氯碱 生产 节能降耗 措施

中图分类号:te08 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)16-0263-01

前言

氯碱企业面临产能严重过剩、行业内部竞争、国家宏观调控等巨大压力。节约能源、降低消耗、减少排放,从而降低生产成本,已成为氯碱企业生存和发展、提高经济效益、实现可持续发展的根本保证。

1、氯碱生产的概述及能耗情况

氯碱生产概括来说,是运用高饱和度的工业盐水炮制纯H2、Cl2和其他工业原料的过程。氯碱生产领域中,通常采电解方式来分解纯氯化钠,制造氢氧化钠、氯气和氢气,然后再运用这些工业原料制造其他化工材料。这一系列工业生产活动综合起来就是氯碱工业。氯碱工业是当前工业加工制造领域中最主要的化学工业,运用氯碱制造技术生产的产品被广泛运用于各个工业生产行业,氯碱生产使用的主要原材料有:工业NaCl、电石、C2H3Cl等;运用氯碱技术制成的产品主要有:NaClO、不同纯度不同状态的Na(OH)2、H2、Cl2、PVC材料等。在运用氯碱技术制造化工产品的过程中,会消耗大量的能源,其中消耗量最大的能源主要有:水资源、电能、天然气燃料、煤炭燃料等,其中消耗量最大的能源是电能,约占氯碱制造能耗的59%,其次是水资源消耗,约占总能耗的21%,煤矿消耗约占17%,天然气消耗约占3%。

2、氯碱生产实施节能降耗的意义

氯碱生产是高能耗、高物耗、高污染的“三高”行业。创建节能型氯碱企业,推行清洁生产,节能降耗、减少污染排放,从而降低生产成本,已成为氯碱企业生存和发展、提高经济效益、实现可持续发展的根本保证。作为节能减排的重点行业,节能减排任务完成情况如何,直接影响到国家整体节能减排的实现,所以在氯碱行业进行能量系统优化工程,有利于节约资源、降低能耗。节能降耗从企业的角度来讲,就是要在生产过程中有效节水、节电、降低煤耗、降低天然气耗、降低蒸汽耗、节约资源,提高单位能源的综合利用率,进而用最少的资源产生更高的利润。因此,实施节能降耗势在必行。

3、氯碱生产过程中节能降耗的具体措施

3.1 采用先进的离子膜法工艺路线

离子膜法电解技术是当今世界各国氯碱工业大力发展的清洁生产技术,其中又以高电流密度复极式零极距自然循环电解槽为最佳。采用离子膜法生产烧碱具有三点显著优势。①可大幅降低电耗,一般大中型厂隔膜法金属阳极电解工序的直流电耗最低为2350kW.h/t,而采用离子膜法的电耗为2200-2300kW.h/t,显然,离子膜法烧碱的直流电耗远远低于隔膜法。②碱浓度大幅提高且品质好,出槽的NaOH 浓度高,目前可达30%-35%(质量分数);大幅降低蒸发工序的汽耗,平均吨碱综合能耗降低约30%,折合节电约1000kW.h;出槽电解液中含NaCl质量浓度一般在20-35mg/L,含盐量低,应用广泛。③生产的氯气及氢气纯度高,氯中含氧、含氢量小。氯气纯度达98.5%-99.0%,氢气纯度达99.9%。

3.2 因地制宜,选择合适的电解槽

氯碱生产节电的途径主要集中在电解槽,不同类型的电解槽用电量存在很大差异,槽型规模大型化,可增大电解槽容量,有利于技术管理,减少环境污染,改善劳动环境。使用的电解槽数量少,可减小电解厂房面积、降低电解槽维修费用,而且在相同产量的情况下,一台大电解槽比多台小电解槽散热少,有利于降低能耗。复极槽电极的有效面积较大。电极面积越大,离子膜的利用率越高,维修费用越省,电解槽厂房面积亦可相应减小。

3.4 节水措施

对于可以尽量循环使用的水源( 如化盐、循环冷却水) ,从可研性报告阶段,就要考虑循环利用,减少生产直流水的用量,提高水的重复使用率。根据生产过程中产生的不同性质的污水、废水,采取不同的处理方式处理后统一回收利用。①电解的淡盐水、树脂塔的再生废水、盐泥压滤和氯氢处理的废水全都返回用于化盐。②烧碱装置的工艺冷凝水、蒸汽冷凝水全部回收综合利用。碱浓缩和蒸发的生蒸汽冷凝水可回收至锅炉房,二次蒸汽冷凝水可用于电解槽的补水,正常操作时可以减少脱盐水的消耗,整个化工装置的蒸汽尽量回收。③机封水、设备冷却水等循环利用,生化水回收后补加循环水,清净下水回收后用于植被、树木的绿化。

3.5 降低亚硫酸钠消耗

采用全卤制碱,电解装置淡盐水经过脱氯工序后直接送往采卤工序循环使用,脱氯装置

采用真空脱氯联合化学脱氯的方法除去淡盐水中的游离氯。在进行脱氯时,降低淡盐水pH值,可有效减少游离氯的含量,而且使存在的游离氯大部分以Cl2的形式存在,有利于真空脱氯,并降低亚硫酸钠消耗。

3.5 节约水蒸气的方法

通过HCl合成锅炉产生的热量来制造水蒸气,每小时能够节省新鲜蒸汽24-25t。在对碱水进行蒸发处理时,可以运用三效逆流降膜技术。采用这种技术蒸发碱水,可以大幅减少水蒸气消耗。相对传统的双效降膜技术而言,三效逆流降膜技术蒸发每吨碱水能够节省约200kg水蒸气。在采用降膜技术对碱水进行蒸发处理时,可以在热气输入熔炉之前,利用烟道气的剩余温度进行预热,同时收集蒸汽冷却的冷凝水,这样不但可以节约水蒸气还能节约大量的天然气。

3.6 合理运用新型节能设备

①氧阴极电解槽。这是一种新型的电解槽,其主要是采用氧气电极还原反应,由于阴极没有氢气析出,所以可以有效降低电压和电解过程的能耗。这种电解槽适用于既消耗氯气又副产氯化氢产品的工厂,不仅可以能够对副产物氯化氢进行有效利用,总的生产成本也随之大幅下降,节能效益十分显著。②膜极距电解槽。目前,国内大部分氯碱生产中,采用的都是离子膜工艺,这种生产工艺的发展进一步推动了离子膜电解槽的发展,膜极距电解槽便是较具代表性的产品之一。这种电解槽最为显著的应用优势在于较低的槽电压和电耗,它的节电效果十分显著,现阶段已有部分氯碱企业进行了成功应用,取得了一定的成效。

3.7 余热再利用

在氯碱生产中,当合成HCl时,热水的送出温度一般会高于要求温度,多余的热水则可作为其他机组的动力源,这样可以使余热获得有效利用。同时可适用不同型号的蒸汽炉,对蒸汽进行回收再利用,以此来补给厂区供热。此外,在转化器运行过程中,氯乙烯热水的余热可以确保溴化锂机组的正常运转。

3.8 减少污染物排放的技术措施

在氯碱生产中会产出大量的盐酸,为了提高这种副产物的利用价值,应当将其高效合成有机氯化物。此外,还可以联合使用MVR与高回收率的反渗透装置,降低废水预热能耗,有效处理含盐量高的水质,大幅度提升水回收率,从而降低氯碱装置运行成本,实现废水零排放。

4、结束语

综上所述,能耗过高是氯碱生产中普遍存在的问题,这一问题在一定程度上影响了氯碱行业的发展。为此,必须在氯碱生产中,采取合理可行的方法和技术措施,降低电耗、水耗等,并减少污染排放,这对于推动我国氯碱行业的发展具有非常重要的现实意义。

参考文献:

节能降耗措施篇10

乙烯装置能耗占石油化学工业总能耗的三分之一以上,是化学工业之中能耗最大的装置,裂解炉为乙烯装置的核心,是乙烯装置的能耗大户,其能耗占装置总能耗的50%以上,因此降低裂解炉的能耗是降低乙烯装置能耗的重要途径之一。随着能源价格的不断上涨,化工产品市场激烈的竞争,为了降低装置能耗,降低产品成本,国内外相关机构和部门均加强了裂解炉节能措施的研究。裂解炉的能耗在很大程度上取决于裂解炉系统本身的技术和操作水平,裂解原料优劣和原料优化开展情况对裂解炉能耗也有很大的影响。通过选择优质裂解原料和原料优化、优化裂解炉烧焦控制方案、高裂解炉热效率、实施新型节能技术和对裂解炉进行改造等措施可使裂解炉能耗显著下降。

一、选择优质裂解原料和原料优化

乙烯成本中裂解原料费用所占比例很大,乙烯装置原料费用占总成本的70%~75%。搞好乙烯原料的优化和平衡,是降低乙烯生产成本、提高竞争力的重要措施。同时,乙烯原料的优化对降低乙烯后续石化产品的生产成本同样也具有重要意义。

1.发挥炼油化工一体化优势,优化乙烯原料

优化裂解原料要从生产源头抓起,优化炼油加工方案,增加正构烷烃含量高的石脑油的供应。

炼油装置的功能要从提供燃料用油为主转变为提供燃料用油和化工原料相结合,选择原油品种要充分考虑石脑油的收率和品质,并要尽量做到相同品质的原油分储、分输、分炼。

2.选择优质的裂解原料

在相同工艺技术水平的前提下,乙烯收率主要取决于裂解原料的性质,不同裂解原料,其综合能耗相差较大。裂解原料的选择在很大程度上决定乙烯生产的能耗水平。通过适当调整裂解原料配置结构,优化炼油加工方案,增加优质乙烯原料如正构烷烃含量高的丙烷、轻烃、轻石脑油、拔头油等供应,改善原料结构和整体品质,在提高乙烯收率的同时,达到节能降耗的目标。

3.优化工艺操作条件

通过优化裂解炉工艺操作条件,不仅能使原料消耗大幅度降低,也能够使乙烯生产能耗明显下降。不同的裂解原料对应于不同的炉型具有不同的最佳土艺操作条件。对于一定性质的裂解原料与特定的炉型来说,在满足目标运转周期和产品收率的前提下,都有其最适宜的裂解温度、进料量与汽烃比。如果裂解原料性质与原设计差别不大,裂解炉最优化的工艺操作条件可以参照设计值。充分利用流程模拟和蒸汽裂解模拟评价实验装置等生产优化工具来预知裂解原料的裂解效果,对裂解温度、裂解收率做到提前预知,在裂解温度的控制上要做到窄范围稳定控制。

4.在条件允许的情况下,坚持裂解原料的轻质化、优质化,要积极拓宽乙烯原料的来源,充分利用超轻质油、拔头油、丙烷、轻烃、凝析油等资源。

二、优化烧焦控制方案

裂解炉烧焦操作是完全耗能工况,在烧焦过程中需要消耗大量的稀释蒸汽、工业风、燃料气等能源,因此通过合理控制裂解炉,减少裂解炉烧焦次数;优化裂解炉烧焦方案,缩短裂解炉烧焦时间,可以节省裂解炉烧焦过程中的能量消耗,达到降低装置能耗的目的。

1.控制合理的裂解深度和稀释比,减少裂解炉烧焦次数

长时间在末期状态下运行对烯烃收率、燃料消耗、材料寿命等不利,长时间在末期状态下运行,炉管及急冷锅炉内的焦垢更加质密,不容易烧掉,有的几乎烧不掉,裂解炉在运行过程中,过高的裂解深度不但会导致主要产品及副产品的产量和收率下降,而且还会导致裂解炉炉管结焦速度加快,缩短裂解炉的运行周期,增加裂解炉烧焦次数。

2.优化裂解炉烧焦方案,缩短裂解炉烧焦时间

正常裂解炉烧焦操作需要48-72小时,通过提高烧焦过程中的空气配比量,提高裂解炉的烧焦温度,可将裂解炉的烧焦时间缩短至24小时。

三、提高裂解炉热效率

1.降低排烟温度

在其他条件不变的前提下,裂解炉热效率与排烟温度直接相关。1975年前裂解炉设计排烟温度为190-240℃,相应热效率为87%-90%。20世纪70年代末期,裂解炉排烟温度降至120-140℃,相应热效率提高到92%-93%。近年来,新设计的裂解炉进一步将排烟温度降至100-120℃,相应热效率提高到93%-94%。但是,如果排烟温度低于烟气中酸性气体露点温度,将出现对流段炉管腐蚀的问题。因此,在降低排烟温度的同时,必须考虑烟气中酸性气体露点温度,此温度取决于燃料中的硫含量。为防止对流段发生腐蚀,需提高对流段炉管材质等级,或者需要对燃料的含硫量严格限制。通常,降低排烟温度主要措施有改进对流段设计,包括增大传热面积、增加对流段管束、缩短对流段炉管与炉墙距离等;其次定期吹扫对流段炉管表面积灰;另外降低过剩空气系数也很重要。

2.控制过剩空气系数

为保证燃料完全燃烧,需保持一定的过剩空气。过剩空气量与理论空气量之比称为过剩空气系数。增大过剩空气可以保证燃料的完全燃烧,但在相同排烟温度下,排烟热损失加大,裂解炉热效率相应降低。因此,在保证燃料完全燃烧的前提下,降低过剩空气系数也是提高裂解炉热效率的措施之一。一般情况下,燃料气烧嘴的过剩空气系数为10%,油烧嘴的过剩空气系数为20%,油气联合烧嘴的过剩空气系数为15%,实际操作往往偏高。通常,当过剩空气系数下降10%时,裂解炉热效率可相应提高2%。

3.加强绝热保温

一般裂解炉设计中,炉墙外壁温度应控制在70℃以下。在此情况下,根据环境温度和风力的不同,炉体热损失为总供热负荷的2.5%-4.0%。近年来,为减少炉体热损失,对保温材料及保温设计进行了改进,如选用优质的保温材料,增加保温层厚度。

四、实施新型节能技术

1.风机变频技术

由于裂解炉为负压操作,通常在炉顶设1台风机抽风,并由烟道挡板控制炉膛负压,风机由电机驱动,电机功率随着裂解炉产能增大而增大。一般6万吨/年裂解炉电机功率为132 kW,10万吨/年裂解炉电机功率为160kW。由于这种大功率电机启动电流很大,很容易发生过载。因此,一般需要采用6 kV高压电机。目前国内外很多裂解装置采用变频电机替代普通电机,并取消了烟道挡板,由电机转速直接来控制炉膛负压。变频电机不仅启动电流低,而且正常运转时比普通电机节电30%-40%,并且可以采用380V低压电机。

2.燃烧空气预热技术

利用乙烯装置废热源来预热燃烧空气可以减少燃料用量,减少的燃料用量大致相当于预热空气的热负荷。因此,预热炉用空气是提高炉效率,降低乙烯能耗的有效措施之一。空气预热最常用的方式是利用烟道气排烟余热进行空气预热,最近也有利用低压蒸汽、中压蒸汽凝液或急冷水等介质来预热空气,节能效果显著。

3.炉管强化传热技术

开发裂解炉管的强化传热技术具有重要的意义。首先,可以使炉管的传热得到加强,从而提高传热效率,节省燃料消耗;其次,强化传热后裂解炉管内的动状态得到改善,从而使裂解过程目的产物的选择性有所提高;另外,由于传热改善,炉管的管壁温度有所降低,有利于延长裂解炉运转周期。

4.裂解炉与燃气轮机联合技术

近年来,为进一步降低乙烯生产的能耗,国外有很多乙烯装置采用裂解炉与燃气轮机联合的节能技术,节能效果十分显著。采用裂解炉与燃气轮机联合的方案是,燃料气先进入燃气轮机发电,产生450-550℃高温燃气,再送人裂解炉作为助燃空气。由于燃气轮机燃烧室中燃料燃烧所用的过剩空气系数一般为3-4,因此,燃气轮机排出的高温燃气中含有体积分数13%-15%的氧。将这些高温富氧燃气作为裂解炉的助燃空气,实际上燃气轮机起到了具有做功能力的空气预热器的作用,并且燃气轮机排气的能量得到了充分的利用,从而使裂解炉的燃料消耗大幅度下降。就整个联合系统而言,总的燃料使用率在80%以上,并使裂解炉有效能利用率提高10%。

五、实施裂解炉节能技术改造

1.将裂解炉改造为新型炉或对辐射段炉管进行改造

新型裂解炉均采用高温-短停留时间与低烃分压的设计。20世纪70年代设计的裂解炉,炉管大多为4管程设计,大多数裂解炉的停留时间在0.4s左右,相应轻烃裂解温度控制在845-855℃,石脑油裂解温度控制在820-840℃,加氢尾油裂解温度控制在790-820℃。近年来,新型裂解炉的停留时间a缩短到0.2s左右,并且出现低于0.1s的毫秒裂解技术,由于停留时间大幅度缩短,裂解温度提高,裂解产品的乙烯收率大幅度提高。对相同的裂解原料而言,在相同工艺设计的装置中,乙烯收率提高1%,则乙烯生产能耗大约相应降低1%。因此,改善裂解选择性,提高乙烯收率是决定乙烯装置能耗的最基本因素。通过裂解选择性的改善,不仅达到节能的效果,而且相应减少裂解原料消耗,在降低生产成本方面起到十分明显的作用。

2.对裂解炉对流段进行改造

在对流段的顶部或原料预热模块,可降低排烟温度,同时可以使物料的横跨温度升高,是辐射炉管的热强度降低。利用对流段的原设计时预留的管排空位,增加增加蒸汽过热模块换,取消蒸汽过热炉。20世纪70年代初期的乙烯装置设计,均设有蒸汽过热炉,集中过热各台裂解炉回收的超高压蒸汽。此后,新装置的设计均取消了蒸汽过热炉,回收的超高压蒸汽在裂解炉对流段进行过热。由此,不仅节省了蒸汽过热炉的投资,同时也降低了燃料的消耗量,并且充分利用了烟气的余热,使裂解炉热效率明显提高,有助于降低乙烯能耗。

参考文献

[1]钱伯章.中国乙烯工业市场和原料分析.中外能源.2011(6).