HT－L炉装置节能减排技改总结

李相军，吕冰洋，王宗立，陈作强

(1.濮阳龙宇化工有限责任公司，河南濮阳 457000;2.郑州大学，河南郑州 450002;3.航天长征化学工程股份有限公司，北京 100052)

0 概论

濮阳龙宇化工有限责任公司于2007年3月开始建设国内首套拥有自主知识产权的HT－L粉煤加压气化装置，该装置设计规模为年产甲醇15万t。2008年10月13日一次投煤成功，进入试生产阶段。在生产过程中为了响应国家“节能减排”政策的号召，同时为了降低生产成本，提高企业竞争力，我公司认真研究，进行了多项节能减排技术改进，取得了良好效果，达到了节能降耗的目的。

1 全厂废热综合回收利用

1.1 技改前的情况

我公司低温甲醇洗六塔的蒸汽冷凝液、气化汽包排污闪蒸冷凝液、二甲醚蒸汽冷凝液和空分加热器的蒸汽冷凝液等几处冷凝液一直没有合理的回收利用，直接就地排放。冷凝液的压力为0.5 MPa、温度≥140℃，总流量约为25 m3/h，不但余热没有得到有效利用，同时造成几十吨的蒸汽冷凝液的浪费。

空分装置预冷系统原设计为装置本身产生的污氮气和氮气为冷冻水降温，夏季温度升高时，启动冷水机组补充冷量。备用冷水机组功率175 kW，制冷量3 150 kJ，循环水量179 m3/h，冷冻水量137 m3/h。实际生产过程中，由于进水冷塔氮气量不足，导致水冷塔水温偏高，出水冷塔空气温度高。冬季启动备用水冷机组后，空分可以正常运行，但是在夏季，备用水冷机组满负荷运行冷量仍然不够，造成空分出空冷塔空气温度高，空分产量降低，造成用电量升高生产成本增加。

1.2 技改方案

经过分析论证，我们新建一套溴化锂制冷机，以蒸汽冷凝液为热源。将低温甲醇洗、气化、二甲醚装置的蒸汽冷凝液统一回收后，作为溴化锂制冷机的热源，通过制冷机产生5.88×106kJ、8℃冷水，部分供空分空冷塔使用，代替165 kW、3.36×106kJ的冷水机组，部分送往中控室、办公楼作为夏季降温冷量。出溴化锂制冷机的冷凝液温度约60℃，再返回到转化除氧器、变换除氧器、锅炉或者脱盐水装置再处理后回收利用。工艺流程图及溴化锂机组的重要参数如图1和表1所示。

图1 技改后工艺流程图

表1 溴化锂机组参数

1.3 使用效果

项目完成溴化锂机组运行以来，运行正常，实际冷凝液回收利用25 m3/h，回收冷凝液温度为110～120℃，出溴化锂机组的冷凝液经换热器冷却后回脱盐水箱。替代了空分装置原有165 kW的水冷机组和中控楼75 kW空调，年可节约用电94.42万元，由于溴化锂机组比原有水冷机组制冷量大，有利于空分装置稳定操作，效果明显。

2 饱和蒸汽的阶梯使用

2.1 技改前的情况

甲醇合成汽包2.7 MPa的饱和蒸汽，流量15～20 t/h，由于该压力等级的蒸汽没有用途，设计直接减压到1.27 MPa蒸汽管网，供空分、低温甲醇洗、二甲醚使用。

2.2 优化方案

增加一套蒸汽汽轮机发电机组，合成汽包产2.7 MPa的饱和蒸汽，流量15～20 t/h，拖动汽轮机发电机组后蒸汽减压到1.27 MPa，去下游用户，电机发电并入厂内部电网使用。工艺流程图及汽轮机组主中要数见图2和表2。

图2 饱和蒸汽利用优化方案

表2 汽轮机设计参数

2.3 使用情况

该机组自2011年10月投入运行以来，运行稳定。根据实际生产情况，合成实际蒸汽压力为2.3 MPa，平均蒸汽流量14.5 t/h。2012年4月份日最高发电量4 400 kW·h，日平均3 581.7 kW·h，4月份共发电107 450 kW·h，折合95 975元(按0.55元/kW·h计算)，年收益约为105万元。

3 富余低压蒸汽利用

3.1 技改前的情况

我厂低压蒸汽(0.5 MPa)富余，在二甲醚技术改造后富余量更大，除部分外售外，还富余15 t/h左右，一直是直接放空，造成很大的资源浪费。

3.2 技改方案

改造冰机的动力形式，利用富余的低压蒸汽拖动汽轮机，替代电机拖动，原电机变为发电机组。在装置开车过程中去掉汽轮机和电机的联轴器，用电机拖动冰机制冷，生产正常低压蒸汽富余后，连接联轴器，启动汽轮机，拖动冰机和电机，电机转为发电机工作。汽轮机重要参数及流程图如下:

图3 富余低压蒸汽利用流程图

表3 主要参数

3.3 节能效果

该机组投入运行后，运行比较正常，低压蒸汽可以全部用完，电机由耗电变为发电。冰机正常运行时需要514 kW的轴功率，汽轮机实际运行数据如表4所示。

表4 汽轮机实际运行数据

我厂低压蒸汽实际富余15t/h左右，压力在0.40～0.5 MPa之间，汽轮机的实际运行功率500～560 kW。按照500 kW 计算，每天节电1.2万kW·h，折合6 600元(按0.55 元/(kW·h)计算)，年节电217.8万元。同时将蒸汽冷凝液回收利用，避免低压蒸汽直接放空，每年回收冷凝液9万多吨，相当于减少脱盐水消耗9万多吨，折合55万元。

4 结论

通过以上几项技术优化、改造后，各机组运行平稳，节能减排效果明显。冷凝液回收利用25 m3/h;富余放空的15 t/h左右低压蒸汽全部回收利用;直接减压的中压蒸汽通过汽轮机发电回收能量，三项技术优化、改造措施每年可产生472.22万元的直接经济效益。