Повышение эффективности систем сбора конденсата и оборотного водоснабжения на крупных нефтехимических предприятиях

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ СБОРА КОНДЕНСАТА И ОБОРОТНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ НА КРУПНЫХ НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

А.И. ФАЗУЛЛИНА, И.А. КОНАХИНА

Казанский государственный энергетический университет

Представлен анализ метода повышения эффективности систем сбора конденсата и оборотного водоснабжения на базе абсорбционных бромисто-литиевых холодильных машин (АБХМ). Показано преимущество воздушной системы охлаждения конденсата.

Организация эффективных систем сбора и возврата парового конденсата является одним из важнейших факторов экономии топливно-энергетических ресурсов в энергетических хозяйствах предприятий нефтехимического комплекса Российской Федерации [1]. В структуре теплопотребления таких производств доля пара промышленных параметров достигает 98% и большая часть его направляется на нужды теплофикации в поверхностные теплообменники и подобные им элементы технологического оборудования, обогреваемые паром. Объем образующегося конденсата в процессе теплопередачи весьма значителен и зачастую составляет 500700 т/ч и более. Температура отводимого конденсата зависит от режима теплопотребления и обычно находится в пределах 80-140 °С.

Пар промышленных параметров давлением 1,3-3,0 МПа поступает на предприятие от внешних или собственных источников пароснабжения предприятия. Как правило, источником пара является заводская ТЭЦ или ТЭЦ системы РАО ЕЭС. Для выработки пара таких параметров требуется сложная и энергозатратная система подготовки воды. Невозврат потребителями конденсата предприятиям единой энергосистемы сопряжен с выплатами крупных денежных штрафов, особенно при нарушении заключенных по данному вопросу договоров, а уменьшение доли возврата конденсата на внутризаводские источники и снижение его температуры относительно регламентируемого уровня приводит к пропорциональному росту расхода теплоты на технологические нужды химводоочистки, на нагрев питательной воды и процессы деаэрации. Также существенно возрастает продувка паровых котлов. Соответственно увеличиваются капитальные и эксплуатационные затраты на пароконденсатное хозяйство и содержание оборудования, которое подбирается на завышенную производительность.

Таким образом, организация надежной и сбалансированной системы сбора и возврата конденсата может дать промышленному предприятию значительный экономический эффект. Однако зачастую от возврата конденсата источнику на предприятиях нефтехимического комплекса вынуждены отказываться из-за высокой вероятности загрязнения конденсата углеводородами.

В частности, анализ пароконденсатного баланса завода синтетического каучука, выпускающего бутадиеновый каучук по технологии двухстадийного дегидрирования, показал, что невозврат конденсата составляет более 2/3 от общего расхода пара по заводу. При этом более 50% образующегося конденсата из-за сильного загрязнения углеводородами сливается в канализацию. Аналогичные показатели имеет подавляющее большинство предприятий нефтехимической, нефтеперерабатывающей и химической отраслей промышленности [2].

© А. И. Фазуллина, И. А Конахина Проблемы энергетики, 2007, № 5-6

Организация повторного использования конденсата в замкнутой системе с целью питания котлов-утилизаторов и закалочно-испарительных аппаратов технологических печей, предъявляющих менее жесткие требования к чистоте питательной воды, тем не менее вызывает необходимость выполнения ряда дополнительных условий, и в первую очередь предварительного охлаждения до уровня не выше 40 °С. Наименее затратным, а потому наиболее часто используемым способом охлаждения конденсата является его централизованных сбор и захолаживание оборотной водой. Однако в этом случае теплота, содержащаяся в конденсате, практически не используется, а предприятие несет дополнительные потери, связанные с ростом нагрузки систем оборотного водоснабжения.

В связи с тем, что система оборотного водоснабжения представляет собой промежуточный контур, применяемый для интенсификации сброса теплоты в атмосферу, представляется целесообразным переход на воздушное охлаждение конденсата в целях экономии энергоресурсов и уменьшения вредного воздействия на экологию. Климатические условия Республики Татарстан и большей части территории Российской Федерации позволяют использовать такой способ охлаждения конденсата практически круглогодично [3]. Наиболее напряженный период работы системы охлаждения не превышает двух месяцев (июнь-июль месяцы), при этом в ночные часы наблюдается значительное снижение температуры атмосферного воздуха. В этот же период возрастает потребность нефтехимических предприятий в захоложенной воде с температурой 5-15 °С на технологические нужды. В таких условиях целесообразно включение в систему охлаждения конденсата абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машины (АБХМ), которая дает возможность полезно использовать существенную часть сбросной теплоты (25-30%) с целью выработки требуемого энергоресурса [4].

На рис. 1 показана принципиальная схема охлаждения конденсата посредством аппаратов воздушного охлаждения (АВО) с установкой АБХМ.

Рис. 1. Система сбора конденсата с использованием АВО и АБХМ © Проблемы энергетики, 2007, № 5-6

Конденсат поступает из общего коллектора и направляется в генератор АБХМ, где охлаждается на 10-20 °С, отдавая теплоту легкокипящему хладоагенту бинарной системы - воде, находящейся под вакуумом. Доохлаждение конденсата осуществляется в АВО. Охлаждение конденсатора и абсорбера АБХМ также организовано с помощью АВО с применением промежуточного водяного контура.

Представленная схема позволяет существенно сократить расход оборотной воды на предприятии и обеспечить требуемые параметры конденсата, необходимые для его хранения в специальных емкостях с целью повторного использования.

Summary

The analysis of method of increasing the efficiency of systems of gathering condensate and turnaround water supply on absorbtion bromine-lithium refrigerating machines base (ABRM) is represented. The advantage of air system cooling of condensate are shown.

Литература

1. Назмеев Ю.Г. Конахина И.А. Организация энерготехнологических комплексов в нефтехимической промышленности. - М.: Издательство МЭИ, 2001. - 364 с.

2. Костерин Ю.В., Рожкова Л.П. Повышение эффективности

использования теплоты парового конденсата в промышленности. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 56 с.

3. СНиП ПА.6-72. Строительная климатология и геофизика. - М.: Стройиздат, 1973.

4. Орехов И.И., Тимофеевский Л.С., Караван С.В. Абсорбционные преобразователи теплоты. - Л.: Химия, 1989.

Поступила 26.02.2007

© Проблемы энергетики, 2007, № 5-6