低压蒸汽喷射制冷技术在水系统重复利用技改中的应用.pdf

第44卷第2期
煤化工
Vol 44 No.2
2016年4月
Coal Chemical Industr
Apr.2016
低压蒸汽喷射制冷技术在水系统重复利用技改中的应用
成华峰
(山西焦化股份有限公司,山西洪洞041606)
摘要山西焦化公司焦化厂生产装置的一、二系统原采用低温水换热后直接排放,造成吨焦耗水高,通过
对蒸汽双效溴化锂制冷机组、低压蒸汽喷射制冷机组两种制冷技术进行比较,最终选择低爪蒸汽喷射制冷技术
进行改造。介绍了改造后的低压蒸汽喷射制冷技术「艺流程,改造实施后,吨焦耗水从2.62t减小至1.84t,节
水效果显著
关键词焦化厂,余热利用,低压蒸汽喷射制冷,节水,改造
文章编号:1005-9598(2016)-020040-03中图分类号:1B3617文献标识码:B
1项目实施的必要性
水溶液为吸收剂,利用低品位热源(低压蒸汽)制取5
℃~10℃冷水的装置。由于该机组的诸多优点,在行
山西焦化股份有限公司(简称山焦)焦化厂焦炭业得到广泛应用,但也存在制冷机组运行效率衰减较
产能为360万t/a,主要生产装置分为3个系统(分快等不足。
別称为一系统、二系统、三系统),其中一系统配套两
低压蒸汽喷射制冷技术原理是利用企业在L
座50孔的6m顶装焦炉,二、三系统分别配套两座65艺生产过程中产生的大量余热蒸汽、二次蒸汽作为
孔6m顶装焦炉。按照焦化厂一、二系统的原设计方动力源进行喷射,形成真空。在真空常温的情况下.
案,因地制宜,利用附近霍泉14℃水进行换热后,直水被蒸发,释放出潜热,在此过程中,水的温度会迅速
接排放,没有采用制冷装置进行重复利用,造成吨焦下降,通过控制水的潜热释放量,得到不同温度的符
耗水高达2.62t,与同行业吨焦耗水1.7t相差较合I艺冷却需要的冷水。相比之下.低压蒸汽喷射制
大,焦化厂区域夏季平均用新鲜水量为1300m3/h,冬冷机由于以水为冷冻剂,不存在衰减现象,运行稳定
季用量1100m/h,新鲜水用量远高于行业水平。按照性高。
国家节能减排有关要求,同时作为国家循环经济政策
结合山焦焦化厂二系统采用的素汽双效溴化锂
试点单位之一,实现“零”排放是山焦的主要发展方机组的使用效果以及干熄焦投产后夏季富裕低压
向,所以必须进行水系统的重复利用技术改造。
蒸汽30t/h以上的情况,对上述两种制冷技术进
经过多次对蒸汽双效溴化锂机组与低压蒸汽喷比较
射制冷技术进行比较,山焦最终选用低压蒸汽喷射制
山焦焦化厂三系统供水系统配套蒸汽双效溴化
冷技术,对焦化厂二系统的供水系统进行了改造,项锂机组年综合运行约150d,运行时间为每年5月
日于2014年12月份开工建设,2015年7月建成投日到10月1日,蒸汽双效溴化锂吸收式冷水机组维
用,并取得了良好的效果。
护费用核算见表1,低压菾汽喷射式冷水机组维护成
本核算见表2(数据来自外出调研的厂家,由于制冷
2改造方案的确定
使用的低压蒸汽是乏汽,制冷机不用时全排放,所以
对蒸汽的成本不作核算)。两种制冷技术性能运行对
蒸汽双效溴化锂机组是以水为制冷剂、溴化锂-比分析见表3。
收稿日期:2015-11-23
作者简介:成华峰(1974ー),男,出西霍州,工程师,学土,2011年本科毕业于太原理工大学煤化エ工艺专业,现从事化T
生产技术工作,E-mai]:jhcchf@163.com
2016年4月
成华峰:低压蒸汽喷射制冷技术在水系统重复利用技改中的应用
表1蒸汽双效溴化锂吸收式冷水机组运行维护费用
项目名称
每天耗量
运行时间
费用总计/万元
机组耗电费用(单价0.675元/kWh)
0kWh/h?台×4台×24h
1a(150d)
9.7
溴化锂溶液补充更新和再生费用(单价3万元/t)
1.5t/台×4台
冷却水水系统防垢、杀菌除藻剂费用
1 a( 150d
机组维修更换配件、备品备件、真空保养费用(6万元/台)
24
合计
蒸汽双效溴化锂吸收式冷水机组1年运行维护费用
101.7
注:单台制冷量为1675×10kJ,按4台机组计算。
表2低压蒸汽喷射式冷水机组运行维护成本核算
足生产需求;2014年开始,4台机组制冷量只能达到
项目名称。每天耗量运行时间费用总计/万元1675×10kJ/h,多次检修效果不明显,8月份停下
机组耗电费用不耗电
0
后,再没有使用。相比之下,低压蒸汽喷射制冷机由于
制冷剂无须补充
以水为冷冻剂,不存在衰减现象,运行稳定性高。综合
更新和再生
比较,最终确定采用低压蒸汽喷射式制冷机组,对焦
冷却水水质防垢、
化厂ー、二系统进行改造。
杀菌除藻剂费用
机组免维护无需备品
备件,简单更换垫片等
1 a
3工艺改造实施
小计低压蒸汽喷射式冷水机组
年运行维护费用
3.1总体思路
注:单台制冷量为2093×104kJ,按2台机组计算。
综合考虑山焦焦化厂整个水系统平衡,对焦化厂
表3两种制冷技术性能、运行对比分析
系统不进行制冷技术改造,其退水用于焦化厂、焦
油加工厂的循环水补水,实现水量平衡,考虑系统调
项目名称
蒸汽喷射
蒸汽溴化锂吸
真空制冷装置收式冷水机组
节需要,一部分退水进入消防水池;焦化厂二系统中,
机组类型
饱和蒸汽
蒸汽
采用低压蒸汽喷射真空制冷技术,对系统供水进行改
工作介质
水
蒸汽、水和漢化锂溶液「造,其制冷后的高温退水通过低压蒸汽喷射真空制冷
制冷温差
0~25℃
0~7℃
装置,将水冷却后,返回低温水池循环使用。为节约投
冷水温度可调范围大
可调范围小
资,改造利用闲置的发电系统4000m/h的循环水装
制冷量
永不衰减
逐年衰减
置,同时利用原有的低温水泵作为冷冻水泵。
工作蒸汽压
0.3 Mpa
3.2改造后的工艺流程
蒸汽耗量
9 t/hx2
3 t/hx
干熄焦车间、供汽车间发电后的乏汽或烟道气余
安装占地要求立体安装
平面安装
热回收锅炉生产的低压蒸汽,送至低压蒸汽喷射制冷
使用寿命
5 a
装置的减温器后,进人分汽缸,由分汽缸向主喷射器
注:蒸汽双效溴化锂吸收式冷水机组按4台制冷量
和辅助喷射器供汽。将焦化厂二系统各工序换热升温
1675×1kJ/台机组计算;低压蒸汽喷射式冷后的二次水,利用余压流人低压蒸汽喷射制冷装置的
水机组按2台制冷量2093×10°kJ/台机组计算。
蒸发器,蒸发器内为真空环境,蒸发器内水在-0.096
从表1、表2可以看出,采用低压蒸汽喷射制冷MPa下,迅速蒸发释放潜热,使温度降低,成为所需的
机制取冷水与蒸汽双效溴化锂机组制取冷水相比,运冷冻水(低温水),依靠重力,自流入冷冻水池(低温水
行维护费用低51.6万元/a。更重要的是双效溴化锂池),最后通过低温水泵,送往焦化厂二系统各工序
制冷机组运行效率衰减较快,焦化厂三系统使用4台完成一个