化工企业蒸汽节能方案实用版.docx

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化工企业蒸汽节能方案实用版

YF-ED-J6944

可按资料类型定义编号

化工企业蒸汽节能方案实用版

InOrderToEnsureTheEffectiveAndSafeOperationOfTheDepartmentWorkOrProduction,RelevantPersonnelShallFollowTheProceduresInHandlingBusinessOrOperatingEquipment.

（示范文稿）

二零XX年XX月XX日

文件名

化工企业蒸汽节能方案实用版

日期

20XX年XX月

版次

1/1

编制人

XXXXXX

审核

XXXXXX

批准

XXXXXX

化工企业蒸汽节能方案实用版

提示：

该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。

下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。

　　第一章项目概述；山东单县尚舜化工有限公司（下称尚舜化工）位于鲁西；公司现有新厂区和老厂区两个生产基地，每个厂区有独；老厂配置1台20吨/小时燃煤链条炉，2台10吨/；两个厂区全年运行时间约300天；本次节能改造的范围：

新厂区和老厂区蒸汽系统在输送；通过我公司专业技术人员现场调研和技术分析，发现该；本次蒸汽节能改造项目的投资情况为：

新厂区约292；项目投资回收

　　第一章项目概述

　　山东单县尚舜化工有限公司（下称尚舜化工）位于鲁西南牡丹之乡――山东省菏泽市，是一家专业生产橡胶助剂的化工公司，规模较大、品种较全。

　　公司现有新厂区和老厂区两个生产基地，每个厂区有独立的蒸汽供应系统。

新厂配置2台20吨/小时燃煤链条炉，其中有一台是新建的锅炉，正处于调试阶段。

目前产蒸汽量约18吨/小时，蒸汽压力为0.6Mpa～0.95Mpa。

　　老厂配置1台20吨/小时燃煤链条炉，2台10吨/小时的燃煤链条炉。

20吨/小时锅炉常年运行，2台10吨/小时锅炉备用。

目前产汽量和蒸汽压力与新厂相同。

　　两个厂区全年运行时间约300天。

冬季蒸汽主要用于生产车间工艺供热及办公室采暖，夏季主要用于生产车间工艺供热。

原煤价格约600元/吨，煤热值约5500大卡/kg，软化水成本约5元/吨，蒸汽成本约150元/吨。

　　本次节能改造的范围：

新厂区和老厂区蒸汽系统在输送、利用、凝结水回收、凝结水净化等四个方面的优化改造。

　　通过我公司专业技术人员现场调研和技术分析，发现该公司蒸汽系统节能潜力很大。

以新、老厂区总产汽量为34吨/小时计算，通过我公司提供的系统优化和改造，可直接节约蒸汽5.1t/小时（总量的15%），直接节能效益约550万元；增加凝结水回收26吨/小时，间接节能效益约232万元。

年总节能效益约780万元，节能效果十分明显。

　　本次蒸汽节能改造项目的投资情况为：

新厂区约292万元，其中设备投资约214万元，配套材料费及安装费约78万元；老厂区约205万元，其中设备投资约164万元，配套材料费及安装费约41万元。

　　项目投资回收期约8个月，是一个非常优质的项目，完全值得投资。

　　北京弘泰斯奔思技术服务有限责任公司

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　　第二章蒸汽及凝结水系统节能概述

　　水蒸汽是企业最常见的二次能源，常用于实现生产所需要的换热、伴热、机械驱动力、工艺混合、干燥、采暖、吹扫等功能，是保障企业正常生产运行的重要基础。

实际上，蒸汽是很多工业企业能量流的最大交换平台，因此，通过实施节能改造，保障蒸汽及凝结水系统稳定高效运行，对提升企业市场竞争力具有十分重要的意义。

　　北京弘泰斯奔思公司主要从事热能利用领域的优化设计和节能改造，尤其擅长蒸汽动力系统优化改造、换热网络优化改造、凝结水回收系统优化改造、高温凝结水精处理等业务。

公司系统优化应用技术、模拟分析软件技术、硬件设备等均来自美国spence公司、美国尼科森公司、美国莱斯理控制器公司、德国君威（RTK）公司、美国西克公司、美国SSI等。

各公司历史悠久，产品过硬，优势互补，现已云集美国CIRCOR集团旗下，可为客户提供蒸汽系统全方位节能解决方案。

弘泰-斯奔思公司是美国spence公司在中国地区的唯一合作伙伴，也是亚洲地区的总代理商。

　　弘泰-斯奔思将蒸汽系统作为一个综合能量交换平台来看待，在蒸汽的输配、利用、回收及净化等环节都有应用开发，各类产品相互支撑，互为前提，互为倚重，已形成一个完备的、多元化和多层次的产品供给体系，且有深度成熟的节能技术和经验作后盾，能在工艺装置用能优化、装置热联合、低温余热利用、贮运系统优化、凝结水回水、凝结水净化等方面，为客户提供全方位技术服务。

　　一、蒸汽的产生阶段

　　锅炉补水除氧等的自耗汽最高可达17%。

一般说来，锅炉补水温度每增加6℃，锅炉燃料消耗减少约1%。

因此，蒸汽产生阶段的节能要点为：

利用锅炉自身的长期稳定的热阱（吸热）资源，最大程度地吸收整个企业的低温余热（凝结水、排污水等），减少锅炉自耗汽，提高锅炉产汽效率。

　　北京弘泰斯奔思技术服务有限责任公司

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　　二、蒸汽的传输阶段

　　节能要点在于：

减少泄漏、减少散热损失、减少压降、保障品质。

保持蒸汽品质不降低，其实质就是减少了用户对蒸汽的需求量。

　　蒸汽传输过程的泄漏损失十分惊人。

下表为蒸汽泄漏损失测试报告：

　　表10.7Mpa下蒸汽泄漏损失测试报告（蒸汽单价：

150元/吨）

　　三、蒸汽的使用阶段

　　节能要点在于：

仔细研究每个换热设备设计耗能和实际耗能之间的差距，找出过多耗能的原因；根据工艺要求，减压使用蒸汽，以便提高蒸汽干度和蒸汽潜热；及时排除混入换热设备中的空气，提高换热效率和换热设备寿命；疏水器合理选型、凝结水回收管网优化设计，及时排除凝结水，避免换热器积水，提高换热效率和换热设备寿命。

　　四、凝结水的回收阶段

　　节能要点在于：

采用凝结水管网整体优化设计以及“分散前沿加压回收技术”，主动加压输送凝结水，既保障疏水器上游换热器的正常工作，又保障凝结水管网的高效运行。

　　北京弘泰斯奔思技术服务有限责任公司

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　　五、凝结水的净化处理再利用

　　凝结水中含有“余热、水和软化费”三项价值，单凝结水中余热就约占蒸汽总带热量的25%，可资利用的价值非常高。

很多情况下，凝结水因受到污染而直接排放，或降质使用，浪费十分惊人。

北京弘泰斯奔思采用“特种树脂”，通过类萃取和过滤法，使凝结水在高温（120℃以下）下直接进行除油除铁净化处理，达到中压锅炉（3.5MPa）进水标准：

含油量小于1.0ppm，含铁量小于50ppb。

　　第三章尚舜化工蒸汽系统存在的问题

　　一、蒸汽输送系统存在的问题

　　1．蒸汽主管线和沿线龙门架没有采取疏水措施

　　任何蒸汽管道都会有部分蒸汽由于辐射和散射损失而凝结成水，如不及时排出，将带来诸多问题。

尚舜化工蒸汽主管线、沿线龙门架、管网低点均未采取任何疏水措施，造成蒸汽带水严重，品质降低，影响换热设备的换热效率；存在巨大的“水击”隐患，沿线阀门、仪表、弯头均受威胁；凝结水在龙门架前段弯头处汇集后形成“喉部限流”，局部压力损失大，管路末端压力低。

　　2．蒸汽主管线未安装高位排空气措施

　　尚舜化工整个蒸汽管网未安装排空气阀，但管网混入空气的客观因素却普遍存在：

　　1）从锅炉夹带的不凝性气体；

　　2）管道连接处焊缝缺陷导致空气混入；

　　3）间歇式工作换热器在“停汽阶段”，换热器内气体冷却收缩，形成真空，

　　空气通过疏水阀混入（见图1），并扩散到蒸汽管网。

　　北京弘泰斯奔思技术服务有限责任公司

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　　图1非工作期间，空气混入换热器和管网

　　混入的空气和其他不凝性气体给整个蒸汽热力系统带来如下危害：

　　1）腐蚀管网、各类阀门、仪表等

　　图2因混入空气而严重腐蚀的管道

　　2）降低蒸汽品质

　　空气不携带有用的热。

空气混入蒸汽，混合气体的热容量减少，温度变得更低。

这遵循道尔顿（Dalton）分压定律，即在混合气体或汽体中，总压为组成混合气体

　　3）；图3混合气体分压定律；例如，2.8bar的干饱和蒸汽温度为142℃，但；3）降低传热效率；空气膜是绝好的隔热膜（见图4）；北京弘泰斯奔思技术服务有限责任公司；第11页共55页；图4气膜和水膜的绝热特性；二、蒸汽换热系统存在的问题；1．蒸汽系统压力存在的问题；锅炉产汽压力主要根据全厂最高用汽压力、蒸汽在输送；1）未利

　　的各个气体或汽体所施加的分压之和（见图3）。

任何蒸汽空气混合物比例都使蒸汽的温度和压力更低，单靠控制压力就不能保证加热设备达到应有的温度。

　　图3混合气体分压定律

　　例如，2.8bar的干饱和蒸汽温度为142℃，但是如果是90%蒸汽与10%空气混合的话，温度只有139℃；空气比例为25%时，温度降低到135℃。

但是在所有这些情况中，压力表的读数都保持在2.8bar。

　　3）降低传热效率

　　空气膜是绝好的隔热膜（见图4）。

事实证明，换热器中0.5%的空气的存在会降低50%的换热效率。

因此，排出空气是必需的，且空气排出越快，空气与蒸汽混合的可能性就越小。

　　北京弘泰斯奔思技术服务有限责任公司

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　　图4气膜和水膜的绝热特性

　　二、蒸汽换热系统存在的问题

　　1．蒸汽系统压力存在的问题

　　锅炉产汽压力主要根据全厂最高用汽压力、蒸汽在输送过程中需克服的压力损失等因素确定。

尚舜化工所有用汽点未见安装减压站，即不管工艺要求如何，基本上使用一个压力等级，高压低用现象严重，由此造成的后果有：

　　1）未利用减压过程提高蒸汽干度，蒸汽消耗量增加

　　?

95%干度的7巴蒸汽减压到2巴，蒸汽干度提高至97.28%

　　?

95%干度的7巴蒸汽减压到0.5巴，蒸汽干度提高至98.73%

　　2）未利用减压过程提高蒸汽潜热比率，蒸汽消耗量增加

　　?

7巴蒸汽减压到2巴使用，潜热提高4.17%

　　?

7巴蒸汽减压到1巴使用，潜热提高5.54%

　　?

7巴蒸汽减压到0.5巴使用，潜热提高6.42%

　　3）降低了换热设备的使用寿命

　　北京弘泰斯奔思技术服务有限责任公司

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　　2．换热系统疏水问题

　　疏水设备是蒸汽系统的末端产品，也是保证工艺高效换热的关键。

尚舜化工基本未见正常工作的疏水阀，疏水设备失效、通过旁通排放凝结水、疏水阀蒸汽泄漏等情况十分严重，造成换热设备中蒸汽流速加快、换热效率降低、设备磨损加快，既无谓地消耗了蒸汽，又增加了凝结水并网的难度。

　　3．换热系统中疏水设备的安装问题

　　多台（组）换热设备合并使用一只疏水设备，造成不均衡换热疏水，换热设备积水严重，换热效率低下；疏水阀一旦失效，组内的所有换热设备均受影响；多台疏水设备并联安装，只要其中一台失效，其它疏水阀都无法正常工作。

　　4．换热系统中的排空气问题

　　间歇式工作的用热单元在停止用汽后，换热设备内凝结水无法及时排出，冷却收缩后产生真空，空气通过疏水阀回灌，系统中有空气存在。

再次启动时，附着在换热器表面的空气膜形成极大热阻，导致加热速度减慢，影响换热效率和产品质量。

　　5．换热系统中的安全运行问题

　　多台（组）换热设备没有安装真空破坏器等安全运行保障设备。

　　三、凝结水回收系统存在的问题

　　1．凝结水管网不健全，新厂区只有一小部分凝结水回收管网，老厂区没有，造成泄漏的蒸汽和凝结水闪蒸汽到处逸散；

　　2．新厂区现有的回收系统设计不合理，属于“非同程回路”，近点凝结水压力大于远点凝结水压力，管网憋压严重，远点凝结水根本无法自流回到