浅谈副产蒸汽的综合利用

【摘 要】本文针对兖矿集团国宏化工公司伴随技术革新，产能逐步加大，而导致副产利用率偏低，能耗偏大，工作环境恶化等问题，介绍了低压副产蒸汽综合的利用，以及蒸汽管网汽源的切换、汽动给水泵异常事故跳闸处理亟需解决的关键技术问题。不仅节约能源，降低生产成本，而且对改善工作环境，提高公司整体经济效益，具有极强的实践意义。

【关键词】副产蒸汽；汽动泵；节能降耗

0 国宏化工热电车间概述

国宏化工热电车间由一台260t/h，两台160t/h高温、高压循环流化床锅炉，一台C30-8.83/2.45抽汽冷凝式汽轮发电机组和713岗位（两台高压锅炉给水泵、一台汽动给水泵、三台中压给水泵（功率280KW、压力6.73Mpa）、两台低压给水泵及一台旋膜除氧器，两台电动循环水泵，两台汽动循环水泵等组成。正常运行时，由一台260t/h，一台160t/h锅炉两台运行，另一台160t/h锅炉备用，两台锅炉总蒸发量320t/h（80%）左右，锅炉为整个公司提供蒸汽动力，主要供给汽轮发电机组110t/h左右，外供蒸汽拖动空分车间空压机和增压机装置（190t/h）以及合成车间压缩机等，汽轮发电机组只有在后系统稳定运行状态下才能满负荷运行。近年来，公司经过不断的创新、改进工艺技术，特别是从国内外聘请一些专家，引进先进成熟的新技术、新工艺，以及在实践操作中经验的积累，国宏化工的甲醇产量由原来不足80%的产量，现在最高已能达到额定生产能力的120%，随着产能的不断加大，其副产蒸汽量也逐渐增大，由于建厂初期设计院按原来化工企业标准设计的一些基础建设、管道网络与安装公司在机械设备的安装上出现了冲突，造成了一些不可避免的缺陷，为以后机械设备的调试运行带来不良影响。尤其是在初期运行时，甲醇产量达不到额定值，而副产蒸汽量却超出设计放空余量，造成现在副产蒸汽资源利用率较低的局面，要想改变这种局面，加强对副产蒸汽的综合利用是解决副产蒸汽大量对空排放的一个重要方法。

1 副产蒸汽的综合利用

甲醇生产过程是一个放热过程，尤其在甲醇的合成和变换环节会产生大量的热能，综合利用这些热能不仅实现能源的充分利用，创造出经济效益，而且为安全生产提供了保障。现在国宏化工副产蒸汽的现状，由合成车间生产的副产蒸汽大约105t/h，（压力2.5MPa，温度375℃），2.5Mpa蒸汽母管由三路并入蒸汽母管，一路由锅炉新蒸汽经60t/h的减温减压站（微调时用），一路由汽轮发电机组一级可调抽汽（作为备用汽源），一路由合成并入的2.5Mpa的副产蒸汽（主汽源）。还有一路是由锅炉新蒸汽母管经260t/h的减温减压站（事故状态时并入蒸汽或放空）；由气化车间两台气化炉生产的副产蒸汽大约100t/h，（1.1Mpa，温度180℃），并入1.1Mpa蒸汽管网及 0.35 Mpa的副产蒸汽，还有一部分0.35 Mpa的蒸汽是空分压缩机的抽汽，一起并入0.35 Mpa的蒸汽管网。

由合成车间生产出来的副产蒸汽基本上都充分利用，由五台汽动给水泵分别加以利用，两台汽动循环水泵，一台汽动给水泵，还有两台汽轮机拖动合成车间的联合压缩机和丙烯压缩机。

根据公司近年来，利用2.5Mpa副产蒸汽拖动汽动循环水泵，汽动锅炉给水泵的运行技术、工艺及实践，总结出一套行之有效的运行管理经验，取得了可观经济效益，有效降低了公司生产成本。现在由合成车间2.5Mpa的副产蒸汽大部分被合理加以利用，但仍存在低压的副产蒸汽大量放空的浪费情况，如国宏化工厂利用德士古气化炉水煤浆气化这种近几年相对成熟的技术就存在大量1.1Mpa副产蒸汽无法在工艺系统上循环利用这个缺陷（气化炉满负荷运行情况下），两台气化炉在满负荷实际生产过程中每小时大约有50～55t的1.1Mpa250℃洁净的蒸汽被放空（利用率不到50%）。

笔者认为对气化车间1.1Mpa副产蒸汽的回收再利用，可依据本厂2.5Mpa副产蒸汽作为大功率水泵的原动机的运行机理，并结合国内多家利用低压蒸汽（0.49Mpa（1.08Mpa250℃）供给低压小型汽轮机拖动中压给水泵及锅炉风机等，除了购买汽轮机及管道阀门等设备的前期投入，既可以节约大量的电费，又能彻底消除放空蒸汽带来的噪音污染，还有现在系统稳定运行时（由于后系统副产蒸汽量加大）锅炉和发电机组负荷只带到额定负荷的80%，汽轮发电机组两级抽汽抽汽量极少，利用率低，利用其做过功的蒸汽可实现直接拖动中压给水泵和风机等，其工作原理简单、易行、体积小，调速范围宽，对被拖动设备可实现变速调节，即利用副产蒸汽或汽轮机抽汽冲动工业汽轮机作为原动机替代电机，其排汽为0.05Mpa，再加热0.02Mpa工作压力的除氧器，其功用大致为：

（1）消除了除氧器进汽加热过程中的节流损失，使其高品质能源得到合理分配；

（2）替代了原动机拖动，大大减少了厂用电；

（3）可实现被拖动设备的变速调节，消除了调节过程中的节流损失；

（4）汽轮机二级抽汽与1.1Mpa副产蒸汽可实现自动切换。

2 改造后的运行状况及所取得的效益

以现在运行的利用2.5Mpa副产蒸汽拖动循环水泵，锅炉高压给水泵为例，虽然近几年运行状况良好，安全稳定，但在运行中仍出现了一些问题，因此，抓住问题，控制细节，制定出相应措施，是保证安全生产顺利进行的重要前提。

电动给水泵和汽动给水泵各有其优缺点，电动给水泵投资少，操作简单，安全稳定，但其耗电量较大；汽动给水泵前期投入大，操作复杂，运行稳定性差，根据实际跟踪计算，一台电动高压给水泵24小时运行成本为42000元，而一台汽动给水泵24小时运行成本为32000元，利用2.5Mpa副产蒸汽一天所带来的经济价值就十分可观，通过对高压加热器的改造，仅从一天创造的价值就可看出，不仅节省了发电汽轮机进汽量，而且降低整个锅炉负荷，每天最少可节约用煤10t，节省资金0.5万元，全年节省资金150万元，这时非常可观的。

3 结论

低压副产蒸汽的综合利用，是我厂在节能降耗方面的重要措施，这些措施是结合我厂的生产特点及系统特性，节能挖潜，在充分分析和核算的基础上，建立起来的完善的汽水循环系统，实践证明在实际运行中取得了很好的社会效益和经济效益，符合我国能源政策和环保发展趋势，为我厂技术创新、节能降耗提高了一条有效的途径。