节能技术讲座下中国石化集团公司节能技术中心郭文豪-精品.ppt

工作原理 制冷剂和吸收剂组成的工质对作为运行工质，其工作原理是：在发生器中，制冷剂工质吸收温度为T1（如70~100 ℃ ）的低温热QG，蒸发形成压力较高的饱和蒸气，蒸汽在换热器H2中预冷降温后，流入冷凝器C并在此冷凝，在环境温度T0下向环境放出品位更低的热量QC。冷凝后的液体由液泵P2升压并经H2吸热形成压力为p1,温度为T1的过冷液，送入蒸发器E，并在这里吸收温度为T1的低品位热量QE而蒸发，蒸发后的蒸气流入吸收器A，而没有蒸发的液体则经节流阀V降压重新流入发生器G，由发生器G流出的稀溶液由液泵P1升压并经换热器H1预热后打入吸收器A，并在这里吸收由蒸发器流过来的制冷剂蒸气，由于吸收剂在吸收制冷剂蒸气时发生放热效应，因此在吸收器A中就放出品位较高的温度为T2（如150~200 ℃ ）的热量QA，吸收器A中的浓溶液则经H1放热，并与蒸发器来的流体汇合经节流阀V降压重新流入发生器G。这种循环方式的结果是仅耗费了很少的液泵泵功，就能将低品位的热量QG+QE转化成一部分接近环境温度的热量QC，和另一部分有用的中品位热量QA。 进展与结果 目前，变热器还处于研究阶段，据报导德国已有样机运行。国外研究最多的是含有TFE的工作流体，其中TFE-H20-E181溶液和TFE-Pyr溶液有较为满意的效果。常规的吸收式制冷循环工质对是氨水溶液和溴化锂水溶液，但在变热器中，若采用氨水溶液，由于温度较高，易造成系统内的压力过高；若采用溴化锂水溶液，则在流体经换热器H1时，易结晶而堵塞管路。 吸收式变热器的性能系数为0.4左右，即可将100份的低品位热量转化为40份的中品位热量。 燕化公司橡胶厂5000KW降膜吸收式热泵，热源温度为90℃，热泵产出热水110℃。操作性能参数COP为0.45-0.48，供热规模为6270kW时，总投资820万元(2019年)。一般只有回收的余热温度高于60 ℃及可回收的热负荷大于2000kW时才具有经济意义。 6．2 燃气轮机 燃气轮机的工作原理：压气机（压缩机，在燃机的前部）连续地从大气中吸入空气并将其压缩，压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后燃料，成为高温燃气进入透平中膨胀作功，推动透平叶轮带着压气机叶轮一起旋转，加热后的高温燃气作功能力显著提高，因而透平在带动压气机的同时，尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。 压比和温比对效率的影响 压气机中空气出口压力与进口压力之比称为压比π，燃烧室出口至透平进口的燃气温度称为燃气初温t3,温比τ为T3与大气温度T1的比值。 为了提高燃气轮机效率，人们不断地提高温比，同时配合提高压比。当前t3最高已达1200~1300℃，简单循环（无回热）的压比达15~30，燃气轮机效率最高的已达40%以上。 几种循环方式供电效率的比较 石化工业应用方案 由于石化工业大部分的工艺加热温度在200~400℃，而燃气轮机的排气温度在400~600℃，加之石化企业有大量的气体燃料，是燃气轮机理想的燃料，因此将燃气轮机与工艺加热炉结合起来，先利用高品位的热量做功，再利用较高温度的热量供热，就组成了一种典型的能量逐级系统，多耗燃料的供电效率在80%以上。一种燃气轮机热电联供的基本方案见下图： 工业应用 目前我国石化企业中应用燃气轮机最多的是新疆泽普石油化工厂，装有三台英国RR公司生产的SK15HE燃气轮机发电机组，燃用天然气，单机功率11.75MW，效率33%，还有三台带烟道补燃器的余热锅炉产生蒸汽供热，于1989年投产。由于该地区周围无电网，故以该三台机组组成的热电站供应全部所需的电和热，平时投运两台机组即可满足生产用电的需要，另一台备用。（目前可能共装有五台SK15HE机组）。厂中还装有六台WJ6G1发电机组。 据2019的资料报道，当时全世界采用Lummus技术使用燃气轮机的乙烯装置共有10家。 广东湛江东兴石化公司，装有6台WJ6G1燃气轮机发电机组，并配有余热锅炉实现热电联产，已投产。 广州分公司，装有2台WJ6G1燃气轮机发电机组，燃用炼油厂干气，配有余热锅炉实现热电联供，于2019年投产。 日本根岸炼油厂第一套600万吨/年常压蒸馏装置，加热炉热负荷为6600万kcal/h，1987年和一台12600kW的燃气轮机联合。燃机排出的烟气含氧15%，温度550℃，作为加热炉的燃烧用的空气，其显热相当于提供加热炉30%的燃料，加热炉烟气经脱Nox 后，在余热锅炉中回收13t/h 2.3Mpa的蒸汽。燃气轮机的热效率为31.8%，加热炉及余热锅炉回收52%,综合效率83.8%,4年可回收投资。 应该说：大部分石化企业已