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航天热能技术空气预热器巧助石化节能

2006/7/6/13:35 来源:中国航天报 作者:周武 李艳

    一年节约上亿元资金!北京航天动力研究所(北京11所)将液体火箭发动机上的热能技术巧妙地应用于石化乙烯企业的节能改造,使这些昔日耗能大户每年降低能耗3%左右,节省资金上亿元,还减少了烟气的排放量。

    航天热能技术巧助石化节能

    不久前,中国石油化工股份有限公司出台了一份文件,要求下属9家乙烯企业的裂解炉全部加装北京11所研制的“空气预热器”节能设备。这是该所继成功完成中海油火炬项目后,通过技术创新为石化行业节能改造提供的一项新型技术。北京11所的技术优势与“航天石化”品牌再次赢得石化行业的赞誉。

    动“心脏”手术成就发明专利

    这项循环利用工厂蒸汽和废液的双向节能新技术由北京11所资深热能工程技术专家袁崇伦研究员等人发明,该技术运用于乙烯裂解炉上在我国乃至世界尚属首创,而这背后还有一段佳话。

    袁崇伦说,他最早产生这一节能想法源自大庆石化一位老师傅的请求。2000年的11月,袁崇伦到大庆出差,一位老师傅对他说:“袁总,帮我们想想办法,你看我们这儿零下30多度,裂解炉燃烧器至少要将空气加热到72度,而炉子的循环系统必须将水蒸汽降到40度,这一升一降,耗能太大了。”

    这位师傅的一席话给袁崇伦出了个难题,裂解炉是乙烯厂的耗能大户,对水、天然气和电的消耗特别大,占到整个生产耗能的50%左右。同时,由于裂解炉是乙烯厂的核心装置,又是重金引进的关键设备,之前,还没有厂家对它动过“手术”。但是这无意间的聊天让搞了几十年火箭发动机的袁崇伦找到了灵感:能不能利用热能循环的原理解决能耗问题呢?

    在所领导的大力支持下,袁崇伦和他的同事们凭着多年积累的热能工程经验和航天人敢于创新的胆略,开始了攻坚战。要对乙烯厂动“心脏”手术,必须有过硬的功夫,还得进行通盘考虑。他们充分为厂家着想,发明了一种系统节能的方法:在乙烯裂解炉底部燃烧器上增设空气预热节能装置,该装置利用循环系统释放的热蒸汽加热炉内空气,实现能源的二次使用,同时可减少对循环水降温的能耗,达到双向节能降耗的目的。更巧妙的是装置完全靠内部循环过程完成热量的转移,不需要消耗额外的动力。

    2002年12月,位于我国最北端的石化厂——大庆石化化工一厂率先在3台乙烯裂解炉上安装空气预热节能装置。由于节能效果特别明显,并且在当年就收回了投资,第二年,该厂就在8台年产35万吨的乙烯裂解炉上,全部加装了该节能装置。据该厂统计,在加装该节能装置后,有四方面的好处:一是被加热的进入乙烯裂解炉底部的空气温度,全年在95度~125度,节省了裂解炉主燃料消耗量,每年约节省3500吨~4000吨天然气;二是每年可回收近6000吨蒸汽,蒸汽凝液进入精致车间可循环利用;三是由于减少了主燃料消耗,相应减少了3%的烟气排放量,有利于环保;四是该装置操作弹性大,不需要另增设人员管理,设备维护简单。

    由于投入少,见效快,地处北方的石化企业纷纷效仿。2003年,吉林石化和新疆独山子石化分别在7台乙烯裂解炉上安装该节能设备。2004年,中石油兰州石化利用该节能装置,减少蒸汽排放,成功地消除了困扰该厂多年的噪音污染。

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