一種利用熱電中溫中壓蒸汽給聚酯導熱油系統供熱的方法及裝置與流程

2023-05-18 14:10:56 3

本發明涉及一種熱交換的方法及裝置，具體地說是一種利用熱電中溫中壓蒸汽給聚酯導熱油系統供熱的方法及裝置。

背景技術：

常規導熱油加熱系統是將導熱油直接加熱，並通過高溫油泵進行強制液相循環將加熱後的導熱油送到用熱設備，再由用熱設備出油口回到加熱系統加熱，形成一個完整循環的加熱系統。由於其具有操作壓力低、運行可靠、加熱效率高、出口溫度控制精確等特點，導熱油系統被廣泛運用於石油、化工、紡織、印染、食品、塑料等行業中。

2011年安徽皖維高新材料股份有限公司建設了2條聚酯生產線，同時配套建設了導熱油鍋爐房，配有3臺額定熱功率4.2MW鏈條式熱載體煤加熱爐，為聚酯生產提供高溫導熱油作為熱源。該導熱油爐容量小、爐效低、煤耗較高。隨著環保要求的提高，各地陸續出臺禁止新建和關停小型燃煤鍋爐的相關政策，該鍋爐已達到國家要求淘汰的小鍋爐標準。

為保證聚酯的正常生產，必須要為聚酯正常供應高溫導熱油。目前國內採用的導熱油加熱器熱源通常採用煤、重油、輕油、可燃氣體等燃料或電力等，由於皖維公司聚酯生產裝置用熱負荷相對較小，燃煤鍋爐達淘汰標準，不能使用；燃油、燃氣鍋爐及利用電加熱器加熱導熱油成本均較高，不利於皖維聚酯產品參與市場競爭。皖維公司擁有兩臺130t/h中溫中壓煤粉鍋爐，通過研究，可採用此鍋爐的中溫中壓蒸汽顯熱給聚酯導熱油加熱，既能滿足聚酯生產需要，同時達到經濟和環保的要求。

技術實現要素：

本發明旨在提供一種利用熱電中溫中壓蒸汽給聚酯導熱油系統供熱的方法及裝置。本發明方法及裝置滿足了聚酯生產的熱負荷需求，相對新建燃氣、燃油鍋爐降低了投資，減少了用地面積和環保設施投入，同時降低了聚酯的生產成本，並實現蒸汽的循環利用。

本發明利用熱電中溫中壓蒸汽給聚酯導熱油系統供熱的方法，是從熱電中溫中壓鍋爐中引出過熱蒸汽，並通過導熱油換熱器給導熱油加熱；將換熱後的蒸汽引入鍋爐內的屏式再熱器加熱，達到發電蒸汽的要求後併入蒸汽母管，用於發電。

本發明利用熱電中溫中壓蒸汽給聚酯導熱油系統供熱的方法，包括導熱油加熱和蒸汽加熱兩個單元過程：

1、導熱油加熱

從熱電中溫中壓鍋爐中引出過熱蒸汽並送入導熱油換熱器，導熱油經循環油泵加壓送入導熱油換熱器，導熱油換熱器中的導熱油與過熱蒸汽逆向接觸，導熱油的溫度由290-300℃上升至315-325℃後送聚酯生產系統使用。

熱電中溫中壓鍋爐中引出的過熱蒸汽的溫度為445-455℃，壓力為3.80-3.84MPa。

2、蒸汽加熱

將導熱油換熱器換熱後的蒸汽經噴水降溫器調溫後(噴水降溫器出口溫度根據屏式再熱器出口溫度的需要進行調節)送入屏式再熱器加熱，當蒸汽溫度達到435-445℃、壓力達到3.3-3.7MPa後將蒸汽採出，用於發電。

本發明利用熱電中溫中壓蒸汽給聚酯導熱油系統供熱的裝置，包括過熱器2、導熱油換熱器6、屏式再熱器13、第一噴水降溫器4和第二噴水降溫器10；

所述過熱器2通過過熱蒸汽匯集箱3的出口與導熱油換熱器6的蒸汽入口相連，並在管路中設置導熱油換熱器進閥門5以控制進氣量；所述導熱油換熱器6的蒸汽出口與第二噴水降溫器10的入口相連，並在管路中設置有閥門15；所述第二噴水降溫器10的出口與屏式再熱器13的入口相連，並在管路中設置有屏式再熱器進閥門11以控制進氣量，屏式再熱器13的蒸汽出口與熱電蒸汽母管相連。

所述導熱油換熱器6的兩端分別設置有導熱油進口7和導熱油出口8；導熱油換熱器6內的導熱油與過熱蒸汽逆向接觸。

在過熱器2與第二噴水降溫器10之間設置有兩條並聯的蒸汽管路，分別記為並聯管路一和並聯管路二；導熱油換熱器6設置於並聯管路一中；在並聯管路二中設置有第一噴水降溫器4。並聯管路一和並聯管路二的進氣總量通過管路中設置的閥門16進行調控；並聯管路一和並聯管路二中通入第二噴水降溫器10的蒸汽總量通過閥門15進行調控(進入並聯管路一和並聯管路二中的蒸汽總量基本恆定，根據導熱油換熱器6中導熱油出口油溫的需要，調節閥門5的開度，並連鎖調節閥門17的開度，維持過熱蒸汽匯集箱3出口蒸汽壓力的穩定)。

導熱油出口8中導熱油的溫度由導熱油換熱器6的進氣量和第一噴水降溫器4的進氣量共同控制；第一噴水降溫器4的出口蒸汽溫度控制在330±5℃、壓力控制在3.6±0.2MPa。通過調節第一噴水降溫器4的進氣量還可以起到控制過熱蒸汽匯集箱3壓力穩定的作用。

在過熱器2與第二噴水降溫器10之間還設置有第三條並聯的蒸汽管路，記為並聯管路三，在所述並聯管路三中設置有第二噴水降溫器進閥門9。在導熱油換熱器6停用時，開啟第二噴水降溫器進閥門9，關閉閥門16，以使過熱蒸汽可以通過屏式再熱器13的處理用於發電；在導熱油換熱器6使用時，該第二噴水降溫器進閥門9根據需求可以開啟也可以關閉。同時該並聯管路三還起到調節屏式再熱器出口集箱14蒸汽壓力的作用。

通過對第一噴水降溫器4和導熱油換熱器6進氣量的協同調節，來控制導熱油出口8中導熱油的溫度，並保證系統壓力的穩定。

通過對第二噴水降溫器10進水量的調節，來控制屏式再熱器出口集箱14中的蒸汽溫度。屏式再熱器出口集箱14中的蒸汽壓力通過第二噴水降溫器10進水量、過熱蒸汽匯集箱3中的蒸汽壓力及第二噴水降溫器進閥門9共同調節。

與現有技術相比，本發明的有益效果體現在：

1、通過本發明方法的實施，可避免燃油、燃氣等小鍋爐的新建，並避免了其配套的脫離、脫硝、除塵等環保實施投入，即節約了投資，又有效的保護了環境。

2、採用本發明方法，相對新建燃油、燃氣及電加熱裝置，降低了供熱成本，提高了產品利潤空間，提高了市場競爭力。

3、採用本發明方法，可廣泛實現利用大鍋爐的部分熱源實現對小鍋爐的替代，並實現蒸汽的有效循環利用。

附圖說明

圖1為本發明利用熱電中溫中壓蒸汽給聚酯導熱油系統供熱的裝置示意圖。

其中1汽包，2過熱器，3過熱蒸汽匯集箱，4第一噴水降溫器，5導熱油換熱器進閥門，6導熱油換熱器，7導熱油進口，8導熱油出口，9第二噴水降溫器進閥門，10第二噴水降溫器，11屏式再熱器進閥門，12屏式再熱器進口集箱，13屏式再熱器，14屏式再熱器出口集箱，15閥門，16閥門，17閥門。

具體實施方式

如圖示1所示，本實施例中利用熱電中溫中壓蒸汽給聚酯導熱油系統供熱的裝置，包括過熱器2、導熱油換熱器6、屏式再熱器13、第一噴水降溫器4和第二噴水降溫器10；

所述過熱器2通過過熱蒸汽匯集箱3的出口與導熱油換熱器6的蒸汽入口相連，並在管路中設置導熱油換熱器進閥門5以控制進氣量；所述導熱油換熱器6的蒸汽出口與第二噴水降溫器10的入口相連，並在管路中設置有閥門15；所述第二噴水降溫器10的出口與屏式再熱器13的入口相連，並在管路中設置有屏式再熱器進閥門11以控制進氣量，屏式再熱器13的蒸汽出口與熱電蒸汽母管相連。

所述導熱油換熱器6的兩端分別設置有導熱油進口7和導熱油出口8；導熱油換熱器6內的導熱油與過熱蒸汽逆向接觸。

在過熱器2與第二噴水降溫器10之間設置有兩條並聯的蒸汽管路，分別記為並聯管路一和並聯管路二；導熱油換熱器6設置於並聯管路一中；在並聯管路二中設置有第一噴水降溫器4。並聯管路一和並聯管路二的進氣總量通過管路中設置的閥門16進行調控，並聯管路一和並聯管路二中通入第二噴水降溫器10的蒸汽總量通過閥門15進行調控(進入並聯管路一和並聯管路二中的蒸汽總量基本恆定，根據導熱油換熱器6中導熱油出口油溫的需要，調節閥門5的開度，並連鎖調節閥門17的開度，維持過熱蒸汽匯集箱3出口蒸汽壓力的穩定)。

導熱油出口8中導熱油的溫度由導熱油換熱器6的進氣量和第一噴水降溫器4的進氣量共同控制；第一噴水降溫器4的出口蒸汽溫度控制在330℃、壓力控制在3.6MPa。通過調節第一噴水降溫器4的進氣量還可以起到控制過熱蒸汽匯集箱3壓力穩定的作用。

在過熱器2與第二噴水降溫器10之間還設置有第三條並聯的蒸汽管路，記為並聯管路三，在所述並聯管路三中設置有第二噴水降溫器進閥門9。在導熱油換熱器6停用時，開啟第二噴水降溫器進閥門9，關閉閥門16，以使過熱蒸汽可以通過屏式再熱器13的處理用於發電；在導熱油換熱器6使用時，該第二噴水降溫器進閥門9根據需求可以開啟也可以關閉。同時該並聯管路三還起到調節屏式再熱器出口集箱14蒸汽壓力的作用。

通過對第一噴水降溫器4和導熱油換熱器6進氣量的協同調節，來控制導熱油出口8中導熱油的溫度，並保證系統壓力的穩定。

通過對第二噴水降溫器10進水量的調節，來控制屏式再熱器出口集箱14中的蒸汽溫度。屏式再熱器出口集箱14中的蒸汽壓力通過第二噴水降溫器10進水量、過熱蒸汽匯集箱3中的蒸汽壓力及第二噴水降溫器進閥門9共同調節。

本實施例中利用熱電中溫中壓蒸汽給聚酯導熱油系統供熱的方法，包括導熱油加熱和蒸汽加熱兩個單元過程：

1、導熱油加熱

從熱電中溫中壓鍋爐過熱蒸汽匯集箱3中採出3.82MPa、450℃的過熱蒸汽並送入導熱油換熱器6，導熱油經循環油泵加壓由導熱油進口7送入導熱油換熱器6，導熱油換熱器6中的導熱油與過熱蒸汽逆向接觸，導熱油的溫度由295℃上升至320℃後經導熱油出口8採出送聚酯生產系統使用。

2、蒸汽加熱

將導熱油換熱器6換熱後的蒸汽經第二噴水降溫器10調溫後(設定屏式再熱器出口集箱14採出蒸汽溫度為440℃，連鎖調節第二噴水降溫器10的進水量，進而達到第二噴水降溫器調溫的目的)送入屏式再熱器進口集箱12，經屏式再熱器13加熱後由屏式再熱器出口集箱14採出，採出蒸汽的溫度為440℃、壓力為3.5MPa，併入蒸汽母管用於發電。