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(内蒙古康乃尔化学工业有限公司，内蒙古 扎鲁特 029100)

我公司正在建设的400 kt/a防冻液项目，自项目成立之日起就非常重视节能减排工作，在创建低碳工艺方面也注入了新技术。如压缩机尽量采用汽轮机驱动，可减少能量转换过程中的损失，由此可提高能源的利用率；做功后的蒸汽变成冷凝液，再回到除氧槽进行循环利用。

我公司防冻液项目中的冰机、CO压缩机、空气压缩机组在表冷器设计中冷凝热都被循环冷却水带走，氨压缩机出口气体温度高、热负荷大，这些余热也被循环冷却水带走，造成了热能的损失。而降低汽轮机表冷器的真空度，提高乏汽温度(70 ℃)，对外实施供热是充分利用该部分损失的热量的有效措施。为此，建议对厂区冬季采暖的加热方式进行改进，以充分回收和利用这部分余热，降低供热成本。

1 厂区采暖加热方式和汽轮机乏汽冷却方式的传统设计

冬季采暖是用新鲜蒸汽对采暖水进行加热，加热后的采暖水经采暖水循环泵送到厂区进行供热，散热后的水回流到换热器中再次用新鲜蒸汽提温，进行连续循环供热。

汽轮机乏汽采用循环冷却水进行冷却，换热后的冷却水送到冷却塔与空气进行对流换热，最终把热量排放到大气中。

2 汽轮机乏汽余热回收改造建议

众所周知，蒸汽透平机的热量损失主要在于汽轮机乏汽，而研究汽轮机乏汽余热回收的问题在经济上有着十分重要的意义。本建议只考虑冰机和CO压缩机汽轮机乏汽的余热回收。

2.1 可回收余热的统计

(1)冰机汽轮机乏汽可回收热量

12 700 kg/h×(2 626.8 kJ/kg-293.53 kJ/kg)=29 632 529 kJ/h

(2)CO压缩机汽轮机乏汽可回收热量14 500 kg/h×(2 626.8 kJ/kg-293.53 kJ/kg)=33 832 415 kJ/h

上述计算式中，12 700 kg/h、14 500 kg/h分别为冰机和CO压缩机蒸汽消耗量；汽轮机排汽温度70 ℃时其焓值为2 626.8 kJ/kg[压力0.031 8 MPa(A)]，凝结水70 ℃时其焓值为293.53 kJ/kg。

回收热量总和为29 632 529 kJ/h+33 832 415 kJ/h=63 464 944 kJ/h，换算成0.6 MPa低压蒸汽(其焓值为2 760 kJ/kg)为63 464 944 kJ/h÷2 760 kJ/kg=22 994 kg/h≈23 t/h。

据上述计算结果可知，回收的余热相当于每小时供应23 t 0.6 MPa低压蒸汽。另外，氨压缩机出口氨气携带的热量也很大，可以实施回收，具体方案待做详细设计时一起考虑。

2.2 改造建议

在原有的工艺设计余热回收方案的基础上进行改造，将厂区采暖以新鲜蒸汽加热的方式，改造成用汽轮机乏汽加热的方式。具体如下。

冰机、CO压缩机的汽轮机采取低真空运行方式，非采暖季按原设计排汽压力运行，冰机汽轮机排汽压力0.016 MPa(A)、CO压缩机汽轮机排汽压力0.008 MPa(A)；采暖季汽轮机排汽压力设定为0.031 8 MPa(A)，此压力下排汽温度为70 ℃。将汽轮机的表冷器作为热网的换热器，循环水由原来的在冷却塔和表冷器之间循环改为在厂区、厂前区和表冷器之间循环。这一技术利用汽轮机做功后的乏汽加热采暖回水，使其由50～55 ℃升高至65～70 ℃，再经采暖水循环泵送到厂区、厂前区进行供热，散热后水温降至50～55 ℃，回流到表冷器中再次提温并循环供热。在这个过程中，原先通过冷却塔散失到大气中的热能得到了有效利用。循环水供暖机组就相当于低背压或真空背压机组，其热能利用率可以达到80%以上。

(1)在冬季最冷天气时，启用调峰加热器以少量的低压蒸汽进一步提高采暖水温度即可满足供热要求。

(2)当冰机或CO压缩机出现故障时，可加大调峰加热器蒸汽用量以满足供热要求。

汽轮机乏汽余热用于采暖水加热流程示意见图1。

据建设部批准颁布的《民用建筑节能设计标准》(JGJ26-95)中的采暖居住部分，要求新建建筑物必须采用新型墙体材料或新型复合墙体，从而实现节能、降低供热热指标——按规定当前应降低30%，即热指标为原来的70%。

虽然大部分的现有供热系统按供回水温差95/70 ℃设计，但是由于采暖建构(筑)物保温性能的改善和原设计一般都偏保守的原因，实际上供水温度在65 ℃时即可满足供热的要求，这已被所有实施循环水供热的工程所验证。这项技术已经被很多热电厂采用，如青岛恒源热电有限公司、承德热力总公司热电厂等企业。在化工行业率先采用低真空采暖技术的有中化吉林长山化工有限公司，该公司16 000 m3/h空分装置配套的空压机采用蒸汽透平，2004年该机组实施了低真空采暖技术，至今运行非常稳定。因此，上述方案在技术上是成熟可行的。

图1 汽轮机乏汽余热用于采暖水加热流程示意

3 经济效益分析

经查资料，通辽市冬季采暖耗热量指标定为55 kcal/(m2·h)(1 kJ=0.239 kcal)，采暖期为165 d；则回收余热63 464 944 kJ/h(折低压蒸汽为23 t/h)可供采暖面积63 464 944 kJ/h×0.239 kcal/kJ÷55 kcal/(m2·h)=275 784 m2。

回收余热用于冬季采暖，其效益为(以低压蒸汽计，70元/t)23 t/h×24 h/d×165 d/a×70元/t=637.56 万元/a。

4 结 语

(1)经过认真地分析推敲，找相关专家共同论证，并实地考察，采用汽轮机低真空运行为厂区采暖供热技术完全是可行的。

(2)与传统技术相比，在回收汽轮机乏汽热量的同时，大幅度减少了表冷器的冷却水量。

(3)回收汽轮机乏汽余热用于厂区采暖，投资少，可获得巨大的经济效益，并实现节能降耗。

参考文献：

[1]樊贻芳.城市集中供热采暖热指标推荐值初步研究[J].建筑科学，1989，5(3)：19～25.

[2] 张冰.大庆油田生产厂房采暖节能分析[J].科技风，2011：24(3)：120～121.