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1、蒸汽管网优化、蒸汽凝结水回收、乏汽回收及凝结水除油除铁技术,1,许金林中国石化股份有限公司炼油事业部 2017/10/7,2,节能、节水意义重大,本世纪人类最大危机,1 .能源危机2 .水资源危机,蒸汽的优化及回收凝结水将节约能源、解决蒸汽系统的跑冒直排，争取实现闭式循环，最大限度地节水、节能、环保。,3,蒸汽优化利用、凝结水的回收利用是节能工作中的一项重要内容,远望我们的企业，常能看到这样的情形：厂区充满蒸汽白云！,4,蒸汽在生产过程中的作用,1、水蒸汽是企业里最常见的二次能源；2、蒸汽系统是保障企业正常生产运行的重要基础（换热、伴热、机械驱动力、工艺混合蒸汽以及采暖、吹扫）；3、蒸汽系统是
2、企业的能量流的最大交换平台。,5,主要讲以下几方面的内容,一、中国石化炼油厂凝结水回用情况,二、蒸汽管网的优化技术,三、凝结水的回收技术,四、乏汽的回收利用技术,五、凝结水的除油除铁技术,一、中国石化炼油厂凝结水回用情况,7,一、中国石化炼油厂凝结水回用情况,2004年中国石化炼油企业凝结水回用情况,各炼油企业的详细回收情况见附表,8,一、中国石化炼油厂凝结水回用情况,各企业的凝结水回收率相差较大： 高的在70%以上，低的回收率极低。 国外炼油厂凝结水回收率在70%以上！ 中国石化炼油厂的平均水平为43.42%！,9,1、蒸汽占炼油总能耗的现状,2004年中国石化炼油企业蒸汽能耗占总炼油能耗的
3、情况： 中国石化炼油厂蒸汽的能耗占炼油总能耗的13%！2004年中国石化炼油综合能耗：73.52千克标油/吨 蒸汽能耗：9.53千克标油/吨 蒸汽单耗：0.12吨/吨原油各企业的具体情况见附表：,10,2、中国石化主要炼化企业凝结水回用的潜力,通过调查发现炼油企业的凝结水回收潜力： 回收凝结水1720吨/时！除盐水按15元/吨计算，年效益达到2.1亿元！ 可以将中国石化的凝结水回收率从目前的43%提高到70%以上！ 投入2.05亿元，投资回收期 1年，投资11.91万元/(吨水/时) 。,各企业的凝结水回收项目情况及投入情况：,二、蒸汽管网的优化技术,12,1、蒸汽管网系统存在的问题,1、管理
4、方面的问题；2、技术方面的问题；,13,管理方面的问题,1.1 蒸汽管网系统没有全局的节能观念! 解决方法：优化设计 交流、总结先进、科学的蒸汽技术； 从设计上完善和规范蒸汽管网系统。1.2 做不到“高热高用、低热低用” 解决方法：串级使用、低温热回收,14,技术方面的问题,2.1 蒸汽管线泄漏严重,蒸汽总管凝结水直接排放,15,2.2 疏水设备的问题,疏水器不工作了!,技术方面的问题,16,2.3 多汽源、多用户的蒸汽管网没有做到优化整合，不同季节蒸汽产用不平衡, 多余低压蒸汽放空现象普遍,技术方面的问题,17,不正确的主管线疏水,技术方面的问题,2.4 输送技术不正确,18,外接蒸汽管线不
5、正确,技术方面的问题,19,局部限流,龙门架处积水上游需强行疏水,技术方面的问题,20,疏水点 排凝点 没有区分,技术方面的问题,21,2.5 蒸汽的多个压力等级、多种流向的复杂系统难以满足不同的用汽工况，减温减压现象严重,不能保证以最低蒸汽消耗维持企业生产的正常运行,技术方面的问题,22,混合气体分压定律,蒸汽管网系统存在的问题: (蒸汽中含不凝气的影响),空气 0%(V) 蒸汽压力 1.72MPa对应温度 205 ,空气 30%(V) 蒸汽压力 1.28MPa对应温度 191 ,技术方面的问题,23,蒸汽管网系统存在的问题: (蒸汽中含不凝气的影响),空气导致管道腐蚀,空气对传热效率的影响
6、,技术方面的问题,24,2.6 管线保温效果差 个别企业在大雨过后蒸汽消耗增加100吨/小时,技术方面的问题,25,2 蒸汽管网的优化技术,1，工艺装置用能优化,2，低温热吃干榨尽,3，蒸汽动力系统全局改造,开展节能优化的层次,节能思路：,26,2 蒸汽管网的优化技术,注重节能的每一个环节,二次用能,27,投资费用,操作费用,总费用,用能效率,2 蒸汽管网的优化技术,目前,将来,节能的潜力与方向经济分析：经济可行性通过能耗费用与投资费用的权衡,费用,28,2 蒸汽管网的优化技术,蒸汽管网的节能优化可以从三个过程着手：蒸汽的产生、传输、使用。 蒸汽的产生：利用自身的长期稳定的热阱（吸热）资源，如
7、炼油气分装置的重沸器等，最大程度地吸收整个企业的低温余热，使单位燃料可以产生更多的蒸汽。,29,2 蒸汽管网的优化技术,蒸汽的传输：减少泄漏，保障品质即压力和温度（实质就是减少用户对蒸汽的需求量）。 蒸汽的使用：空气的排放、疏水器的合理选型可使各种不同换热设备既不泄漏蒸汽又能及时排水。 研究每个换热设备的设计耗能和实际耗能之间的差距可找出过多耗能的原因。,30,2 蒸汽管网的优化技术,提高蒸汽品质: 完善锅炉配套系统（在源头控制蒸汽品质）； 完善系统的汽水分离、排出不凝气； 防止真空破坏现象。,31,2 蒸汽管网的优化技术,科学管理蒸汽管网动态的实时监测蒸汽系统生产用汽量值的变化蒸汽品质的等级
8、输送效率管网损失,三、凝结水的回收技术,33,3 凝结水的回收技术,凝结水回收阶段：采用凝结水管网整体优化设计以及“分散前沿加压回收技术”。加压输送凝结水，既能保障疏水器前的换热器正常工作，又能保障凝结水管网的高效运行。,34,蒸汽凝结水系统节能的潜力：1、节约蒸汽的潜力在522左右，增加凝结水回收率为4080；2、回收凝结水有“余热、水和软化费”三项效益。 例如：对一个蒸发量在100吨/小时的企业，目前可以轻松实现的节约蒸汽率为8，新增凝结水回收量为40，节水效益在400万元左右，节约燃料在700万元左右，合计超过了1000万元，投资的回收周期小于一年。,3 凝结水的回收技术,35,3.1
9、凝结水回收目前存在的问题,为消灭白烟，伴热线直接排入“回水管网”巨大的隐形浪费,36,蒸汽内漏凝结水罐集中放空,疏水阀选型不当或疏水阀失效各种原因的蒸汽内漏导致凝结水回收系统回收不畅甚至瘫痪,3.1 凝结水回收目前存在的问题,37,凝结水高低压共线回收生产负荷变化时，低压蒸汽用汽装置不能正常生产，凝结水只能直接排放,3.1 凝结水回收目前存在的问题,38,3.1 凝结水回收目前存在的问题,39,3.2 凝结水的回收技术,40,（1）疏水阀的选型,41,（1）疏水阀的选型,42,疏水器分类,（1）疏水阀的选型,43,倒吊桶式 低压换热器，主管线， 8 t/h,自由浮球热静力式 中高压换热器，变工
10、况,（1）疏水阀的选型,各种疏水器的适用场合,44,热动力式 强水击场合，基本不推荐使用,热静力式 主管线、伴热线，换热器，变工况， 15 t/h,杠杆浮球热静力式 换热器，变工况，超大排量， 127 t/h,（1）疏水阀的选型,各种疏水器的适用场合,45,系统保护报警!,（2）凝结水回收在线监控,46,（3）凝结水顺压流动,47,要结合着闪蒸汽回收!,（4） 凝结水回收与闪蒸汽回收的结合,四、乏汽的回收利用技术,49,乏汽的回收利用技术,有了蒸汽的梯级利用，才有不同压力下饱和凝结水和闪蒸汽的产生,50,4.1 乏汽回收目前存在的问题,凝结水高低压共线开式回收,51,4.1 乏汽回收目前存在的
11、问题,凝结水罐顶大量蒸汽放空,52,开式回收凝结水系统,4.2 凝结水回收系统,闭式回收凝结水系统,开式浪费蒸汽和能耗,闭式能回收几乎所有的蒸汽，技术核心是调压回收，利用了蒸汽的潜能,53,4.3 乏汽的回收技术,乏汽回收有3种方式： 1乏汽的定压回收； 2乏汽的调压回收； 3全流热力间接回收。,54,定压回收,4.3 乏汽的回收技术,凝结水在一定的压力下闪蒸、疏水，蒸汽需减压控制,55,调压回收,4.3 乏汽的回收技术,回收的乏汽没有压力的限制、能量可充分利用,56,高压蒸汽,生产用蒸汽,蒸汽喷射式热泵调压回收,4.3 乏汽的回收技术,57,4.3 乏汽的回收技术,全流热力间接回收方法(乏汽
12、热能回收器),特点：乏汽含有杂质、有机物、不可凝气体，不能直接回收利用，采用间接回收的方法，回收其热量。,58,4.3 乏汽的回收技术,五、凝结水的除油除铁技术,60,5.1 凝结水除油除铁目前存在的问题,凝结水里油、铁等杂质浓度超标排放或进循环水系统,61,凝结水温度过高自然降温或混合降温,5.1 凝结水除油除铁目前存在的问题,62,一般工艺,5.2 凝结水除油除铁技术,主要存在问题：1、凝结水回收温度低；2、能耗高；3、杂质去除率低；4、没有抗冲击能力。,63,5.2 凝结水的除油除铁技术,5.2.1过滤吸附法,采用“特种树脂”，以类萃取和过滤的方法，可以使凝结水在高温（120以下）直接进
13、行除油除铁的净化处理，由此实现处理后的凝结水含油量小于1.0ppm，含铁量小于50ppb，从而满足中压（3.5MPa）锅炉的进水标准。,64,利用特种除油树脂做基础，采用“类萃取”进行含油凝结水的破乳、富集并分离，使微量的油粒从高温的凝结水中分离出来。,5.2 凝结水的除油除铁技术,65,来水温度: 120 出口含油: 1.0mg/L(ppm),5.2 凝结水的除油除铁技术,66,“类萃取”除油技术不必预先降温处理，树脂没有饱和现象，因此不需再生。树脂连续使用寿命在6年10年以上。运行操作简单，系统运行费用极小。,5.2 凝结水的除油除铁技术,67,覆盖过滤除铁过程示意图,粉末树脂覆盖过滤除铁
14、是将预混好的粉末状混合树脂，通过敷膜系统预先涂敷于精密过滤单元外表面上，凝结水在通过过滤单元时，所含铁及悬浮物被置换和阻截而被除去。 粉末树脂涂层饱和后，可以反冲清洗除去，重新敷膜即可再用。,5.2 凝结水的除油除铁技术,68,出水质量：含铁: 50 g/L(ppb)（即使短时间冲击负荷到1000ug/L,亦可保证出水的指标要求）粉末树脂的涂膜周期：当铁在500ug/L以下时，可以连续运行2到3个月,5.2 凝结水的除油除铁技术,69,5.2 凝结水的除油除铁技术,70,高温凝结水精制技术在国外炼油厂的应用,5.2 凝结水的除油除铁技术,兰州石化公司100t/h高温凝结水净化精制装置,预计2005年8月份投入使用,71,5.2.2 活性分子膜超微过滤、多官能团纤维吸附,活性分子膜超微过滤 + 多官能团纤维吸附技术可以使凝结水在高温（110以下）直接进行除油除铁的净化处理，使之满足中压锅炉的进水标准: 油含量 1.0ppm 总铁 50ppb COD 2mg/L 硬度约为 0mol/L,5.2 凝结水的除油除铁技术,72,凝结水装置流程,5.2 凝结水的除油除铁技术,73,原 水 箱,水中油含量可降到30ppm,原水箱实际上可称为油水分离器，有两个作用： 1、使进水均布； 2、降低水的湍流速度，延长凝结水的有效停留时间，使游离态和机械分散态油更易与水分离。,
