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蒸汽喷射式热泵在石油炼制中的应用
作者:管理员    发布于:2017-04-12 14:03:37    文字:【】【】【

  目IS蒸汽喷射式热录在石油炼制中的应用王汝武吴景峰2(1.沈阳飞鸿达节能技术开发中心,沈阳110015;2.大庆石化总厂热电厂,大庆163714)凝结水闪蒸汽和排放废汽、回收余热及低压蒸汽升压等方面有广阔应用前景。

  关键固:蒸汽喷射式热泵;凝结水;闪蒸汽;蒸汽升压;汽轮机压力匹配器1前言石油炼制工业是高耗能工业,其能耗可占原油加工量的510,其中包拮动力和热能的消耗。由于石油炼制部分工艺是靠蒸馏分解和提纯,因此需要利用蒸汽加热。在蒸汽加热过程中形成了大量低温余热藤汽凝结水、闪蒸汽以及油料显热X炼厂中的部分压缩机和泵是用背压式蒸汽透平拖动的,由于装置间用汽不平衡,也常造成低压蒸汽多余寿别是在非采暖期炼厂排放低压蒸汽是常有的事这既造成了能源的浪费,也造成了环境污染。蒸汽喷射式热泵是将低品位蒸汽热能提高到高品位的设备,它比压缩式热录、吸收式热泵结构简单造价低廉更适合于炼厂用来提高低品位热能的应用。

  2工作原理蒸汽喷射式热泵是提高低压蒸汽压力的专门设备其原理是借助高压蒸汽动蒸汽射产生的高速汽流;低压蒸汽的压力和温度提高,而高压蒸汽的压力和温度降低,低压蒸汽的压力和温度提高到工艺能使用的指标,从而达到节能的目的。

  丰动圄1蒸汽喷射式热泵结构圄蒸汽喷射式热泵可以做成闭式系统,也可以做成开式系统在石油炼制工业中蒸汽喷射泵一般做成开式系统。开式热泵系统的系统图如所示:热泵系统图驱动蒸汽旺力印度件入热泵经过超音速喷嘴膨胀加速形成高速气流,将压力为pH、温度rH的低压蒸汽吸入,混合扩压形成压力为pc、温度为rc的蒸汽。

  在喷射式热录中驱动蒸汽加入的热量低压蒸汽吸入的热量热录输出的热量Qc=G=输出蒸汽的焓值;4一吸入蒸汽的焓值。

  对于上述开式喷射式热录的性能,还可以用!I;用效率评定;喷射式热泵!1(目效率的定义低压流体增加的火用值/高压流体所消耗的!1(目。即备一吸入蒸汽的炖值;乌一输出蒸汽炖值。

  制热系数COP是从热力学定律的观点从能量的方面来衡量喷射式热泵的性能效率是从热力学第二定律观点,从能质方面来评定喷射式热泵的热力学芫善性。从工作过程来看蒸汽喷射式热泵和背压式蒸汽透平拖动的蒸汽压缩机相类似,都是以高压蒸汽为动力来提高低压蒸汽的压力和温度的。

  经多个实例计算,蒸汽喷射式热录的炖效率可达40以上,它可以和蒸汽透平拖动的压缩机组相媲美。背压蒸汽透平的翊效率为70左右/>型压缩机的!1(目效率为60左右,整个蒸汽透平压缩机组的效率为0.7X0.6=0.42基本上和蒸汽喷射式热泵的炖效率相当。但蒸汽透平压缩机组的造价大大高于蒸汽喷射式热泵,而运行维护费用蒸汽喷射式热泵大大低于蒸汽透平压缩机组。

  3蒸汽喷射式热泵在石油炼制企业中的应用根据石油炼制企业用能的特点,蒸汽喷射式热泵可以有下列几个方面的应用:C2X乍为喷射式减压减温器使用;3.1用来提高低压蒸汽的压力炼厂很多装置都利用蒸汽加热。蒸汽凝结后形成凝结水,由于疏水阀漏汽多数凝结水罐都有闪蒸汽排放,还有些炼厂润滑油泵由蒸汽透平拖动,由于透平排汽压力低不能并网而排放。这些放散的低压蒸汽可以用蒸汽喷射式热泵回收。如某石化公司利用l.OMPa蒸汽作驱动蒸汽,将O.IMPa排汽升压到0.2MPa,并入低压管网或用作冬季采暖,节约了原用l.OMPa蒸汽减压的蒸汽。

  3.2用作喷射式减压减温器现在工业中的减压减温器多为节流降压式。

  高压蒸汽通过减压阀降低压力,压力降低使蒸汽的作功能力白白损失了。由于蒸汽从阀芯和阀蝶之间的窄小缝隙中流过,而在阀芯后突然膨胀形成了不稳定的无序流动造成了阀芯和阀杆的振动,常造成阀杆断裂。

  而喷射式减压减温器压力降低是高压蒸汽通过设计良好的超音速喷嘴膨胀,形成高速气流吸入低压蒸汽或低压水经混合、扩压形成所需要的压力整个流动是稳定有序的。

  在低负荷时,针型调节阀插入喷嘴的喉部服部面积减少流量减少。由于在喷嘴的喉部速度为音速服部面积的微小变化都引起流量较大变化。

  因此调节炅敏,出口压力稳定。

  另外减温水的喷入是通过圆周喷水,利用高速蒸汽引射而和蒸汽混合屈而蒸汽雾化好;即使在低负荷下哝水速度较低庄于高速蒸汽的引射作用也能使减温水很好雾化,所以在低负荷下蒸汽出口温度也很稳定。

  近由于国产减压减温器问题较多,有些炼厂引进了国外的减压减温设备,喷射式减压减温器可以替代进口设备。我们为某电厂研制的高压减压减温3S,出口压力波动不超过。2MPa,为出口额定压力2.0MPa的1.喷射式减压减温器减温水的压力可大大低于节流式减压减温器的减温水压力,这样也节约了水录的耗电。喷射式减压减温器也可以吸入低压蒸汽某现减压减温,这样就为低压蒸汽的利用,找到一条出路。

  3.3用作汽轮机压力匹配器炼厂很多装置的用汽压力要求不同,而抽汽式汽轮机或背压式汽轮机的供汽压力也只能有一二个等级。多数炼厂具有3.0MPa和l.OMPa的两级蒸汽管网。3.0MPa的蒸汽作为动力蒸汽用,而l.OMPa的蒸汽作为加热用,或低压动力蒸汽用。

  炼厂大多数装置加热用蒸汽压力为0.70.8MPa,而个别设备用汽压力为1.01.2MPa.如果将l.OMPa的管网压力降到0.8MPa,个别设备所需蒸汽用压力匹配器以3.MPa的蒸汽为动力引射。8MPa蒸汽升到1.2MPa,这样就可以将汽轮机抽汽或背压机排汽压力从1.2MPa下降到0.8MPaJ曾加了汽轮机的热化发电量。如某炼油厂0.8MPa的蒸汽用汽量为80t/h,而1.01.2MPa的用汽量为lt/h.采用压力匹配器用5t/h、3.0MPa的蒸汽将5t/h、0.8MPa的蒸汽升压到1.2MPa,满足10t/h、1.01.2MPa的蒸汽使用要求,汽轮机抽汽和背压汽从1.2MPa降到0.8MPa,增加热化发电量1500kW洋利润210万兀。而改造投资仅用10万元。

  另外喷射式热泵在炼厂还可以用来回收放散的低压可燃气体,用高压裂解气引射低压放散可燃气,升压后供生产、生活使用。

  究方向蒸汽和水汽系统高效节能技术。

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