李卓轩，李伯称，孙江虎，李 艳，李建雷

（1.西华大学 土木建筑学院建筑环境与能源工程系，四川 成都 610039；2.中国石油 四川石化有限责任公司，四川 成都 611930；3.四川省地质工程勘察院，四川 成都 610072）

生产与技术改

溴化锂机组冷却大型石化厂循环水可行性分析

李卓轩1，李伯称2，孙江虎2，李 艳3，李建雷2

（1.西华大学 土木建筑学院建筑环境与能源工程系，四川 成都 610039；2.中国石油 四川石化有限责任公司，四川 成都 611930；3.四川省地质工程勘察院，四川 成都 610072）

本文通过对溴化锂吸收式制冷及大型石化厂低温余热特点的分析,提出利用低温热作为驱动溴化锂吸收式制冷机组热源的方案,用来冷却循环水,实现节能、节水，既经济又环保，社会效益显著，并有助于实现大型石化工厂的节能减排目标。

二氧化钒溶胶；稳定性；pH；Zeta电位

我国是一个水资源短缺的国家,为此,在《中国国民经济和社会发展“十三五”规划纲要》中指出，全面推进节水型社会建设，落实最严格的水资源管理制度，实施全民节水行动计划。同时,节能降耗也是企业增强竞争力的有效途径之一,因此,节能减排成为当前石化企业重点关注的问题之一。目前,我国炼化系统有循环水场290多座[1],循环冷却用水约占生产用水的70%～80%,但是工业水重复利用率远不是很高。影响循环水利用率低的原因有很多,主要在循环冷却降温的措施上。目前，国内大部分冷却循环水系统采用敞开式循环冷却水系统,冷却水由于蒸发等原因不断减少,须要补充新水以维持平衡，因此,探索高效的循环冷却技术是实现节水的重要途径之一。

溴化锂吸收式制冷技术具有可以直接利用热源且不产生二次污染的优点,随着其技术的不断成熟,越来越受到重视且广泛应用于各行业循环水系统[2]。本文以国内西南某大型炼化一体化工厂为例，分析采用溴化锂吸收式制冷技术,利用工厂自身产生的低温热源为驱动热源制冷该厂循环水,可以有效减少循环水因降温所需的电耗，该方法为大型炼化一体化工厂节能减排工作提供了新的途径。

1 溴化锂吸收式制冷技术原理

溴化锂吸收式制冷机组一般由发生器、吸收器、蒸发器和冷凝器4部分组成,见图1。

图1 溴化锂吸收式制冷机组流程示意图Fig.1 Lithium bromide absorption refrigerating unit flow diagram

2 低温余热利用分析

低温余热一般指温度低于150℃的物料所携带走的热量,这部分低温余热在炼化工厂总能耗中占有很大比例,如常减压装置减一线物料，加氢裂化石脑油分流塔顶气,分馏塔顶油气、顶循环回流、轻柴油等物料都须要冷却降温,这部分热有待于利用。因此，回收这部分热能成为目前降低石化企业能耗的重要途径之一。目前，低温热利用途径主要包括同级利用和升级利用两种方式。

国内西南某大型炼化一体化工厂设有一座能源站，设计热水循环能力为4500m3·h-1，主要用于为炼化各装置取热、伴热用水和空调用热水，由一座2000m3热水收集罐、4台热水泵、一台热水蒸汽加热器及辅助设施组成。能源站通过循环取热、伴热、热量利用等形式，使热水循环使用，从而降低了系统能耗。但就该厂目前而言，还有相当一大部分低温余热未被利用，经过摸底排查，至少还有10.44×107kCal·h-1的热量未被利用，主要问题是未找到更加合理的利用方式，然而低温热由于温度低、热源分布面广、缺乏合适的热阱等原因,回收利用很困难,找到更加合理的利用途径成为当前专家讨论的热点。而该厂设有一座能源站，专门进行低温余热回收利用，是真正合理可利用的“热阱”。

3 循环水场现状

炼化企业应用最典型的是敞开式循环水冷却水系统，水的再冷却是通过冷却塔来进行的，部分水在通过冷却塔时还会不断被蒸发损失掉，凉水塔的蒸发损失是循环水场用水的最大流向。该大型炼化一体化项目有五个循环水场，共39间冷却塔，每个冷却塔配置一台额定功率为200kW风机。

表1 各循环场的循环水温差Tab.1 Circulation field of circulating water temperature difference

单台风机电机每小时实际耗电量：

P=1.732·U·I·cosφ

=1.732×6000×15.5×0.85

≈140kW。

按每天工作24h，每年工作330d计算，单台风机每年耗电量费为：140×24×330=1.1×106kW。

4 冷却循环水可行性分析

该大型炼化一体化工厂现有3台烟台荏原空调设备有限公司RFHN083YT热水单效型吸收式制冷机组，见表2。

表2 溴化锂吸收式制冷机组参数Tab.2 Lithium bromide absorption refrigerating unit parameters

机组制冷量计算通常以冷水的流量和进出口温差来计算制冷量，若冷水的流量为V m3·h-1，温差为Δt℃，冷水的比热为 1 kCal·（kg·℃）-1,则根据 Q=c·m·Δt有：

Q=c·m·Δt=c·p·V·Δt

=1kCal·（kg·℃）-1×1×103kg·m-3×V m3·h-1×Δt℃

=V×103×Δt kCal·h-1

通过目前的实际运行情况来看，制冷机系统的吸收热量与放出热量两者相差不大,热力系数COP表示消耗单位热水加热量所获得的制冷量,评价制冷机组经济优劣的标准是机组制取的冷量除以热源耗热量与消耗电功率之和所得的比值，即COP，一般为0.65～0.75,而目前该厂再用制冷机的COP为0.73,经济性较好。

按照可以利用10.44×107kCal·h-1热量计算，此种类型的制冷机可以提供7.6×107kCal·h-1的冷量，若循环水按照5℃温降计算，则可以冷却15200m3·h-1循环水量，至少可以停用6～7台风机，完全可以满足循环水场的运行要求。

5 可行性综合分析

5.1 环保可行性分析

循环水系统通过溴化锂制冷机组实现降温，满足循环冷却的生产需要,并减少了因降温而造成的蒸发损失,同时也降低了因循环水浓缩排放的污水量,实现节能减排目的。该项技术的实施也改变了大型石化工厂能耗高的现状。以循环量为18000m3·h-1的循环水场为例，每小时的新鲜水用量在150～200m3·h-1左右，若使用溴化锂冷却循环水系统，因停用风机，减少循环水的蒸发损失和浓缩排污，每年间接节约水量在170多万t，环保效益非常明显。

5.2 经济可行性分析

10.44 ×107kCal·h-1可 以 驱 动 型 号 为RFHN083YT热水单效型吸收式制冷机组约38台。每小时用于驱动溴化锂吸收式制冷机制冷而减少的电量约为11.15kW,38台机组共消耗电量11.15×38=423.7kW，即设备运行1h可节约140×7-423.7=556.3kW。若电价按0.55元·（kWh）-1计算,可节约556.3×0.55=306元，按年开工360d计算，每天运行 24h计算，全年能节约 306×360×24=264.38万元，经济效益显著。

溴化锂吸收式制冷机热源采用本厂能源站收集全厂产生的低温余热，冷却本厂循环水系统，达到降温的目的,可以达到降低成本的效果。

5.3 技术可行性分析

溴化锂吸收式制冷在工业生产过程中广泛应用，技术成熟可靠，循环以水为制冷剂,溴化锂水溶液为吸收剂，简单可行。同时，溴化锂常温下是无色粒状晶体,无毒、无臭,对人体无危害，制冷机在真空状态下运行,无爆炸危险,安全可靠。

6 结论

大型石化工厂低温余热具有温度低、热源分布广、形式多样化等特点,而该厂设有一座能源站，专门进行低温余热回收利用，是真正能合理利用的“热阱”。以降低循环水温度为研究对象，通过能源站低温热水系统收集低温余热作为热源,达到制冷循环水的目的，既实现了节约用水,又实现了大型石化工厂节能减排的目标。

［1］ 李本高.循环冷却水处理技术面临新的形势和挑战［J］.石油化工环境保护,2001,（1）:60-63.

［2］ 戴永庆,耿惠彬,蔡小荣.澳化铿吸收式制冷技术的回顾与展望［J］.制冷技术,2001,（1）:21-23.

大连化物所与延长石油推进煤基乙醇技术产业化

4月12日，中科院大连化物所与陕西延长石油集团在大连共同举行延长中科(大连)能源科技股份有限公司暨甲醇(二甲醚)制无水乙醇技术产业化启动仪式。

近日，大连化物所与延长石油在北京举办媒体见面会，发布了由双方共同研发、具有我国自主知识产权的全球首套煤基乙醇工业化示范项目试车成功的消息，引起社会广泛关注。为了促进该技术的产业化，依托核心技术--甲醇经二甲醚羰基化制无水乙醇技术，大连化物所与延长石油决定共同在大连新创立以催化剂生产与工艺推广为主的高技术产业化公司延长中科(大连)能源科技股份有限公司，推进煤基乙醇技术的产业化。

大连化物所有关人士指出，延长中科能源科技公司的成立，将打通甲醇(二甲醚)制无水乙醇技术与社会对接的"最后一公里"，为技术的大范围推广应用提供坚实支撑，对于我国大力发展燃料乙醇并抢占煤基乙醇产业国际制高点必将发挥重要的作用，从而推进我国清洁能源产业发展，保障能源安全和粮食安全。

Analysis of lithium brom ide chiller cooling large petrochem ical plant circulating water feasibility

LIZhuo-xuan1,LIBo-cheng2，SUN Jiang-hu2,LIYan3,LIJian-lei2
（1.Xinhua University Institute of Civil Engineering and Construction of Building Environment and Energy Engineering,Chengdu 610039,China；2.Sichuan Petrochemical Co.,Ltd.,PetroChina，Chengdu 611930,China；3.Sichuan Institute of Geological Engineering,Chengdu 610072,China）

Based on lithium bromide absorption refrigeration and the analysis of the characteristics of the large petrochemical plant low temperature waste heat,the driving lithium bromide absorption refrigeration using low temperature heat as a heat source scheme,used for cooling circulating water,realize the energy saving,water saving,both economic and environmental and social benefit is remarkable,and help to realize the goal of energy conservation and emissions reduction in the large petrochemical plant.

lithium bromide;low temperature waste heat;circulating water

TK284.1

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20170458

2017-02-08

李卓轩（1993-），男，在读硕士研究生，研究方向：建筑环境与能源应用工程。