公用热力管网节能与应用研究总结报告解析

1、商业机密 公用热力管网节能与应用研究项目 （总结报告） 编制单位：中海油气（泰州）石化有限公司 编写单位：2014年2月25日 公用热力管网节能与应用研究项目 1. 前言2 2. 凝结水回收意义3 3. 蒸汽系统现状4 4. 存在的问题及分析6 4.1疏水系统不完善6 4.2凝结水回水系统不完善6 5. 节能改造方案6 5.1凝结水回收系统考虑的几个问题6 5.2凝结水回收方案7 6. 项 目实施后效果7 7. 技术经济效益评价8 8. 结论9 公用热力管网节能与应用研究项目 1 前言 蒸汽作为一种热能载体，由于其单位热容量大，传输方便，管网效 率高等特点，被广泛应用于发电、石油、石化造纸、印

2、染等行业。蒸汽 的热能由显热和潜热两部分组成，通常蒸汽在用汽设备中释放出汽化潜 热后变为同温同压下的饱和凝结水，凝结水所具有的热量约占蒸汽总热 量的20%30%,蒸汽压力越髙，凝结水的温度就越高，其所含有的热 量就越大，合理回收利用凝结水，减少热能损失和水资源的浪费，有着 显著的经济效益和社会效益。为了便于考虑凝结水效益问题，给定下列 条件：每小时回收It凝结水，回收凝结水的温度为90C,自来水的温度 为20C,系统为连续运行，年运行8760h （例如化工、炼油等生产企业）。 1年可节约标煤对于连续运行的生产企业，每小时回收X凝结水，运行 365天年节约标煤约为88to从社会的观点看，该项目的

3、真正价值主要是 节约燃料和水。回收It凝结水，年运行8000h可节约标煤80t,若年运行 3000h,则可节约30t标煤o凝结水回收利用的社会效益：凝结水热量的 回收利用，实际上是减少了蒸汽消耗量进而减少产汽过程中碳黑、C02和 NOx的排放量；减少热污染；凝结水回收利用，减少了水处理量，从而减 少水处理的废水排放量，减少新鲜水的消耗，对缓解我国水资源紧张状 况有重大意义。 中海油气（泰州）石化有限公司（以下简称泰州石化）沥青、焦化料 罐区、码头距离厂区较远，公用管廊长达1500米，沿管廊分布众多蒸汽 分配器和疏水站。原设计采用分管线疏水，疏水器多且易堵塞，达不到 效果，且就地排放浪费能源，需

4、对蒸汽分配器和疏水站进行改造，更换 公用热力管网节能与应用研究项目 性能稳定高效的疏水器，对蒸汽凝结水进行回收，减少就地排放。本项 目有凝结水回收系统的改造，最大程度地回收凝结水，减少污水排放， 节约水资源，降低C02的排放量，对节能降耗、挖潜增效、减轻环境污染 和水资源的合理利用等方面的工作，起到了积极的促进作用。 2 凝结水回收意义 凝结水是饱和蒸汽释放潜热后的产物，蒸汽潜热利用完后，就变成 了含有显热的高温凝结水，大多数用汽设备是利用饱和蒸汽的潜热，排 出的是饱和凝结水。因此，蒸汽凝结水的价值体现在水值和热值两个方 面，凝结水的回收利用也包括水的回收利用和热的回收利用两个方面， 经过现场

5、交流、调研，沥青罐区及公用管廊沿线的蒸汽伴热线高温凝结 水可以回收到凝结水站对其部分进行利用。 凝结水的水质：凝结水的产生过程实际上就是一个蒸馆的过程，凝 结水实际上就是蒸憎水。正常情况下，凝结水的洁净程度很髙，水质能符 合除盐水的水质指标，可以满足绝大多数场合的用水要求。 凝结水的热值：凝结水的热值为凝结水在排放温度下的热焙。具有 实际意义的热值是凝结水在排放温度下焙与新鲜水焙的差值。下表列出 几种条件下凝结水热值与蒸汽总热焙和蒸汽潜热的对比，表中能量的单 位均为kj/kg,其中比例为同一压力条件下饱和凝结水的焙占饱和蒸汽总 焙的百分比。 公用热力管网节能与应用研究项目 表2凝结水热值表 序

6、号 绝压 MPA 饱和温度 (C) 饱和凝结水的 焙(kj/kg) 饱和蒸汽的焙 (kj/kg) 蒸汽潜热 (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 通过上表可以看出在整个热力系统中，凝结水不仅含有除盐水的价 值，而且含有髙的热值，充分回收利用凝结水可以：有效提高锅炉给水 温度，降低燃料耗；减少补水量，降低水耗及软化费用；提高炉水纯度， 降低排污损失；降低对环境造成的污染。 3. 蒸汽系统现状 泰州石化沥青罐区及管廊沿线伴热的蒸汽消耗主要是利用1. OMPa蒸 汽对输送工艺介质进行加热、维温及管线伴热保温，各疏水点共559个， 由于区域内没有凝结水回收管网，各疏水点全部就地直排。各疏水点相 关数据见下表1: 公用热力管网节能与应用研究项目 表1蒸汽管网疏水点分布表 序号

8、 名称 数量 单位 1 T0101盘管疏水 6 台 2 T0102盘管疏水 6 台 3 T0301盘管疏水 12 台 4 T0302盘管疏水 12 台 5 T0303盘管疏水 12 台 6 T0304盘管疏水 12 台 7 T0305盘管疏水 12 台 8 T0306盘管疏水 12 台 9 T0307盘管疏水 9 台 10 T0308盘管疏水 9 台 11 T0309盘管疏水 9 台 12 T0310盘管疏水 9 台 13 T03U盘管疏水 9 台 14 T0312盘管疏水 9 台 15 T0313盘管疏水 16 台 16 T0314盘管疏水 12 台 17 T0315盘管疏水 12 台 18

9、 T0316盘管疏水 4 台 19 原油加热器疏水 2 台 20 原油罐区伴热疏水 11 台 21 沥青罐区伴热疏水 73 台 22 焦化料罐区伴热疏水 22 台 23 原油泵房伴热疏水 12 台 24 沥青泵房伴热疏水 87 台 25 沥青泵房西侧管架区伴热疏水 9 台 26 管廊伴热疏水 147 台 27 管廊分汽缸疏水 14 台 公用热力管网节能与应用研究项目 4. 存在的问题及分析 4. 1疏水系统不完善 热静力式疏水阀工作原理是利用蒸汽与凝结水的温度差实现凝结水 的自动排放，其热敏元件热胀冷缩易疲劳损坏，一旦热敏元件失效，将 直接泄露新鲜蒸汽。若产品质量不过关，频繁出现这种情况，不但

10、使管理 人员疲于奔波，也造成大量的浪费。 泰州石化在改造前，原油、沥青罐区及管廊沿线伴热疏水方式基本 上是安装疏水阀进行疏水，达到阻汽排水的目的。管线伴热线疏水几乎 全部采用热静力式疏水阀。而采用这种方式进行疏水存在着一些问题， 一方面，现有疏水阀使用寿命短，不耐污物，失效率髙，运行性能较差， 势必造成了大量的蒸汽浪费。另一方面，热静力式疏水阀背压率较低， 无法实现凝结水闭式余压回收。 4.2凝结水回收系统不完善 由于管廊疏水站疏水排放点很分散而且各疏水点间距为3001000 米，现场使用的多为背压率低的热静力疏水阀，所用的疏水阀品牌较多， 产品质量参差不齐，导致疏水阀的平均寿命较短，更换频繁

11、，同时造成 大量的蒸汽泄漏。另外，另外该区域原设计没有建立凝结水回收系统， 因而造成宝贵的凝结水白白地排放了。 5. 节能改造方案 5. 1凝结水回收系统考虑的几个问题 1）凝结水流动动力问题 凝结水回收一般分为重力自流回水、背压回水、加压回水、混合回水 公用热力管网节能与应用研究项目 四种方式。 8.余压回水系统：利用疏水器出口处凝水所具有的压力回送凝水。 b.重力回水系统：靠凝水管路始末两端的位能差回送凝水。 C.加压回水系统：用泵从局部系统的凝水箱中将凝水打回锅炉房。 d.混合回水系统：整个系统利用几种流动动力时的凝水回收系统。 2）凝水回收系统是否与大气直接相通问题 a. 开式系统：凝

12、结水回收系统与大气相通。此系统不可避免地要发生 二次蒸汽的损失和空气的侵入，损失热、损失凝水、腐蚀管路和影响环 境，因此效果不好。 b. 闭式系统：凝结水回收系统不与大气相通。没有以上开式系统的缺 陷，效果好。 5.2凝结水回收方案 该项目是对凝结水回收系统的完善，主要内容包括以下两部分： （1）将沥青罐区罐体原有疏水器更换为性能较好，耐水锤的三合一疏 水器，并将罐区分路管道并联后再集中疏水，在分管道设置检查阀； （2）将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换 为性能稳定的疏水阀，回水管线通过阀门连接至凝结水回水总管线上。 6项目实施后效果 凝结水回收至装置上用做软化水、循环水

13、等其他工艺系统，项目实施 后，实现了凝结水效益利用最大化。可以从下列装置新鲜水和蒸汽能耗 图表得知，见表3： 公用热力管网节能与应用研究项目 表3新鲜水和蒸汽能耗表 单位：t 月份 11 月 12月 1月 2月 3月 4月 5月 新鲜水 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 新鲜水 1899 477 461 476 489 454 430 蒸汽 1217 1578 1012 1337 991 683 720 由表3和图1中可以得知自凝结水回收系统项目投用后，装置的主要能 耗新鲜水和蒸汽用量呈现下降趋势。 7.技术经济效益评价 按阀座孔径l/2in计算，月蒸汽损失352吨，伴热线使用率30%测算， 月减少蒸汽量为105吨，预计每年可减少蒸汽损失1267吨，节约137吨标 煤。按蒸汽价格235元/吨测算，年每年可节约蒸汽费用1267X235=29.8 万元。 以上计算为估算值，实际产生的节能效益以运行工况为准。 公