反应釜加热炉改造及锅炉热能利用项目可行性研究报告Word格式文档下载.docx

1、2表2 双龙公司主要耗能设备分布情况（电能）额定功率 （K0功率小计 （KW电加热导油炉加热棒45041800吊机电机37.56225冷冻机压缩机3570水泵1530给油泵1122反应釜44引风机7.5322.51290咼压泵5磁力泵真空泵860鼓风机5.516.516其它小型用电设0.25 2.555105总计1182601.52、企业节能技术应用现状公司充分发挥本公司在树脂生产领域的技术、人才、设备优势与市 场优势，通过加大在节能资金的投入，开展系列节能技术攻关，解决了 生产中的一些能耗、物耗大的技术难题，有效地促进节能减排工作的开 展。如：采取在苯酚水精馏塔顶部分相器溢出的废水，再接入另

2、一只回 收器的措施，回收因冲塔而溢出的甲苯，此法预计每月 100公斤甲苯溢出、1年可节约甲苯1.2吨；通过工艺创新解决了废双酚 A颗粒融解回收、 冷冻机凝水回用、老双酚沉积物料回收的技术难题，大大降低了双酚 A物料损耗，并实现能量回收利用。为充分挖掘企业节能减排潜能，降低企业生产成本，提高经济效益， 通过科学论证，决定实施“反应釜加热炉改造及锅炉热能利用”重大节 能技术开发项目，主要内容是对蒸汽锅炉的蒸汽凝结水进行封闭式回 收、对锅炉的高温烟气进行余热利用、 对反应釜加热装置进行更应换代。 其中凝结水回收及烟气余热利用的新建工程已分别于 2010年的 1月和3 月完成并投入使用，达到设计要求。

3、公司预期通过该项目实施，促进企 业竞争力的提高，以求在激烈的市场竞争中立于不败之地，实现做大做 强的发展目标。二、项目概述1、项目名称反应釜加热炉改造及锅炉热能利用2、项目建设单位及地址项目建设单位：南平双龙化工有限公司 建设地址：南平市延平区塔前工业园3 、法人代表及职务法人代表：魏世洲 职务：董事长4 、建设投资： 376 万元5、资金来源：企业自筹及其它解决 276 万元，银行贷款 100 万元。6 、建设内容（1）新建封闭式蒸汽凝结水回收系统（建成使用） 新建“封闭式蒸汽凝结水回收系统”，对两台 2T 锅炉蒸汽凝结水 进行回收利用，实现节能和节水。（2） 新建锅炉烟气余热回收利用系统（

4、建成使用） 通过在烟道尾处加装一台热管余热回收器， 对两台蒸汽锅炉烟气余 热进行利用；（3）反应釜远红外辐射加热系统改造（正在建设）对四台导热油炉进行淘汰更新，选用碳化硅电热远红外加热装置替 代导热油炉，用于对反应釜加热升温。7、节能效益项目建成后，年节省标准煤 3055吨，节水 23964 吨，每年产生经济 效益425万元，同时减少排放SO、粉尘、炉灰60灿上。8 、建设期项目从 2009年 10 月开始建设，至 2010 年 6 月结束。项目投资回 报期 1 年。三、项目立项背景及意义 发展中国家的发展速度让人侧目， 随营他们对大宗原材料以及能源 需求的迅速增加，能源储量，库存日趋减少，上

5、游原材料及能源价格飞 速膨胀，能源替代，新能源开发，以及节能降耗技术成为了一个日益重 要的课题。国际金融危机的快速集中爆发，很多企业经历了“休克”式 的调整，挖潜增效，节能降耗无形中成为了企业生存的通行证。通过技 术改造实现节能降耗是其履行可持续发展战略的重要路径。锅炉蒸汽作为一种热能载体被广泛应用于发电、石油、化工、印 染、造纸等工业领域中。间接加热的设备，只利用了蒸汽总热量的潜热 部分，而蒸汽中的湿热几乎没有利用。凝结水是优良锅炉的补给水，根 据蒸汽压力不同，凝结水热量约占蒸汽总热量的 20-30%，且压力、温度 越高，凝结水所具有的热量越多，占蒸汽总热量的比例也越大。总结起 来，冷凝水在

6、工业生产中具有以下利用价值： 1、冷凝水中包含有大量 的热能； 2、节省水费； 3、节省水处理费； 4、节约排水费； 5、节约冷 却水费。所以，凝结水回收利用在节能技术开发和应用中就有广阔的前 景和空间。工业燃油、燃气、燃煤锅炉设计制造时，为了防止锅炉尾部受热面 腐蚀和堵灰，标准状态排烟温度一般不低于 180C，最高可达250C，高 温烟气排放不但造成大量热能浪费，同时也污染环境。工业锅炉的平均 热效率只有 70%左右，近 25%的能源通过烟气排放到大气当中，排烟温度 高达200C以上，既污染了环境，又浪费了宝贵的烟气余热资源。因此 许多大型锅炉均有安装铸铁管或不锈钢式省煤器或空气预热器，用来

7、预 热锅炉给水或助燃空气。锅炉烟气温度每下降 1518C可以提高锅炉效 率1，因此降低锅炉烟气温度已成为锅炉节能的一个重要途径，同时 又必须解决锅炉低温腐蚀的难题，于是热管式换热器便应用而生。利用 热管换热技术，可有效回收这部分受污染的烟气余热资源，用来预热锅 炉助燃空气（气 - 气热管余热回收器）；预热锅炉给水（气 - 水热管余热 回收器）；生产热水（常压热管式锅炉） ；生产蒸汽（热管蒸汽发生器） 节省燃料费用，降低生产成本，减少废气排放，节能环保一举两得。变 废为宝，项目的经济效益和社会效益非常显著。由于导热油炉在常压下可比蒸汽获得更高的传热介质操作温度，改 善了高温供热系统的操作安全状况

8、，因此得到了广泛的使用，其中电热 式导热油炉是应用最广的一种，但在使用过程中有下列缺陷：一是导热 油长期处于高热状态，容易焦化造成导热性能下降：二是电热棒棒壁与 釜壁易结油垢层阻热。造成传热慢、热效低；三是因为导热油加热是间 接性的，这就需要对导热油一直加热保持温度， 从而造成大量热量损失； 四是电热棒因结焦造成加热元件过热，损坏率高。在目前电力能源紧缺 的形势下对上述化工釜加热技术进行节能技术改造很有必要。目前， 市场上出现了反应釜用电热远红外加热装置替代导热油加热的方式，较 好地解决了导热油加热中存在的上述缺陷，并且节电效果明显，是值得 推广应用的一项新产品、新技术。双龙化工已建厂 24年

9、，由于当时技术、资金制约以及落后观念的 影响，公司在节能节水工作开展方面相对滞后，同时一些设备已明显落 伍，存在高耗能低效率现象，造成大量的能源浪费和设备损耗，从而导 致生产成本增加。随着市场竞争激烈程度的不断加剧，企业只有不断依 靠技术进步，降低生产成本，才能在市场竞争中立于不败境地。实施蒸 汽锅炉凝结水回收、烟气余热利用以及导热油炉改造等节能技改项目， 可为我省化工行业建立示范带头作用。项目不仅能为企业带来显著的经 济效益、生态效益，而且对促进企业可持续发展、推动我省节能和发展 循环经济工作发展有现实积极的意义。四、项目技术方案本项目实施有三大内容， 分别是新建 “锅炉封闭式蒸汽凝结水回收

10、 系统”和“锅炉烟气余热利用系统”，以及对“反应釜远红外辐射加热 系统”进行改造。本项目技术方案就围绕上述三个内容分别制订。（ 一 ） 锅炉封闭式蒸汽凝结水回收系统 冷凝水回收系统可分为开放式、半开放式和密闭式三种。开放式回 收工作原理：冷凝水经回收主管将冷凝水引至开放式水箱，再通过加压 装置将回收的冷凝水输送至锅炉内。其投资成本低廉，能够实现一定程 度的节能效果，但由于是开放式的，就不可避免有二次蒸汽蒸发于大气 中，热能和水分浪费严重。半开放式回收工作原理：冷凝水经回收主管 被引至水箱内，再经加压水泵将冷凝水输送至除氧器内，在除氧器内以 冷软化水、热水混合的方式，进行软水的预加热，以达到热能

11、利用的目 的，再通过锅炉给水泵供给锅炉使用。此回收方式虽处于密闭，但是因 为除氧器本身属于开放式的容器，仍无法杜绝热能浪费严重的情况。密 闭式回收工作原理：回收主管将冷凝水引至回收罐内，再经由回收加压 装置直接将冷凝水输送至锅炉内使用。此回收方式可以有效地防止热能 源的泄漏，提高冷凝水回收的利用率，是较为理想的回收方式。针对这种状况，我司经认真调研，精心研究，制订出一套符合企业 实际生产情况，能够产生显著经济和社会效益的蒸汽冷凝水回收方案， 并根据此方案设计出 “密闭式蒸汽冷凝水回收系统” 。该生产系统装置， 消化吸收了国外先进技术，在科研院校的支持下，在氧化高负荷工艺、 大型氧化反应器设计、

12、环境治理以及余热利用等技术方面都有所创新。 该装置设计的凝结水经分级闪蒸，回收不同品位的饱和蒸汽，进行再利 用，终端凝结水全部回收循环利用。1 、工作原理 设计实施的“封闭式凝结水回收系统”主要由回收管网和回收泵站两部分组成（见图1）。管网部分主要包括蒸汽疏水阀和回收管道；泵 站部分的主要设备是凝结水回收装置，它运用机械传动联合液压的压缩 方法，克服了出口阀门、管路、锅炉工作压力所产生的阻力，将高温蒸 汽冷凝水（含汽水混合物）进行增压并输送至锅炉内，回收冷凝水的汽水 比率最佳可达3： 7。在回收输送的过程中，克服了利用水泵回收时产在 回收输送的过程中，克服了利用水泵回收时产生的汽蚀、汽阻、水锤

13、的 不良现象，确保设备正常的使刚寿命。同时该装置采用高度集成化设备， 将容纳凝结水的集水器，输送凝结水的汽动泵或电动泵以及相关的控制 阀门和仪表集成为一体，安装简单，便于运行管理。项目技术方案的实 施，可以提高凝结水的回收率，可由项目实施前的 70%可以提高到90% 以上。图1封闭式蒸汽凝结水回收系统2、工艺路线用户系统运行正常时， 冷凝水从用热设备中排出， 经专用疏水装置、 共网装置顺利引入闪蒸罐。根据需要可进行二次汽分离利用。分离后的 冷凝水被热泵引入回水罐，经消汽蚀处理后高温冷凝水被高温水泵直接 送到锅炉汽包内。实现：锅炉一用汽设备一回收装置一锅炉组成 闭式的热力循环系统，回收的冷凝水不

14、与大气接触，冷凝水几乎是纯净 的蒸馏水。同时闭式运行稳定了锅炉的用汽负荷，提高了锅炉单位时间 产汽量及效率（一般每提高锅炉给水7C温度，锅炉效率提高1%）。3、性能与特点（1）本项目凝水回收采用的是闭式回收方式。在回收过程中设备 一直处于承压状态，冷凝水回收温度高，系统中凝结水所具有的能量大 部分通过回收设备直接回收到锅炉里，凝结水的回收温度仅丧失在管网 降温部分，热量基本做到完全回收。（ 2）使用本系统除能大幅节约燃料和软化水以外 , 还可大幅减少了 锅炉补水量和补水次数 , 减小了泵的功率消耗 ,改善水泵的运行条件。（ 3）本装置取代了部分用热厂家冷凝水的开式回收，消除了因排 放废蒸汽和凝

15、结水到集水箱集水池而产生的二次蒸汽。在使用蒸汽回 收机前的生产厂区，由于凝结水的再蒸发和废蒸汽的存在，厂区内大 多热气弥漫。工作环境恶劣，给工厂设备维修管理带来不良影响。实 行凝结水回收后，生产现场的环境可得到大大改善。（4）因回收的锅炉补水温度提高，可减少系统的氧腐蚀；同时管 道系统因不与大气接触，冷凝水不会被污染，水质有保证，使锅炉的排 污量大幅降低，可减少锅炉及整个管道系统的锈蚀及积垢。从而减少 了回收进锅炉的水处理费用和锅炉洗涤费用。（ 5）本回收冷凝水系统采用了自控变频技术，冷凝水直接回锅炉 汽包。如不考虑系统的泄漏，可实现锅炉汽水平衡，即锅炉产多少汽便 可回多少水。而且回水温度高，

16、锅炉的汽压、汽温得到了保证，从而改 善了锅炉的然烧状况，增强锅炉对煤种的适应能力。（6）本冷凝水回收是独立运行的系统，设备安装改造不影响环氧 树脂生产线的运行。封闭式冷凝水回收的经济效益十分明显。 据测算，节煤可达20% 30，节水可达 90以上，并且回收的冷凝水比原锅炉用的软化水质量 高得多。所以说，高温冷凝水回收是一次性投资，而常年收益的节能项 目。经测算，投资回收期在 911个月之间。4、设备造型与配套 密闭式凝结水回收系统由疏水阀、回收管网、集水罐、泵站部分 及自控装置等组成。（1） 疏水阀：疏水阀是凝结水回收系统的重要部件。我们在详细 调查用汽设备的蒸汽耗量、蒸汽压力后依据疏水器的工

17、作压差及排量， 选定合适的排量系数，并初步估算疏水阀背压的大小；同时针对公司生 产线用气设备的地理位置，确定疏水阀全部选用过冷度小且能连续疏水 和有一定排量倍数的HS型浮球式疏水阀，它能自动排放不凝汽，且有 80%以上的背压率。（2） 回收管网：管网部分的主要作用是在保证不影响用汽设备的 加热工艺的前提下，阻止未凝结放热的蒸汽直接排出，而将其中的凝结 水及时地疏出，并输送汇集至一定距离处。通过对回收管道进行详细的 水力计算后， 遵守管网设计的原则， 并根据地形条件和设备的布置情况， 分别在反应釜、反应物接受罐、ECH蒸发器各设置一根回水干管，设计 管径分别为 DN50、 DN100、 DN10

18、0。（3） 回收泵站：集中建立一套冷凝水回收泵站，泵站部分主要包 含集水罐、压力调节阀、回收装置、自力阀及监控阀门和电气仪表等。 水泵选用北京某热水泵厂生产的热水泵，扬程为 160米，流量为 1lm3/h ； 集水罐压力由压力调节阀集中控制，少量超压的闪蒸汽引入除氧罐中利 用。冷凝水去向选择由锅炉液位报警器和电磁阀控制切换，如所连接的 锅炉皆处于满水状态，冷凝水则输入除氧罐。整个泵站设一电控箱，监 控电机、液面及电磁阀等运行情况。现场不设专人，只需定期巡检维护即可。（二）锅炉烟气余热利用系统1、工作原理设计实施的“锅炉烟气余热回收系统”主要由换热器、循环水泵、 调节阀、回收管网、软水箱组成（见

19、图2）。换热器安装于锅炉或其它 燃烧设备尾部烟道中，利用烟气中的热量冲刷换热管，加热在管中强制 循环流动的软水，使其从常温（20C）升高至60C 90C再进入锅炉, 锅炉热效率提高8C 13C，达到降低燃烧消耗之目的。经过热交换的 锅炉排烟温度将下降80150C，当烟温降至露点时，出现冷凝现象， 生成冷凝水，燃烧过程中产生的氮氧化物、二氧化硫等大部分污染物则 溶解沉积，随同冷凝水由换热器专设排水口排出。排出的冷凝水经中和 处理后，可做为中水回收利用。设计工艺上选用针型管换热器为烟气余 热给水装置，并用调节阀A调节进入换热器的水量。换热報匪烟气余热回收丟统炉2、性能与特点（ 1）换热器是本系统的

20、核心构件， 因采用特种工艺加工的纯铜 （不 锈钢）整体针肋换热管，其表面积比光管增大 10倍，传热系数高，排烟 阻力极小（200pa）,不会影响锅炉的正常鼓风吹扫和点火燃烧。（ 2） 整体针肋管完全消除了肋片与管之间的接触热阻，不会产生 传热效率逐渐衰减现象，是任何一种用翅片焊接、绕片压（胀）接换热 管制成的换热器无法比拟的。（3）换热器实验压力为1.5Mpa,实际运行压力0.2Mpa,常压运 行，不属于压力容器，安全可靠。（ 4）当锅炉正常运行或排烟温度未降到设定值时，换热器中始终 有软水在强制循环流动，不会发生气蚀或气阻现象，系统运行稳定。（ 5）由于提升了软水温度，使锅炉在大量补水时压力

21、波动范围缩 小，运行更加稳定。同时具有除氧功能，避免或减少了锅炉氧腐蚀。（ 6） 安装和使用过程中不触动锅炉任何受压元件和附件，不改变 其运行模式，采用旁通的方式形成新的热水制取系统，运行中可通过倒 换阀门使用原给水系统 （冷水） 或热水系统给锅炉补水， 不会因缺 （停） 水造成锅炉停机，使运行更加可靠。（ 7）相关部件采用防腐耐高温材料，使用寿命长。设计有快速清 洁口，能够方便快捷清洁换热器内部，保证其最佳性能。3、设备选型与参数（ 1 ）设备选型 烟气余热回收系统由换热器、循环水泵、调节阀、回收管网、软水 箱组成等组成。热交换器选用RY RHS-型热管余热回收器，该成套装置 安装简洁，耐高

22、温和腐蚀，运行稳定可靠；循环水泵选用北京某热水泵 厂生产的循环水泵。设计方案是在两台锅炉的烟道汇总处加装一台RY RHS-4型热管余热回收器，将锅炉排出的190C高温烟气降至100C左 右后由主烟囱排空，回收后的热量加热锅炉补水，提高补水温度，节约 锅炉燃料，降低生产成本。（ 2）设计参数名称及型号：RY RHS-4型热管余热回收器热侧进口温度：190C热侧出口温度：100C左右冷侧进口温度：20C冷侧出口温度：50C热水量： 4T/h回收热量： 16000kcal/h热侧阻力： 40毫米水柱使用寿命：十年（三）反应釜远红外辐射加热系统改造 将我公司生产上应用于反应釜加热的 4台导热油加热炉（

23、型号YYW-450Y采用电热管加热）淘汰，更换为碳化硅远红外辐射加热装置。1 、工作原理 反应釜用碳化硅远红外辐射加热装置由若干块瓦片状加热板和瓜 片状加热板组成，瓦片状加热板敷于釜壁部位，瓜片状加热板敷于釜底 部位，温度由碳化硅加热元件与集散控制系统 （Des） 中的控温模块自动 控制。当电阻条接通电流发热使辐射元件受热向釜壁方向辐射出远红 外能量。由于独特的结构设计，使釜壁受热面全部被辐射层覆盖，所以 辐射能量几乎被釜壁完全吸收。保温层选用绝热性强的优质硅酸铝纤维 毡。因此远红外加热器在红外辐射传热和硅酸铝纤维保温的综合作用 下，其热效率提高。2、性能特点比较（见表 3）反应釜用导热油加热

24、与远红外电加热节能效果对照表表3序 号加热 方式导热油电热管加热远红外电加热备注功率分 布分8组电热管加热分上、中、下二段加热热响应 时间要将夹套内1吨导热油由常温加 热到280度需1.5小时耗电量需250度通电30分钟时其温度可达到 400度， 需耗电为42度耗电量反应一釜（2000L）料耗电 1764度反应一釜（2000L）料耗电814度节电53%使用安 全标准电热管加热不能防爆加热装置整体结构全部达到防爆要 求、且具备相关的防爆证书7卫生环境程度因导热油内需舔加联苯混合物、 当在高温下油气泄漏且有毒对人 有害运行无污染、无噪音、对物料无碳化 或结焦等现象安装后不需再保温适合反应温度适合温

25、度在300度以内反应加热物料温度在700度范围内都能加热， 温度可任意设定9正常损 耗因导热油易碳化每年至少更换一 次油和电热管在三年内无需增加任何费用且安装 检修方便年约开支15000 元10导热原理是将夹套油加热后、通过油的热 量传到釜内让其物料吸热由电阻发热原体通电产生热能通过 碳化硅远红外将热能均匀辐射到釜 内物料3、设备选型与配套碳化硅远红外反应釜加热器：优点：操作简单，调温灵便，正常运 行无明火，具有电感应加热的优点，功率因数达 0.96以上，节能，温度稳定性好，有利产品质量，若装置密闭的外壳结构则安全保护性能可 提高，用于防爆场所采取适当完善的措施即可。因此，选用型号为 TF-M

26、-5000L由江苏扬中某公司专业制造的防爆型“反应釜用远红外碳化硅 辐射加热装置”（参数见表4）,替换用于加热反应釜的导热油炉。TF-M-5000L以采1Cr18Ni9Ti为发热体，其特点是截面大，阻值小使用寿命长，以SiC远红外辐射元件作传热体，SiC表面涂有相匹配的远红外 涂料为辐射体、用耐高温石棉板和云母板作绝缘材料， 再用热容较低的防潮型硅酸铝纤维毡和针毡为保温材料、外壳用 A3钢板制造成“密封 式”和“集装式”两种形式，能起到防水、防尘、防火及无噪音无环境 污染等安全效果。表4 碳化硅远红外反应釜加热器参数表参数指标型 号BTF-W 5000L 防爆型抗电强度1500V连续使用寿命30000小时工作电压220V绝缘电阻50温度范围0-600外形尺寸1800*1500 （ mm功 率160 （kVA）取大加热重量2500 （Kg）用 途对反应釜、蒸馏釜、搪瓷釜管 道、蒸馏塔辐射加热4、性能与特点与传统的电加热方式相比较.该装置具有以下优点：加热器温度调节范围大，热效率高，电耗低.功率因数接近于 1加热装置具有加热面积大，釜壁受热均匀，升温平稳而快，温度控制方便可上、中、下分 段控制，物料不易结焦。成品质量好；电气控制方便，运行无噪音，无 污染，运行故障率