集中供热利用梁式窑导热油余热探讨.pdf

集中供热利用梁式窑导热油余热探讨沈振锋云艳玲赵美丽(中盐内蒙古化工股份有限公司内蒙古 阿拉善)摘 要:高耗能企业普遍存在能源综合利用率低的情况主要原因是生产过程中的余热未有效利用大多企业在设计时未考虑余热的回收利用 结合某企业集中供热情况对余热量进行测算提出梁式窑导热油余热作为热源进行集中供热的可行性 经测算可作为集中供热热源经济效益显著关键词:余热利用梁式窑集中供热中图分类号:.文献标识码:文章编号:()(.):.:收稿日期:作者简介:沈振锋()男河南漯河人本科工程师主要从事化工工艺技术工作联系方式:电石生产企业在生产中产生大量的余热大部分企业应用了双预热技术对石灰窑烟气余热进行回收利用 但对梁式竖窑的导热油余热利用率较低梁式石灰窑工艺中使用导热油对燃烧梁和吸气梁进行冷却导热油带出热量通过风冷式换热器进行冷却因设计原因大多企业未对此部分热量进行有效利用 文章通过对某企业梁式窑的实际运行参数进行分析计算讨论导热油余热利用的可行性该企业年产电石 万 配套 台/双梁窑导热油出窑温度约 导热油采用大功率轴流风机冷却器进行冷却冷却后温度约 单窑导热油流量 /单台窑导热油余热可回收热量可观 台窑的导热油余热进行集中回用可利用价值更高该企业建设有自备电厂两台 循环流化床锅炉、发电机组冬季采暖期需向生活区部分区域供热因自备电厂为化工配套项目主要任务为向化工生产装置供热冬季采暖期外供蒸汽量较大增加抽汽量对发电量指标有一定的影响 尤其采暖期锅炉进行计划性检修时单机组运行无法满足供热需求的情况下需外购蒸汽以保障供热温度如果将 台石灰窑导热油余热进行回收用于集中供热可缓解冬季采暖期蒸汽供需平衡问题同时也可产生供热收益 梁式窑导热油可利用余热计算经对 台梁式窑的运行参数进行统计分析石第 卷 第 期 年 月盐科学与化工 灰窑煅烧石灰石生产白灰能耗约为 /即./其中导热油带出窑热量./带出热量约占石灰窑中总热耗的 石灰窑热量平衡测试见表 表 石灰窑热平衡测试表.项目输入热量/()输出热量/()比例/炉气等燃料热量.石灰反应热量.烟气热损失.窑体等散热损失.白灰带走热量.导热油带走热量.其他损失.合计.单台窑导热油流量 /导热油温度进口 冷却后出口温度 查相关资料运行温度区间内导热油比热为./平均密度为 /则单台窑导热油可利用热量为./台窑可利用热量为/见表表 导热油系统运行参数.项目窑 窑 窑 窑 窑 窑 平均流量/()冷却器进口油温/冷却器出口油温/温差/区域集中供热情况该电厂主要负责部分生活区集中供热根据当地气温条件确定供热期为每年 月 日至次年 月 日共计 月最低气温 .平均气温.月最低气温.平均气温.月最低气温.平均气温.月最低气温低.平均气温.月最低气温.平均气温.月最低气温.平 均 气 温.月 最 低 气 温.平均气温.依据城镇供热条例供热期内对符合国家建筑节能标准的居住建筑供热单位应当保证热用户室内温度全天达到 以上考虑人体适宜温度实际供热中供热期内室内温度一般控制在 以上 目前该自备电厂供热面积约 万 热源采用新蒸汽通过管壳式换热器升温一次管网热水然后通过循环泵输送给热力公司位于各生活区的二级换热站供热期内蒸汽平均用量约 /其中一次管网供水温度为 经二级换热站换热后供回水温差为 工业余热回收利用技术及余热回收集中供热方案.工业余热回收利用技术工业余热品质高低的重要衡量指标是温度根据温度的高低可选择回收利用方式也不同 一般将大于 的工业余热为高温余热主要有熔炼炉、加热炉等 的工业余热分为中温余热主要有热动装置小于 的工业余热为低温余热主要为冷却介质余热装置排放烟气、尾气等工业余热中大多为低温余热和高温余热余热回收利用技术主要有直接热交换利用技术、热功转换利用技术、余热的提质利用技术 热功转换利用技术适用于中高温余热直接利用余热做功如带动压缩机、水泵等 如普遍采用的蒸汽驱动式空气压缩机 余热的提质利用技术是通过热泵系统对产出的余热进行调整实现工业需求或将其与现有装置结合实现供热或冷却使得低品质余热得到综合利用如热电厂回收汽轮机凝汽器乏汽实现吸收式换热的热电联产集中供热技术可有效提高热电厂供热能力 以上提质利用在热交换过程的技术水平要求较高一般化工生产企业自主实施较难实现 直接热交换利用技术是通过空气预热器、加热器等换热设备通过热交换技术直接将余热加热介质的的技术从而实现替代或减少一次能源消耗实施简单成熟在化工生产装置应用广泛 余热回收利用技术要根据用热装置需求尽可能采用简单高效的技术以提高余热利用效率.余热回收集中供热方案石灰窑导热油温度 属于中低温余热 因集中供热为民生工程要求供热连续且供热质量稳定达标 石灰窑装置冬季不安排停车检修具备可连续、稳定回收余热的条件具有较高的投资价值 根据余热温度和石灰窑装置运行情况有两种回收利用方式可供选择方式一是通过新增真空热能回收装置利用余热生产蒸汽然后将蒸汽输送至换热站方式二是新增油水换热设备直接升温加热一次管网循环热水()回收方案一 在石灰窑装置新增真空热能回收装置将自备电厂送过来的脱离子水进脱盐水罐通过给水泵送至真空热能回收器利用导热油余盐科学与化工 第 卷 第 期 年 月热产生.的饱和蒸汽通过蒸汽管道输送至自备电厂采暖换热站再次送入换热站管壳式换热器提高采暖回水温度满足居民用户需求 此种回收方式需要增加设备有:补水箱、给水泵、导热油输送管道、蒸汽输送管道、真空热能回收器 此回收方式的缺点是用于集中供热采用此种回收方式热能利用率较低需要油水换热后生成蒸汽再经过汽水换热提高采暖换热温度需要经过两套换热装置才能将余热利用至需求点影响余热利用效率()回收方案二 在石灰窑装置新增油水换热装置在原供热回水管线增加支路和循环泵将供热回水全部或部分通过油水换热设备升温后送至原换热站系统 此种回收方式需增加设备有:热水上、回水管道油水换热设备回水支路调节阀导热油输送管道、循环泵 此种回收方式简单供热回水直接通过换热设备吸收导热油余热换热效率相对较高()回收方案对比 方案优先考虑的是利用导热油余热最大量的替代采暖蒸汽考虑当地气温条件冬季最低气温达到 .如采用方案一利用余热生产饱和蒸汽因饱和蒸汽蒸汽输送过程热损失较大不利用长距离输送为最大化利用余热替代采暖蒸汽选用方案二.导热油余热回收集中供热回收流程根据实际供热参数统计每年 月、月和 月外界平均气温较低换热站正常热水供水温度要求在 以上供回水温差达到 以上供水平均流量约 /即供热最大需求热量达到./以上 每年 月、月、月和 月平均气温相对较高换热站正常热水供水温度要求在 以上供回水温差约 供水平均流量约/即供热需求热量约./台石灰窑导热油余热可回收热量约 台石灰窑正常运行时无法全部满足最大用热需求故需保留考虑原供热系统应对异常极端天气根据热量计算每年 月、月、月和 月基本可实现全部使用导热油余热供采暖 在 月、月和 月时需要通过原换热系统二级加热的方式满足供热温度要求根据热量平衡计算考虑石灰窑临时计划检修或生产异常升降负荷会对供热温度产生影响为保障供热连续性采用二级加热的方式调整供热温度每台 石灰窑单独设置一套换热装置正常情况 套换热设备全部投用可替代原蒸汽用量 /当有石灰窑进行检修作业时每减少 台窑运行原换热站增加供汽量./为进一步保障供热温度不受影响可设置控制回路根据换热后出水温度自动调节进入换热站的蒸汽流量以保障供水温度控制在 项目实施的可行性分析方案采用直接热交换利用技术的余热回收利用采用的技术装备成熟可靠余热回收工艺流程简单可靠原导热油冷却系统和换热系统保留在换热装备检修时可随时切换而不影响石灰窑正常运行运行维护及操作简单可行具备实施条件 预期效益分析 台石灰窑导热油余热可回收余热 /供热期可回收热量为 可稳定满足供热面积约 万 年可实现供热收入 万元剔除运行费用约 万元余热回收年创经济效益 万元 回收余热折标标煤等价值约 结论梁式窑导热油余热回收利用实施后可有效降低采暖蒸汽使用量同时保留原供热系统当石灰窑或余热回收装置计划检修时可快捷的切换热源通过原换热系统保障供水温度稳定 根据梁式窑导热油余热回收利用方式 台石灰窑正常运行时可至少稳定满足 万 供热面积的用热需求一个供热期可为企业创造经济效益 万元同时利于供热期自备电厂蒸汽供应平衡调整为企业主要装置的稳定生产创造有利条件在有用热需求的北方区域企业具有较好的推广应用价值参考文献 苍大强.国内外钢铁工业余热利用新方法、新技术.河北冶金():.俞广亚邵党恩.氯碱生产线余热利用.中国氯碱():.禹明哲.鹤壁矿区工业余热综合回收利用改造方案及实现.煤矿机电():.周丽刘杨.工业余热回收利用系统的应用研究.清净与空调技术():.李朝丹.低温工艺余热回收技术分析.石化技术():.(编辑:夏万顺)沈振锋等:集中供热利用梁式窑导热油余热探讨