常减压蒸馏装置低温余热回收利用技术创新与应用

梁荣鹏

摘 要：为了贯彻落实国家节约能源，保護环境的政策，建设资源节约型和环境友好型企业。按照总公司有关节能减排的文件精神要求，实现公司可持续发展的战略目标，不断挖掘节能潜力，实施了低温余热回收利用技术。本课题在目前设计工况下，不增加能耗，尽量利用原有可利用的低位热源，提高能源品质和利用效率。充分考虑了目前能源、环境的压力，遵循企业“节能环保”的思路， 确保行业利润同步或略超前发展。企业循环冷却塔热排空是目前我国行业普遍存在的问题。严重影响能源的使用效率，是浪费，也是无奈。常减压装置的能源利用率一般在60%～70%，低温余热如侧线余热一般通过空冷或者水冷转移，湛江公司针对溴化锂冷水机组对于装置的侧线余热利用不彻底的问题，创造性提出装置侧线余热的综合利用方案，即：回收侧线余热，梯级利用于溴化锂热泵和溴化锂冷水机组。热泵项目实施后，提高了能量合理利用率，降低了减压炉出口温度，达到了节能效果。该课题有突出的经济效益和环境效益，在沥青装置中有广阔的推广应用前景。本文通过经济效益计算与节能核算来说明该技术的可行性。期望为炼油厂常减压装置的节能提升提供参考，提高炼化企业节能水平。

关键词：节能;低温余热;环保

1 项目背景

中海沥青（广东）有限公司抽真空系统为机械抽真空，装置使用W型往复真空泵，抽真空效率低，夏季在88～90kPa左右，冬季在90～92kPa左右，满足不了生产重交沥青的要求，因此需要对真空系统进行改造。针对以上问题，公司提出技术改造方案：

1.1 溴化锂余热制冷机组和罗茨真空机组组合应用

利用热水循环系统回收装置侧线油余热，热水驱动溴化锂机组制取冷媒水，冷媒水用于减压塔顶抽真空系统冷却器三级冷却，降低抽真空负荷，再组合罗茨真空机组抽真空，形成了溴化锂制冷与罗茨抽真空组合工艺。

1.2 实现操作室及配电房集中供冷

溴化锂机组产生的过剩冷水作为操作室及配电房中央空调集中供冷的冷源使用。根据现场绘图，施工安装空调冷水管线、风柜、风道、散流器风口、静压箱、防火墙等设备管线，最终完成操作室及配电房的集中供冷网络，取代电力空调的使用，实现节能。溴化锂冷水机组投用后，运行平稳，效果较理想。但是115℃的余热水经过溴化锂后仍具较大的利用的空间。同时湛江公司在原油加工生产过程中，原油罐需要加热防凝固。需要大量0.25MPaG蒸汽，该蒸汽由燃料油燃烧加热获得，消耗了大量能源。湛江公司积极寻求利用该部分余热的办法，大胆提出利用溴化锂热泵制取0.25MPa蒸汽，替代生产装置耗用的蒸汽，降低装置能耗，降低生运行成本。

2 项目的实施

2.1 项目改造采用的技术、工艺和设备

HRH-Ⅱ系统PFD

本技术主要对工艺余热水热量进行梯级利用，115℃工艺热水通过HRH-Ⅱ（溴化锂热泵）系统回收热量，制取0.25MPaG饱和蒸汽进入蒸汽管网，回收后的余热水再进入HRC系统（溴化锂制冷机组）。

2.2 热泵组成及工作原理

溴化锂热泵，与溴化锂制冷机组结构原理上有类同。主要由冷凝器、蒸发器、吸收器、发生器组成，还包括换热器和循环泵组成，机组内部同样充有溴化锂溶液。不同的是溴化锂制冷机组是利用余热制冷，而热泵是利用余热产生蒸汽。

工作原理：从蒸发器出来的热源，再进入发生器进行二次换热，使发生器中的稀溴化锂溶液中的水蒸发，剩余的浓溶液流回吸收器，而水蒸气进入冷凝器，经循环水冷却进入蒸发器，在高真空下蒸发，收吸高温热源的热量，变成高温蒸汽进入吸收器，浓溴化锂溶液吸收高温蒸汽，释放出热量加温热水，从而产生蒸汽。浓溴化锂溶液吸收高温蒸汽后变成稀溶液，进入发生器，不断循环。

装置的余热水（冷8出水）作为驱动热源，直接进入溴化锂热泵机组，经换热降温至80℃，出来后再做为溴化锂制冷机组的驱动热源，降温至65℃循环回锅炉软水箱。余热水除了作为驱动热源外，还为减二线蒸汽包（容20）和溴化锂热泵的汽包补水，溴化锂热泵汽包通过收水调节阀，控制汽包液位。

溴化锂热泵机组产生的低压蒸汽（0.3MPa）接至容9进行脱水，进入初馏炉过热后供各塔汽提使用，多余的蒸汽供油品罐区加热油品。热泵汽包通过其顶部出汽调节阀，控制汽包压力。

3 经济效益计算

溴化锂热泵系统按照最小负荷核算节能量：

一是HRH-Ⅱ系统副产蒸汽产生的直接经济效益;二是系统优化后，改造系统直接将工艺热水从115℃降温至85℃，减少了冷却器的循环用水量，降低了冷却水系统的负荷，节省了冷却水泵、冷却塔风机电耗及冷却塔飘水补水;72t/h冷却水系统运行水泵及冷却塔风机电耗：45kW（水泵30kW，冷却塔风机电耗15kW）。

改造系统年经济效益：

①产生蒸汽经济效益：热泵投用后产蒸汽量为0.74t/h，蒸汽价格约320元/t，每年按8000h运行，年经济效益=0.74*8000*320=189.44万元;

②节约系统补水的经济效益：按实际测算补水节能量为1.62t/h，能源价格按2元/t，系统补水节约年度经济效益=1.62*8000*2=2.59万元;

③节约系统运行的电费：减少机泵的功率约14kW，电费价格为0.8元/kW.h，年度节约电费经济效应=14*8000* 0.8=8.96万元，热泵投用后年度经济效益约200万/年，实施该项目改造后，系统投资307万元将在1.3年（15.3月）内收回。

4 实施效果总结

溴化锂热泵系统直接将工艺热水从115℃降温至85℃，产生0.25MPa的蒸汽约1.0t/h，此蒸汽经过初馏炉对流室过热后用于分馏塔汽提和储运供蒸汽。115℃，40t/h的中温热水从溴化锂热泵出来后仍有85℃，此温度段的热水再进溴化锂制冷机组，制取7℃冷媒水35～45t/h，一部分为减压塔顶冷却器提供温度恒定的冷媒水，减少减顶不凝气量22%，降低了抽真空负荷，减压塔顶真空度能达到99kPa;一部分冷媒水向操作间、配电间供冷，停掉了操作间、配电间电力空调7台，实现了年节电68730kWh。由此形成了溴化锂热泵和溴化锂制冷机组对侧线油低温余热的梯级利用、综合利用的组合工艺。

参考文献：

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