浅谈焦炉煤气冷凝冷却工艺过程中的节能降耗.doc

浅谈焦炉煤气冷凝冷却工艺过程中的节能降耗 梁荣华,张荣德 济南钢铁集团总公司焦化厂,山东 济南 250101 摘 要济钢焦化厂通过调整优化焦炉煤气冷凝冷却工艺以及开发煤气废热利用项目,降低了溴化锂制冷机的蒸汽消耗,实现了资源的综合利用, 达到了节能降耗的目的。 关键词制冷机;蒸汽;热负荷;节能 中图分类号TQ520.6 文献标识码B 文章编号1004-4620200002-0006-02 Talking About the Saving Energy Resources and Decreasing Consumption in the Process of Cooling and Condensating of Coke Gas LIANG Rong hua,ZHANG Rong de The Coking Plant of Jinan Iron and Steel Group,Jinan 250101,China AbstractThrough regulating and optimizing condensating and cooling process of coking gas and developing waste heat utilization object of gas the vapour consumption of lithium bromide refrigerator was decreased,the comprehensive utilization of resources and the aim of saving energy resources and decreasing consumption were achieved in the coking plant of Jinan iron and steel group. Keywordsrefrigerator;vapour;hot load;saving energy resources 1 概况 济南钢铁集团总公司焦化厂简称济钢焦化厂现有42孔58-Ⅱ型焦炉2座,42孔JN43-80型焦炉2座,配有6万Nm3/h的煤气净化回收系统,4万t/a的焦油加工系统,1.5万t/a的精苯加工系统,380t/h的生物脱酚系统,5200m3/h的循环水冷却系统。 济钢焦化厂的循环水冷却系统分中温水系和低温水系。中温水出水指标28～32℃,回水39～43℃,循环量4200m3/h,靠凉水架冷却降温,主要用于初冷器的中温水段,精苯系统冷凝冷却器焦油系统冷凝冷却器,蒸氨系统冷却器,粗苯系统冷凝冷却器等。低温水出水指标16～18℃,回水23～25℃,循环量1000m3/h,主要用于初冷器的低温水段,鼓风机油冷器,粗苯二段冷却器等。冬季10月初至来年5月初低温水靠凉水塔冷却降温;夏季5月初至10月初低温水靠溴化锂吸收式制冷机制冷降温。1992年济钢焦化厂上了3台3500kW1.254107kJ/h的溴化锂吸收式双效蒸汽型制冷机,单台制冷机设计耗蒸汽4.68t/h,日常操作两开一备。夏季低温水系承担热负荷见表1。 表1 夏季低温水系热负荷分析 项目 初冷器 低温水段 终冷器 鼓风机 油冷器 贫油 冷却器 洗氨 冷却器 粗苯二段 冷却器 半富油 冷却器 合计 热量,104kJ/h 1496 669 117 226 117 84 180 2889 低温水量,m3/h 400 80 50 100 70 40 53 976 占总负荷, 52 23 4 8 4 3 6 100 2 焦炉煤气冷凝冷却工艺 焦炉荒煤气经集气管内循环氨水喷洒冷却后,降温至79～83℃,进初冷器冷凝冷却。济钢焦化厂设计3台F为4800m2的横管初冷器,日常两开一备。初冷器分三段运行,即采暖段1350m2、中温水段1350m2、低温水段2080m2。采暖段为余热利用段,冬季为18万m2居民采暖用;夏季采暖段停运。荒煤气经初冷器冷凝冷却后,降温至22～24℃,进鼓风机加压并升温至57～60℃,再经终冷器冷却至23～25℃进洗涤回收化产品工序。 3 荒煤气废热利用项目 3.1 冬季采暖项目 冬季,79～83℃的荒煤气在初冷器的采暖段冷凝冷却放热,软化水自产间接吸收此热量,升温至65～73℃,循环量500m3/h,供给18万m2居民采暖用,回水45～53℃,可利用荒煤气废热4.18107kJ/h,间接效益每年达400多万元。 3.2 夏季制冷项目 济钢焦化厂3台溴化锂制冷机,每年运行150天,两开一备耗蒸汽量33696t,价值371万元。初冷器的采暖段可提供4.18107kJ/h的废热,通过对原3台蒸汽型制冷机进行改造,用荒煤气的废热制冷,既达到荒煤气的冷凝冷却目的,又可利用荒煤气的废热制取低温水去冷却煤气,一举两得。采暖系统原设计Dg325管线,最大水量可达600m3/h,软水进采暖段升温至75～78℃,进余热型制冷机制取低温水,热水温度降至65～68℃,循环使用,能制取1.256107kJ/h的冷量,节约蒸汽型制冷机耗蒸汽量16848t,效益185.33万元。此项目可行性论证已完成,正进行方案的设计。如果把采暖系统的管线进行改造,由Dg325管线改造为Dg500管线,将能提供1200m3/h的热水,经余热制冷机能制取2.512107kJ/h的冷量,所创效益更大。由于初冷器所在区域为禁火区,给改造带来相当大的难度。对新建初冷器的单位,此项目可供参考。 4 初冷器热负荷分布状况 夏季,要降低溴化锂制冷机的耗蒸汽量,就必须降低低温水系的热负荷。低温水系总的热负荷为2.889107kJ/h,1999年3月份干熄焦投产,增加热负荷3.52106kJ/h,共计3.241107kJ/h。由于溴化锂制冷机已运行7年,制冷量有一定衰减,只达原设计制冷量的90,即1.129107kJ/h,要运行3台制冷机才能保证安全生产。 初冷器的热负荷分析见表2。 表2 初冷器热负荷分析 项目 水量 m3/h 入口 ℃ 出口 ℃ 热负荷 104kJ/h 占总负荷 冬季 开启 采暖段 采暖段 500 45～53 65～73 4180 28 中温水段 2200 28～32 38～42 8569 67 低温水段 370 16～18 20～22 618 5 夏季 停运 采暖段 采暖段 中温水段 2200 28～32 41～45 11871 89 低温水段 400 16～18 25～27 1496 11 由表2可见,冬季开启采暖段后比夏季停采暖段后,低温水段的热负荷降低8.78106kJ/h。夏季,初冷器采暖段与中温水段串联使用,热负荷分析如表3所示。 表3 夏季采暖段与中温水段串联的热负荷分析 项目 水量 m3/h 入口 ℃ 出口 ℃ 热负荷 104kJ/h 占负荷 采暖段 2200 38～42 42.5～46.5 4180 28 中温水段 2200 28～32 38～42 8569 67 低温水段 370 16～18 20～22 618 5 由表3可见,初冷器的采暖段与中温水段串联使用后,可降低低温水系热负荷8.78106kJ/h,运行2台制冷机就能保障安全生产，节约蒸汽16848t,价值185.33万元，节电5400kWh,价值2.43万元。 5 终冷器煤气冷却系统的工艺优化 终冷器循环低温水量80t/h,入口16～18℃,出口36～38℃,热负荷6.69106kJ/h。通过工艺调整和优化,使终冷器低温水的出水回中温水回水管线,降低低温水系热负荷6.68106kJ/h,节约蒸汽8424t,价值92.664万元。 6 溴化锂制冷机应用的探讨 焦炉煤气冷凝冷却需用16～18℃的低温水,在水源比较丰富的地区可直接用地下水或其它水源,使用完后再进行复用。此直流水没有进行水质稳定工作,会造成冷却设备的结垢、腐蚀、粘泥的滋生,导致冷却设备传热效果差,缩短设备的使用寿命。在水源比较匮乏的地区,低温循环水系统运用溴化锂制冷机,更有利于搞好水质稳定工作,防止冷却设备的结垢、腐蚀,滋生粘泥的现象,但是能耗太高。 目前最为节能的是废热型制冷机即热水型制冷机,使废热得到充分利用,既能保护环境,又能收到较好的经济效益。