國內(nèi)外低溫余熱回收技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及建議

PAGEPAGE0國內(nèi)外低溫余熱回收技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及建議賈春雨喬文霞大慶石化公司科技信息處科協(xié)黃文姣大慶石化公司化工一廠裂解車間國內(nèi)外低溫余熱回收技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及建議摘要：介紹了石化企業(yè)低溫?zé)峄厥绽玫囊恍┈F(xiàn)狀及技術(shù),首先是直接里利用也就是同級利用，然后是升級利用，如利用朗肯循環(huán)的余熱發(fā)電、熱泵、制冷、液力透平和變熱器等其他技術(shù),將低溫余熱升級利用。對石化企業(yè)低溫?zé)岬睦锰岢隽私ㄗh。關(guān)鍵詞：石化企業(yè)低溫余熱回收技術(shù)同級利用升級利用1前言現(xiàn)在節(jié)能工作已成為世界性的課題。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長,能源需求日益增加,供需矛盾逐漸突出。為保證經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,國家已將資源節(jié)約作為一項(xiàng)基本國策。作為能源加工轉(zhuǎn)換單位的石化企業(yè),一方面為社會提供了大量可利用的能源,同時也消耗了大量能源,是石化行業(yè)開展節(jié)能工作的重點(diǎn)。近年來隨著裝置技術(shù)進(jìn)步和先進(jìn)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用能源利用水平有了大幅度提高,但大部分裝置間的熱聯(lián)合、低溫余熱利用等方面還存在巨大的節(jié)能潛力。在節(jié)能工作不斷深入的今天,欲降低裝置及全公司能耗,低溫余熱回收是必不可少的一個方面。低溫余熱的回收利用不但可以代替所消耗的高質(zhì)量熱源,同時可以降低相關(guān)部位的冷卻負(fù)荷,降低循環(huán)冷卻水和空冷電耗,對降低能源消耗具有重要義。煉油和化工行業(yè)既是生產(chǎn)能源和基礎(chǔ)原材料的工業(yè)，又是高能耗工業(yè)。煉油、石化和化學(xué)工業(yè)仍然存在著減少能源消費(fèi)的巨大機(jī)遇，在化學(xué)加工過程中，為轉(zhuǎn)化而作為能源使用的燃料50%以上損失掉了，這種損失通過改進(jìn)能量產(chǎn)生、分配和轉(zhuǎn)化可使其減少。通過能量回收也可使損失減少。美國能源部正在通過“2020年夢想計劃”推進(jìn)能源節(jié)約，由公司、政府部門、大學(xué)和專業(yè)組織組成的聯(lián)合體正在共同開發(fā)一些技術(shù)，以解決工業(yè)問題。一些致力于節(jié)能的項(xiàng)目可取得很大的效果，例如，包括陶氏化學(xué)、普萊克斯、休斯敦大學(xué)和科克-格律希公司組成的集團(tuán)開發(fā)的成果，已使現(xiàn)有填料式蒸餾塔器的能效提高10%～20%、塔器能力提高5%～10%和熱回收提高10%～20%。我國提出到“十一五”末單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗比“十五”末降低20%的目標(biāo)，作為耗能大戶的石油和化工行業(yè)節(jié)能大有潛力。據(jù)統(tǒng)計，2004年石油和化學(xué)工業(yè)消費(fèi)各種能源折標(biāo)準(zhǔn)煤27921.8萬噸，其中油氣開采業(yè)消費(fèi)3627.7萬噸，石油加工為3060萬噸，化學(xué)工業(yè)消費(fèi)21234.1萬噸。根據(jù)對7種主要產(chǎn)品節(jié)能潛力的分析，8290千瓦。金陵石化公司化肥廠回收利用汽提后放空的低壓蒸汽(2．5公斤／厘米，l50℃，10噸／時)驅(qū)動低位能透平帶動1300千瓦的循環(huán)水泵，不僅回收利用低溫余熱作功帶動循環(huán)水泵，而且此機(jī)組投運(yùn)后停運(yùn)一臺汽流量8噸／時的中壓透平。金陵石化公司煉油廠已安裝完成催化裂化煙氣透平，待適當(dāng)時候?qū)⑼度胧褂谩＠玫头悬c(diǎn)有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電具有發(fā)電效率高的優(yōu)點(diǎn)。各國從事研究開發(fā)較為活躍，據(jù)統(tǒng)計，全世界已制造有機(jī)工質(zhì)透平2000多臺。同時，它在工業(yè)排棄余熱開發(fā)應(yīng)用中也有廣闊的發(fā)展前景。如日本氣體化學(xué)工業(yè)公司水島廠1968年利用低拂點(diǎn)工質(zhì)R-11作功，輸出功率3800千瓦，驅(qū)動裝置內(nèi)的冷凍機(jī)，多余的功率再發(fā)電。從而回收二甲苯分餾塔塔碾二甲苯潛熱2．85噸標(biāo)油／時。我國燕山石化公司東方紅煉油廠早在1985年就利用低沸點(diǎn)工質(zhì)丁烷作功帶動循環(huán)水泵回收油品余熱(汽油148℃，輕柴油美國機(jī)械技術(shù)公司美國機(jī)械技術(shù)公司針對煉油、化工廠工藝裝置余熱源的平均溫度和可用以發(fā)電的余熱規(guī)模，設(shè)計了以R-113為工質(zhì)的系統(tǒng)。選用R-113為工質(zhì)的OCR系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是,無毒、不燃燒、無腐蝕性、熱穩(wěn)定性好，典型的朗肯循環(huán)運(yùn)行范圍是：蒸發(fā)器：82-127℃，284.1-788.1千帕，冷凝器：27-43℃，47.6-82.7千帕，透平機(jī)械的設(shè)計,按照簡單、可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)期長、輔助系統(tǒng)少及部件通用性大等要求來進(jìn)行。在結(jié)構(gòu)上采取如圖所示的方案。將整個系統(tǒng)設(shè)計成全部旋轉(zhuǎn)件（冷凝泵除外）,均安裝在一根軸上,并包容在一個公共殼體內(nèi),外殼按第Ⅱ類壓力容器的規(guī)范制造,殼體內(nèi)僅有R-113一種流體,不需要軸封和聯(lián)軸節(jié)。垂直軸上自上而下裝有給液泵、推力軸承、發(fā)電機(jī)（感應(yīng)式）、驅(qū)動透平（單級徑向式透平）。發(fā)電機(jī)靠泵和上部軸承泄出的R-113工質(zhì)液體自由落來進(jìn)行充分冷卻。工質(zhì)既作軸承潤滑劑,又作發(fā)電機(jī)冷卻介質(zhì)，最后排至位于底部的冷凝器中。標(biāo)準(zhǔn)功率設(shè)計范圍一千瓦。當(dāng)需要輸出千瓦以上的電功率時，可將二個以上的機(jī)組并聯(lián)或串聯(lián)布置以色列ORMAT公司提到使用有機(jī)工質(zhì)的透平機(jī)組以及低溫余熱利用，人們會想到我國西藏的羊八井地?zé)犭娬?。羊八井建起的第一臺1300千瓦的地?zé)岚l(fā)電試驗(yàn)機(jī)組，是以色列ORMAT公司生產(chǎn)一種利用有機(jī)烷類為工質(zhì)的透平發(fā)電機(jī)組，以異戊烷最常用。異戊烷一般為無色液體，能與醚、烴類和油類任意混溶，難溶于醇，不溶于水，沸點(diǎn)為36℃①．有機(jī)工質(zhì)沸點(diǎn)低，易產(chǎn)生蒸汽，因此可以回收低溫余熱。②．有機(jī)工質(zhì)蒸汽密度比水蒸汽密度大得多，因此透平機(jī)轉(zhuǎn)速可降低，效率高，體積小。③．冷凝壓力接近或稍大于大氣壓，工質(zhì)泄漏小。④．有機(jī)工質(zhì)耐低溫，不受冰凍的影響。⑤．由于轉(zhuǎn)速低，因此噪聲小。⑥．系統(tǒng)的工作壓力低，約1.5MPa。⑦．無濕蒸汽產(chǎn)生，始終保持干燥，不受腐蝕，透平壽命長。因此低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)可嘗試選用此類型透平機(jī)組。近20多年來，以有機(jī)工質(zhì)和導(dǎo)熱油為循環(huán)工質(zhì)的低溫發(fā)電系統(tǒng)，以導(dǎo)熱油為熱載體的間接供熱技術(shù)，在石油、化工、等行業(yè)也得到了發(fā)展和日益廣泛的應(yīng)用。導(dǎo)熱油是一種良好的有機(jī)熱載體傳熱介質(zhì)，具有較高的熱容量和較低粘度，在常壓下導(dǎo)熱油的初餾點(diǎn)比水的蒸發(fā)溫度要高出數(shù)倍。高溫導(dǎo)熱油在300℃的條件下仍不氣化而保持常壓，此時飽和壓力的水蒸汽已高達(dá)8.5MPa。因此在中、高溫傳熱的條件下，用導(dǎo)熱油代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水蒸汽熱載體，就能以低壓管道系統(tǒng)代替高壓管道系統(tǒng)。可降低管道的投資，使運(yùn)行的安全性和可靠性得到保障。此外導(dǎo)熱油還具有傳熱均勻，熱穩(wěn)定性好以及優(yōu)良的導(dǎo)熱特性。例如在100℃時，飽和水蒸汽的導(dǎo)熱系數(shù)為0.0237W/(m.℃)，而Mobiltherm605#導(dǎo)熱油在100℃時的導(dǎo)熱系數(shù)為0.127W/(m.1．系統(tǒng)構(gòu)成透平機(jī)組配置發(fā)電機(jī)、冷凝器、循環(huán)工質(zhì)泵、蒸發(fā)器以及工質(zhì)補(bǔ)充系統(tǒng)、空壓系統(tǒng)、氮?dú)庀到y(tǒng)、和冷卻系統(tǒng)。余熱鍋爐生產(chǎn)的熱介質(zhì)在蒸發(fā)器里與透平循環(huán)工質(zhì)異戊烷換熱。工質(zhì)蒸發(fā)后進(jìn)入透平作功，作功后的異戊烷在凝汽器里凝結(jié)成液態(tài)，再通過工質(zhì)循環(huán)泵進(jìn)入蒸發(fā)器里。透平機(jī)組模塊化設(shè)計，重量輕，設(shè)備基礎(chǔ)可為整體簡單基礎(chǔ)，整套機(jī)組可整體露天布置。余熱鍋爐循環(huán)介質(zhì)可采用Mobiltherm605#導(dǎo)熱油，利用生產(chǎn)的余熱可把一定流量的80℃的導(dǎo)熱油加熱到270℃及220℃，兩路熱油混合后一同進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器里換熱后溫度降到80℃圖１低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)簡圖2．系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行的保證措施采取如下措施來保障整套系統(tǒng)能夠經(jīng)濟(jì)、安全的運(yùn)行，具體為：(1)利用以低沸點(diǎn)異戊烷為工質(zhì)的低溫余熱發(fā)電機(jī)組可充分滿足低溫余熱回收的要求。(2)余熱鍋爐導(dǎo)熱油采用Mobiltherm605#專用導(dǎo)熱油，其性能指標(biāo)如下：粘度：cSt4029粘度：cSt1005.1閃點(diǎn)：210℃凝固點(diǎn)：-15顏色：2.0沸點(diǎn)：329Mobiltherm605#不含芳烴，是一種液體石蠟，外觀淡黃無味，加熱后逐漸變成褐色，與我國22＃汽輪機(jī)油性能相近。(3)余熱鍋爐均采用膜式受熱面立式鍋爐，可以解決余熱鍋爐漏風(fēng)、磨損、堵灰等問題并減少占地面積，提高余熱回收率。(4)導(dǎo)熱油余熱回收系統(tǒng)采用液相方式，相對于汽相方式，液相換熱系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是不會泄漏，運(yùn)行操作簡單穩(wěn)定。(5)進(jìn)入余熱鍋爐廢氣量大，溫度低，余熱鍋爐內(nèi)不存在燃燒。因此不存在爐內(nèi)局部煙氣溫度過熱現(xiàn)象。從而減少了導(dǎo)熱油過熱而產(chǎn)生裂解、聚合、結(jié)焦、積碳等現(xiàn)象的發(fā)生。因此鍋爐可平穩(wěn)、安全運(yùn)行。(6)為了保證電站事故不影響生產(chǎn)，余熱鍋爐均設(shè)有旁通廢氣管道，一旦余熱鍋爐或電站發(fā)生事故時，可以將余熱鍋爐從生產(chǎn)系統(tǒng)中解列，不影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行。(7)為了保證余熱鍋爐安全，在電站側(cè)發(fā)生故障需停止導(dǎo)熱油輸送時，設(shè)置的旁通廢氣管道可以關(guān)小甚至關(guān)斷煙氣，防止導(dǎo)熱油油溫繼續(xù)升高，防止可能出現(xiàn)的導(dǎo)熱油裂解、聚合、結(jié)焦、積碳等現(xiàn)象的發(fā)生。(8)所有余熱鍋爐均設(shè)有導(dǎo)熱油事故排油系統(tǒng)。一旦發(fā)電廠事故，可迅速排掉導(dǎo)熱油。另外導(dǎo)熱油系統(tǒng)設(shè)置了油膨脹箱，可滿足油溫變化帶來的油膨脹問題。3.2熱泵余熱回收技術(shù)我們知道，熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發(fā)地沿相反方向進(jìn)行傳遞。然而，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，若以機(jī)械功作為補(bǔ)償條件，熱量也可以從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體中去。熱泵就是根據(jù)這一定律，靠消耗一定能量(如機(jī)械能、電能)或使一定能量的能位降級，迫使熱量由低溫?zé)嵩?物體)傳遞到高溫?zé)嵩?物體)的機(jī)械裝置。熱泵的工作原理與制冷機(jī)相同，只是目的不同而已。用于供冷的稱制冷機(jī)，用來供熱的則稱熱泵，二者均按逆卡諾循環(huán)方式工作。3.2.1熱泵節(jié)能簡單原理一臺比較完善的熱泵，只需消耗少量的逆循環(huán)凈功，就可能獲得較大的供熱量Q。這不是能量不平衡問題，它仍然遵循著能量守恒定律。這是因?yàn)榘殡S著低溫?zé)嵩?冷源)把一部分熱量q傳遞給高溫?zé)嵩吹耐瑫r，熱泵所消費(fèi)的逆循環(huán)凈功W也轉(zhuǎn)化為熱量而一同流向(傳遞)給高溫?zé)嵩?。通俗點(diǎn)說，熱泵節(jié)能的原理就是把還沒有完全做完功(有潛能)的低溫位熱能“泵”回到高溫位熱能中，使其與其他高溫位熱能一起做功；在完成這一輪功的同時，還會有低溫位熱能產(chǎn)生，熱泵再次將其“泵”回到高溫位熱能中，使其再做功，如此反復(fù)。熱泵是利用了低溫位熱能，而不是增加能量，過去這部分低溫位熱能是白白流失掉了。.日本尤尼奇卡公司宇治人造絲廠用的吸收式熱泵系統(tǒng)是以溴化鋰水液為吸收劑，采用日HAV-17GLH吸收式熱泵，使用2公斤/厘米低壓蒸汽為驅(qū)動源，夏季使用45℃溫排水為熱源，生產(chǎn)75℃溫?zé)崴糜诩訜峁に囉盟?，冬季使?0℃左右低溫排水為熱源，生產(chǎn)70℃溫?zé)崴靡灶A(yù)熱鍋爐給水，和直接用蒸汽加熱比較，節(jié)約能耗費(fèi)用40％左右。作為蓄熱和低溫余熱升級利用的開發(fā)技術(shù)，化學(xué)熱泵也在競相崛起。美國，歐洲，日本和蘇聯(lián)已工業(yè)化傳輸更高溫度3.2.北京燕山石油化工股份有限公司橡膠事業(yè)部對順丁橡膠凝聚熱泵進(jìn)行了全部技改工程,成功地在順丁橡膠四條凝聚生產(chǎn)在線改造推廣了廢熱回收技術(shù),采取兩條線共享一套6270kW凝聚熱泵技術(shù)的辦法來處理廢熱、回收熱能,取得了明顯的節(jié)能效果。由北京燕山石油化工股份有限公司研究院研制開發(fā)成功的環(huán)保型廢熱回收泵,是一種吸熱式熱泵,它利用生產(chǎn)過程中排放的廢熱來驅(qū)動,除消耗少量的電能外,屬不需任何原材料的環(huán)保型廢熱回收技術(shù)裝置。此環(huán)保型廢熱回收節(jié)能泵開發(fā)成功后,首先安裝在燕山石油化工股份有限公司橡膠事業(yè)部的SBS凝聚裝置上,證明吸熱式熱泵節(jié)能效果明顯,還可減少凝聚裝置對環(huán)境的熱污染及有害氣體、污水的排放,2～3年即可收回全部投資。吸收式制冷機(jī)或熱泵可由低品位能源如余熱、廢熱等驅(qū)動,更重要的是可以避免使用對大氣臭氧層有破壞作用的CFCs或HCFCs制冷物質(zhì),因而對節(jié)能和環(huán)保均具有重要意義。浙江大學(xué)課題組首次提出“自行復(fù)迭吸收制冷循環(huán)”技術(shù),這一新循環(huán)既能利用余熱,又可以實(shí)現(xiàn)-50℃以下的制冷溫度,取得了具有創(chuàng)新性的研究成果。該成果已獲兩項(xiàng)國家發(fā)明專利。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在發(fā)生溫度為125155℃、冷卻水溫度為16188℃時,制冷溫度達(dá)到-52193℃。該實(shí)測制冷溫度是迄今為止國內(nèi)外吸收制冷所能達(dá)到的最低制冷溫度;而且在相同制冷溫度下,COP值比傳統(tǒng)吸收制冷提高36%～55%3.3制冷余熱回收技術(shù)余熱制冷是一種以工業(yè)余（廢）熱為熱源制取7°C以上冷凍水，用于空調(diào)或工業(yè)冷卻，或?qū)⒌陀?00°C的低溫?zé)嵩吹臏囟忍嵘?0~60°C，再用于工業(yè)生產(chǎn)，是一種能大幅度提高企業(yè)能源利用率，達(dá)到節(jié)能、節(jié)水、減少溫室氣體排放、減少熱排放目的的高新技術(shù)。余熱制冷系統(tǒng)耗電只占制冷機(jī)輸出功率的2~3%，比電制冷節(jié)電70~80%，可節(jié)約大量一次能源。大幅度提高一次能源的利用率，提高幅度約10%。減少煤、石油的使用，可減少CO2、NOX等有害氣體及溫室氣體的排放，改善環(huán)境條件。制冷機(jī)以溴化鋰-水為工質(zhì)、無毒無臭、運(yùn)行安全可靠、不污染環(huán)境、更不象氟利昂（CFCs)對大氣層造成破壞。低溫余熱制冷可廣泛應(yīng)用于石化企業(yè)、回收65°C以上熱能并得到有效利用的高新技術(shù)。溴化鋰吸收式制冷已成為石油化工廠低溫余熱利用的一項(xiàng)有效措施。蘇聯(lián)涅日科姆斯克石油化工廠使用AXA-5000溴化鋰吸收制冷裝置，使用90℃熱水為熱源，將澄清的河水冷卻至進(jìn)往工藝車間使用。國內(nèi)石油化工生產(chǎn)中用低溫余熱作熱源推廣應(yīng)用溴化鋰制冷也取得較好經(jīng)驗(yàn)。如燕山石化公司向陽化工一廠第二聚丙烯車間余熱利用于二臺XZ—l5O型溴化鋰制冷機(jī)，制取7℃冷凍水。一臺用冷凝液閃蒸產(chǎn)生低壓蒸汽制冷15O萬千卡/時,另一臺120℃冷凝水冷卻至1O0℃，制冷50萬千卡/時。上海溶劑廠利用排放的1O7℃廢甲醛溶液為熱源制冷30萬千卡/時，和原壓縮式制冷相比每年節(jié)電50萬千瓦時，使甲醛生產(chǎn)電耗降低50%。金陵石化公司烷基苯廠的烷基苯裝置C一406塔換熱后的熱水約120℃左右，冬季已將此熱水用于廠內(nèi)采暖，現(xiàn)擬此熱水為熱源，夏季采用溴化鋰制冷50萬千卡/時，取代33臺空調(diào)和部分電扇，預(yù)計每年可節(jié)電6．6萬千瓦時。某公司煉油廠投運(yùn)的雙溫雙級氯吸收制冷，是以1．5公斤/厘米蒸汽或125℃～130℃熱水為熱源，其制冷量30萬千卡/時，投運(yùn)以來滿足了冷藏、冷飲需要，與壓縮機(jī)冷相比，每年節(jié)電353.4液力透平余熱回收技術(shù)在石化企業(yè)中，特別是煉油中液力透平的采用是節(jié)能的有效途徑，氣體膨脹透平和液力透平是利用流體壓差回收動力的節(jié)能措施。國外認(rèn)為液力透平小到能連續(xù)回收19千瓦功率亦有節(jié)能吸引力，投資回收率限僅0．5～1．5年。日本三菱油化安裝于流體分別為水、CO氣體吸收液管路上的四臺液力透平，發(fā)電功率為21，26、34、44千瓦。金陵石化公司化肥廠臺成氨裝置中用CO吸收塔和再生塔的壓差驅(qū)動液力透平(功率為610千瓦。)另外，該公司煉油廠加氫裂化裝置中高壓分離器和低壓分離器之間壓差151公斤/厘米。用一臺液力透平回收這部分能量，功率為545千瓦。除應(yīng)用液力透平回收能量外，還可用氣體膨脹透平回收能量。該公司化肥廠和中科院合作，研制氣體膨脹發(fā)電機(jī)組回收合成氨生產(chǎn)中馳放氣的壓降損失的能量，回收功率127千瓦，每小時可穩(wěn)定發(fā)電100千瓦。大慶石化公司煉油廠引進(jìn)的國內(nèi)首臺高溫高壓液力透平節(jié)能設(shè)備，在120萬噸/年加氫裂化裝置運(yùn)行。該設(shè)備的投用，年可節(jié)電249萬度，節(jié)約電費(fèi)142萬元，降低裝置能耗1.51％。該高溫高壓液力透平設(shè)備由大慶石化公司煉油廠從日本荏原公司引進(jìn)，用于起到回收加氫裂化裝置壓力能的作用。該120萬噸/年加氫裂化裝置是大慶石化公司煉油廠2004年8月投入生產(chǎn)的新裝置，該裝置原設(shè)計中熱高分油液體出入口溫度為230℃，入口壓力為13MPa，為高溫高壓，而國內(nèi)同類企業(yè)該裝置一般不回收或不能回收高溫高壓介質(zhì)的壓力能。該液力透平出入口壓差為11MPa。液力透平動力回收技術(shù)在茂名、南京、金山加氫裂化3.5低溫節(jié)能型吹風(fēng)氣余熱回收技術(shù)主要用于化肥企業(yè)，從目前合成氨行業(yè)造氣吹風(fēng)氣微正壓密封燃燒技術(shù)生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)果看，低溫吹風(fēng)氣達(dá)到CO完全燃燒程度，可由高溫燃燒(>850℃)、中溫燃燒(760～850℃)及低溫燃燒(<760℃)3種方式來實(shí)現(xiàn)。吹風(fēng)氣高溫燃燒須有一定量的合成弛放氣來助燃，當(dāng)其量不足時，或以高溫空氣攜部分高溫?zé)煔獾臒崃縼碇迹瑥亩黾恿嗽O(shè)備鋼材的投資和故障點(diǎn)，增加了熱損失，降低了實(shí)際熱效率；或以半水煤氣助燃來彌補(bǔ)不足，從而增加了半水煤氣消耗，影響了實(shí)際效益。吹風(fēng)氣中溫燃燒在于解決高溫燃燒存在的問題，利用低溫吹風(fēng)氣送燒溫度較高(I>350℃)、可燃?xì)怏w組分含量較高的有利條件，避免對助燃?xì)饬康囊蕾?，?shí)現(xiàn)自熱蓄熱和自燃。吹風(fēng)氣低溫燃燒是在間歇式固定床氣化爐提高吹風(fēng)效率后，吹風(fēng)氣送燒溫度低(<300℃)、(1)低溫吹風(fēng)氣采用非預(yù)混燃燒。以避免與二次風(fēng)全預(yù)混形成爆炸性氣體，既安全又不存在吹風(fēng)氣預(yù)混器造成的局部阻力降(2)采用上燃式，即低溫吹風(fēng)氣從燃燒爐上部(頂部或側(cè)面)進(jìn)氣，低溫(<400℃)(3)非預(yù)混上燃式蓄熱型燃燒爐采用雙層矮胖型，與同爐容的直筒爐相比，煙氣下行所需壓力大幅下降；增加的平行段煙氣阻力小于下行段；增加的煙氣上升段，更因其有上升力而使總煙氣阻力下降。(4)對于含CO體積分?jǐn)?shù)4％～6％、溫度<300℃的低溫吹風(fēng)氣，不用合成弛放氣助燃的低溫(<760℃)完全燃燒技術(shù)，可使矮胖型燃燒爐的爐內(nèi)非蓄熱格子磚體的煙氣阻力降降低，并且通過非預(yù)混配風(fēng)技術(shù)，可將最高溫度定點(diǎn)至燃燒爐出口，直接用于多產(chǎn)蒸汽和增加吹風(fēng)氣帶出物(5)改變原吹風(fēng)氣余熱回收裝置的結(jié)構(gòu)形式，在鍋爐機(jī)組外、燃燒爐補(bǔ)燃段處增設(shè)水冷壁式補(bǔ)燃器，并形成一個獨(dú)立的水循環(huán)系統(tǒng)。其主要的作用是直接吸收合成弛放氣的輻射熱來生產(chǎn)5．3MPa蒸汽，且先于水冷段來保護(hù)蒸汽過熱器，實(shí)現(xiàn)了原始開車時無需引入外界蒸汽來保護(hù)蒸汽過熱器的目的；同時可將合成弛放氣燃燒生成的煙氣溫度降低至<1000吹風(fēng)氣余熱回收裝置生產(chǎn)的次高壓蒸汽量達(dá)20t／h(5.3MPa，475℃)，折合每噸合成氨節(jié)約標(biāo)煤121.48kg，全年節(jié)約標(biāo)煤19436t，節(jié)能效果顯著。同時本裝置所產(chǎn)的高品位蒸汽先發(fā)電后供造氣工序使用，實(shí)現(xiàn)能量升級利用，僅此項(xiàng)回收利用蒸汽焓差能量可發(fā)電約3000kW低溫節(jié)能型吹風(fēng)氣余熱回收技術(shù)具有流程簡單、生產(chǎn)操作方便、爐溫穩(wěn)定、設(shè)備緊湊、系統(tǒng)阻力小、熱能回收率高和節(jié)能環(huán)保效果好等優(yōu)點(diǎn)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。低溫節(jié)能型吹風(fēng)氣余熱回收技術(shù)具有技術(shù)先。進(jìn)、安全穩(wěn)定和節(jié)能環(huán)保效果明顯等優(yōu)勢，該裝置的成功應(yīng)用，符合當(dāng)前國家提出的“減量化、再利用、資源化”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的要求，對合成氨工業(yè)的發(fā)展具有重要的參考價值，是一項(xiàng)值得推廣應(yīng)用的節(jié)能新技術(shù)。3.6無露點(diǎn)腐蝕水熱媒煙氣低溫余熱回收技術(shù)主要為煙氣低溫余熱的回收，天津石化采用一新型煙氣低溫余熱回收技術(shù)。由于采用了一種新型煙氣余熱回收技術(shù)，8臺加熱爐的平均熱效率由88%提高到了92%，這種新型技術(shù)叫做無露點(diǎn)腐蝕水熱媒技術(shù)。在石化企業(yè)中各種加熱爐是重要耗能設(shè)備，約占全廠能耗的30％～60％，其中采用各種余熱回收設(shè)備（如空氣預(yù)熱器、省煤器等）回收煙氣低溫余熱，降低加熱爐排煙溫度是最有效的節(jié)能手段。各種煙氣余熱回收設(shè)備受低溫露點(diǎn)腐蝕問題困擾，難以長周期、安全、高效運(yùn)行，也難以適應(yīng)加熱爐燃料、負(fù)荷、工藝參數(shù)變化等。利用帶壓除氧水作為熱媒（中間熱載體），設(shè)置一個封閉或開放式熱交換系統(tǒng)，回收煙氣中余熱，預(yù)熱加熱爐助燃空氣、余熱鍋爐汽包上水或工藝介質(zhì)。通過一套簡單的調(diào)節(jié)控制手段，使與煙氣換熱的熱媒水進(jìn)口溫度在煙氣露點(diǎn)溫度之上，從而徹底避免了露點(diǎn)腐蝕。它將需要進(jìn)行熱交換的冷、熱介質(zhì)徹底分開，設(shè)備具有布置靈活，占地面積小、改造工作量小等優(yōu)點(diǎn)；使用壽命超過8年，滿足了設(shè)備長周期運(yùn)行要求。水熱媒系統(tǒng)雖然增設(shè)了熱水循環(huán)泵，但取消了引風(fēng)機(jī)，降低了運(yùn)行費(fèi)用。水熱媒余熱回收設(shè)備采用模塊化箱式結(jié)構(gòu)，水熱媒余熱回收設(shè)備受熱面積灰是'干灰'，管排順排布置，避免積灰搭橋，有利于清灰。3.7熱管余熱回收技術(shù)熱管是一種新型、高效的傳熱元件，其內(nèi)部是靠工質(zhì)循環(huán)實(shí)現(xiàn)熱量傳遞，它的當(dāng)量熱導(dǎo)率可達(dá)金屬的103--104倍。以熱管為傳熱元件的熱管換熱器較其他型式換熱器具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在利用熱能、回收廢熱、節(jié)約原料、降低成本等方面，特別適用于中低溫的余熱回收，廣泛應(yīng)用于鍋爐余熱回收，取得了明顯的節(jié)能效果。3.7.1熱管的工作原理熱管是一個封閉系統(tǒng)，由管殼、吸液芯和工質(zhì)組成(如圖1所示)。管殼通常由金屬制成，兩端焊有端蓋，管殼內(nèi)壁裝有一層由多孔性物質(zhì)構(gòu)成的管芯(若為重力式熱管則無管芯)，管內(nèi)抽真空后注入某種工質(zhì)，然后密封。熱管利用工質(zhì)相變的物理過程，以潛熱的形式傳遞熱量。當(dāng)熱管的蒸發(fā)段被加熱時，管內(nèi)的工質(zhì)吸收潛熱被蒸發(fā)，變成蒸汽，壓力增大后沿中間通道流向另端，蒸汽在冷凝段接觸到冷的吸熱芯表面，冷凝成液體并放出潛熱；工質(zhì)在蒸發(fā)段蒸發(fā)時，其汽液交界面下凹，形成許多彎月形液面，產(chǎn)生毛細(xì)壓力，液態(tài)工質(zhì)在管芯毛細(xì)壓力和重力等的同流動力作用下義返同蒸發(fā)段，繼續(xù)吸熱蒸發(fā)，如此循環(huán)往復(fù)，工質(zhì)的蒸發(fā)和冷凝便把熱最不斷地從熱端傳遞到冷端。螺旋槽管其強(qiáng)化傳熱的機(jī)理為：殼程流體在非傳熱界面的區(qū)域，如管問支撐物的局部地區(qū)，形體阻力損失很小，而大部分的流體壓降町用米促進(jìn)傳熱管傳熱界面上的流體湍流，能以較低的流體輸送功獲取較高的傳熱膜系數(shù)；螺旋槽管可利用粗糙的傳熱肋面來促進(jìn)流體邊界層的湍流度，減薄傳熱滯流底層厚度，從而強(qiáng)化邊界層傳熱，螺旋槽管明顯地強(qiáng)化了管內(nèi)傳熱，同時，對于管外流體橫掠管束而占，螺旋槽管表面的凹槽有利于邊界層流體的分離和強(qiáng)化流體的擾動。因此，管外流體的換熱能力也有所提高。節(jié)距P和槽深e是影響螺旋槽管傳熱的主要因素。當(dāng)節(jié)距一定，槽道越深或當(dāng)槽深一定，節(jié)距越小時，螺旋槽管強(qiáng)化管外凝結(jié)換熱的效果越顯著。降低了層流熱阻，提高了液流傳熱系數(shù)，但同時也提高r液流的擾動性，使液體微團(tuán)間產(chǎn)生相互混合摻混摩擦，消耗T部分能量，故而流阻高于光管。槽道深度對液膜厚度的影響非常明顯，在淺槽范圍內(nèi)，槽道越深，液膜越薄且均勻一致，強(qiáng)化傳熱的性能越好。3.7.2余熱鍋爐與常規(guī)余熱鍋爐相比，前者更具有明顯的優(yōu)越性，其體積緊湊，傳熱效率高，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，更重要的是如果單根熱管破壞不影響設(shè)備運(yùn)行，提高了設(shè)備長期運(yùn)行的可靠