第五章炼油化工厂节能技术节能技术：能量转换过程节能技术：改进的宗旨，一是提高转换设备效率。二是为过程提供与要求能量能级相适应的能量。工艺过程节能技术：目的是改进工艺过程，降低过程使用能量的数量，提高待回收能的品位。能量回收过程节能技术：主要是优化换热回收系统，提高回收率，回收过程物流的膨胀功，低温热回收系统及相应的技术。第一节能量升级利用技术低温热回收利用有两种途径:一是同级利用，寻找合适的热阱，作为加热的热源。二是升级利用。是指把系统中能级较低(液体一般ε<0.4，气体ε<0.5)的中、低温热流，用于需要更高的能级的用户(热阱或功阱等)的一类技术手段，通常称为“低温热的升级利用”。与同级利用相比，升级利用往往要么耗用高能级的压缩功，要么需经过至少两次传热过程，加上其他转换过程，火用损失较大，设备多而复杂，投资也高。但是在同级匹配利用受到热源和热阱匹配条件限制的地方或产功效益较高的地方，也会有显著的节能和经济效果。N炼油厂1982年典型工况能流图一、能量升级利用的途径1、热泵（HP—HeatPump）利用专门技术使温位和能级较低的热能升温，并得以向温度更高的热阱供热的设施，均可称为热泵。热泵按其特点可分为三类：(1)开式热泵或机械蒸汽再压缩(MVR—MechanicalVaporRepressor)被压缩的介质是工艺蒸汽本身，不需要循环，故称开式。压力升高，使工质可在更高的饱和温度下放出冷凝潜热。它消耗的是压缩机的机械功。图5-1丙烷-丙烯分馏塔热泵流程图图丙烯精馏流程图热泵流程图（2）闭式工质循环压缩式热泵(CHP)工质封闭循环，相当于一个逆循环热机，即输入机械功，通过循环的工质从工艺物流(低温热源)取热而向高温热阱放热。图5-2示出了一个CHP系统。压缩式热泵是以消耗机械功为代价而致热的装置。该系统采用ORC(有机工质朗肯循环)透平驱动，用117~104℃的常压塔顶油气冷凝热84GJ/h产生193℃的1MPa蒸汽的流程(有效热为24.3GJ/h)。（3）吸收热泵(AHP—AbsorptionHeatPump)吸收式热泵有两个循环：制冷剂回路和溶液回路。在溶液回路中用消耗热能取代了压缩机中所消耗的机械能。一个实际的吸收式热泵，不仅含有发生器、吸收器、冷凝器、蒸发器、溶液泵、节流阀等基本设备和构件，而且还可能有精馏器、回流冷凝器(分凝器)、过冷器、换热器等设备。如果溶液中两种组分(制冷剂和吸收剂)的沸点比较接近，发生器产生的制冷剂蒸气(如氨)中就会带有吸收剂蒸气(如水蒸气)。为了得到纯度高的制冷剂蒸气，就需设置分凝和精馏设备，在精馏器顶部得到纯度很高的制冷剂蒸气，在分凝器中要排出精馏热量QD。吸收式热泵2、低温朗肯循环（LRC—LowtemperatureRankinCycle）(1)有机工质朗肯循环（闭式）(2)非循环（开式）工质透平（OWT）在某些特定的工艺流程中，可以利用某些工艺流体吸收低温热蒸发(再沸器)的过程，使之适当升压升温，多吸收些热量，产生T、p都高于工艺要求的蒸汽，进入透平作功后再返回工艺设备中。图5-6即为一例。图5-6开式工质膨胀透平流程示意图LRC技术适用于低温热、没有适当的热阱，电、热不平衡和电价较高，或者热阱温位低、热源温位较高，允许先作功再供热的地方。它的优点是能利用价格便宜的低温热，在远比烧化石燃料的火电站低的操作费用下产功或发电。它的限制因素是由于转换效率较低，单位作功能力的一次投资比电站高的多。因此，LRC技术能否适用和得到大规模采用，一是取决于具体的技术经济条件，二是取决于改进技术，提高效率，和通过批量生产降低设备成本的努力。3、汽液两相全流式透平（TPT—TwoPhaseTurbin）与LRC相比，TPT有更高的效率。特别是TPT与LRC结合的双重循环系统，效率更高。据文献的分析，热源温度范围在90℃以上时，几种方案的效率比较如下：水扩容LRCORCTPTTPT+LRC9~13%8~11%~18%~22%总之，各种低温升级利用技术的发展，预计随着能源、环保和经济条件的发展变化，设备和综合技术水平的提高，将会得到更快的发展和更广泛的应用。二、升级利用技术的火用分析表5-1若干低温热利用方案的能量利用效率和火用效率类别同级利用升级利用实例原油换热AHPAHPORCORC-HP热源温度，℃125.5122-80140-105120117-70热阱温度，℃60.5133152功193热效率，η，%92.240.340.08-1116热源能级，ε0.2770.2300.2730.2670.214热阱能级，ε0.1360.2910.322功1.00.382火用效率ηEX，%45.550.947.630-4128.7提高火用效的努力，关键在于降低火用损