企業(yè)生產(chǎn)過程中，使用燃煤鍋爐是必不可少的一環(huán)。但是在這個過程中，產(chǎn)生的沸點以上的熱水、大量高溫高壓蒸汽、燃煤后溫度約120℃的煙氣，就成了處理的難題。為了實現(xiàn)低碳節(jié)能增產(chǎn)保質(zhì)的目的，天澤集團將生產(chǎn)過程中的余熱充分利用起來，不僅可以通過汽輪機進行發(fā)電，還能用來烘干型煤，甚至可以把熱量轉(zhuǎn)化為“冷量”，用于制冷工藝。
案例1、煤氣化廠：通過汽輪機轉(zhuǎn)化進行發(fā)電
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背壓式汽輪機發(fā)電機組將余熱轉(zhuǎn)化為電能。
為了降低造氣鍋爐余散蒸汽的溫度和壓力，大量使用調(diào)溫調(diào)壓水曾是化工廠的一大“法寶”。但現(xiàn)在的天澤集團煤氣化廠，已經(jīng)找不到調(diào)溫調(diào)壓水的蹤跡，該廠將鍋爐產(chǎn)生的余熱，通過背壓式汽輪機進行轉(zhuǎn)化，一部分轉(zhuǎn)化為電能，一部分轉(zhuǎn)化為企業(yè)可使用的低壓蒸汽，這樣不僅可以為企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟效益，還大大降低了合成氨的生產(chǎn)能耗。
“項目建設(shè)前，我們在滿負(fù)荷生產(chǎn)條件下，造氣鍋爐產(chǎn)生的出口蒸汽，壓力一般在3.63兆帕左右，溫度基本保持在400℃以上。”天澤集團煤氣化廠熱動力車間工藝主任杜林虎介紹，余熱發(fā)電機組是企業(yè)氨醇聯(lián)產(chǎn)裝置中節(jié)能降耗的關(guān)鍵一環(huán)，以前，企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽需要噴水降壓后才能重新利用，不僅增加生產(chǎn)成本，更重要的是造成了大量的浪費。而在2009年項目建成后，不僅可以通過機組轉(zhuǎn)化為電能，而且在轉(zhuǎn)化之后幾乎沒有損耗。
在天澤集團煤氣化廠余熱發(fā)電控制室，記者看到這套背壓式汽輪機發(fā)電機組占地不大，僅有數(shù)百平米。一側(cè)是多排錯落有致的銀白色鐵皮包裹的一人環(huán)抱粗細(xì)的管道，中間有一臺類似手扶拖拉機形狀的機器，每日的發(fā)電量已經(jīng)高達15萬度(千瓦時)。“我們的余熱發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)過檢測以后，還順利并入了國家電網(wǎng)運行。”杜林虎說，不算節(jié)約的能源，以每度電0.42元計算，余熱發(fā)電每天就可以“賺”六萬三千元錢。
“同時，高溫高壓蒸汽經(jīng)過余熱發(fā)電以后，還可以再次循環(huán)利用。”杜林虎指著大屏幕詳細(xì)地向記者介紹，這里收集的造氣鍋爐的蒸汽壓力在3.43兆帕，溫度為435℃。經(jīng)主蒸汽管道后分為兩路，一路經(jīng)電動主汽閥，調(diào)節(jié)汽閥后進入背壓式汽輪機，在汽輪機內(nèi)部蒸汽膨脹做功，蒸汽部分熱能轉(zhuǎn)換為機械能，經(jīng)發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能輸出到電網(wǎng)，而從汽輪機后排出的壓力為0.4兆帕的排汽經(jīng)電動排汽閥后，又會送回造氣車間，再次利用。另一路蒸汽經(jīng)過處理后，并入汽輪機背壓排汽閥后管道，作為汽輪機故障停用后的備用氣源，以滿足造氣工段的用汽要求。
那么，余熱發(fā)電是否會提高企業(yè)的管理成本呢?杜林虎笑著告訴記者，負(fù)責(zé)余熱發(fā)電系統(tǒng)管理的工人，是三班倒工作制，“每個班組只需要兩個人，總共分派了4個班組，8個人就完全夠用。”
據(jù)了解，天澤集團所屬化肥生產(chǎn)企業(yè)每年的煤炭、電力、水等資源消耗占了企業(yè)生產(chǎn)成本的“大頭”，因此，低碳節(jié)能減排是企業(yè)增加效益至關(guān)重要的一項工作。目前，天澤集團已經(jīng)先后在下屬煤氣化廠、永豐公司分別實施了12MW、6MW余熱回收發(fā)電節(jié)能項目，實現(xiàn)了廢物回收利用、能量梯級利用。
還有一本更劃算的賬是綠色生態(tài)賬，余熱發(fā)電是利用了企業(yè)生產(chǎn)過程中的余散蒸汽，發(fā)電過程遠(yuǎn)比燃煤電廠清潔環(huán)保。天澤集團相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，分別于2008年和2009年在煤氣化廠和永豐公司建設(shè)的12MW、6MW兩套余熱余壓發(fā)電裝置，預(yù)計2014年集團公司可完成發(fā)電量6440萬度，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤22540噸，可減少二氧化碳排放量64400噸。其中：煤氣化廠完成發(fā)電量4090萬度，永豐公司完成發(fā)電量2350萬度。煤氣化廠按年產(chǎn)合成氨51.4萬噸計，相當(dāng)于噸氨電耗可降低79.6度;永豐公司按年產(chǎn)合成氨39萬噸計，相當(dāng)于噸氨電耗可降低60.2度。
“目前我們正在建設(shè)該廠二期工程，完工后，二期工程余熱也會用來發(fā)電，屆時，發(fā)電量還將有所提高。”天澤集團項目建設(shè)部工藝部副部長楊利兵說。
案例2、化工廠：余熱助力烘干優(yōu)質(zhì)型煤
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將鍋爐煙氣用于型煤的烘干，既降低了生產(chǎn)成本，又減少了二氧化碳等氣體的排放。
眾所周知，生產(chǎn)型煤一般需要經(jīng)過配煤、粉碎、混煤、添加粘合劑等過程，其中，在晾曬時，隨著水分的蒸發(fā)，煤棒硬度逐漸變大，才能成為硬度較大、形狀規(guī)則的優(yōu)質(zhì)型煤。為了保證生產(chǎn)效率，許多企業(yè)都使用燃煤加熱烘干的方式，使煤棒成型。但是，這不僅增加了企業(yè)生產(chǎn)成本，更增加了二氧化碳等氣體的排放。而天澤集團化工廠則將燃煤鍋爐余散的煙氣徹底利用起來，進行型煤的烘干。
12月24日11時許，在天澤集團化工廠區(qū)南端，記者看到一根百余米長的一人多高的管道架在眼前，管道呈“7”字型，一頭連著鍋爐，一頭連著型煤烘干爐。“這個裝置雖然很簡單，但很有效。”天澤集團化工廠書記秦末榮說，一般來說，生產(chǎn)型煤烘干時，都是專門修建熱風(fēng)爐，利用燃煤做成熱風(fēng)，由鼓風(fēng)機再送到烘干爐中，使煤棒成型，燃煤消耗很高。
秦末榮給記者算了一筆賬，使用燃煤烘干型煤時，烘干一噸型煤一般需要花費10元錢左右，該廠年產(chǎn)型煤10萬噸，平均每天型煤產(chǎn)量約為273噸，那么，每天僅烘干型煤就需花費約2730元。按照煤炭500元每噸的市場價來計算，每天需消耗煤炭5噸左右。“不光增加燃煤的消耗和企業(yè)成本，更不符合國家低碳節(jié)能減排的宗旨”。
同時，鍋爐的煙氣排放也成了一大難題。“鍋爐的排煙溫度一般在120℃左右，之前，一直都是經(jīng)過噴淋降溫再進行處理后，才能排放。”秦末榮說，2011年，該廠建設(shè)鍋爐煙氣烘干型煤裝置以后，將鍋爐煙氣用于型煤的烘干，鍋爐煙氣烘干型煤后，溫度從120℃可以降至70℃左右，型煤也無需再使用燃煤進行烘干，在減低企業(yè)生產(chǎn)成本的同時，降低了二氧化碳等氣體的排放，可謂一舉雙得。
案例3、化工廠：利用余熱的熱量制冷
#FormatImgID_2# 設(shè)備巡檢員正在查看溴化鋰制冷機組的參數(shù)顯示屏。
化工企業(yè)生產(chǎn)過程中，燃燒鍋爐不僅有大量高溫高壓的蒸汽，還有溫度高達120℃左右的熱水。同時，生產(chǎn)合成氨時有效降低壓縮機內(nèi)的溫度，那么就可以提高打氣量，進而增加合成氨產(chǎn)量。如果利用120℃的熱水的熱量，制做溫度更低的冷水，那么，余熱浪費和制冷來源這兩個問題就迎刃而解了，這就是溴化鋰余熱回收制冷技術(shù)。
12月24日上午，記者來到天澤集團化工廠溴化鋰制冷廠房時，化工廠設(shè)備巡檢員劉志遠(yuǎn)正在查看溴化鋰制冷機組的參數(shù)顯示屏。在兩巴掌大的顯示屏上，記者看到有14個各項參數(shù)指標(biāo)，其中熱水進口溫度是124.9℃，熱水出口溫度是89.9℃;冷水進口溫度是15.3℃，冷水出口溫度是9.1℃，“熱水進口處，就是我們引來的鍋爐熱水，冷水出口處的冷水，最終用途是用來降低壓縮機溫度的。”
“溴化鋰制冷的原理，并不是把熱水從120℃左右降至10℃以下，而是利用熱量進行制冷的過程。”天澤集團化工廠書記秦末榮告訴記者，“具體原理且不談，最重要的是制成的冷水會用在壓縮機的一段進口，降低壓縮機內(nèi)的溫度。”
據(jù)秦末榮介紹，制作合成氨過程中，壓縮機在打氣時，根據(jù)熱脹冷縮的原理，壓縮機內(nèi)溫度高時，打氣量就少，合成氨產(chǎn)量自然不高。通過溴化鋰制冷降低壓縮機內(nèi)的溫度，自然就可以提高打氣量，進而提高合成氨的產(chǎn)量，“冬天，壓縮機內(nèi)溫度不高，還不太明顯，但是，到了夏天，壓縮機內(nèi)溫度甚至可能高達40℃左右，這時，效果就很明顯了。”
“溴化鋰制冷降低壓縮機進口溫度節(jié)能項目是今年5月6日才建成的，投資只有300多萬元。”秦末榮說，別看投資小，但是，投入運行后，壓縮機夏季進口半水煤氣溫度竟由40℃降低到20℃以下，噸氨節(jié)約用電10度左右，平均每天可多生產(chǎn)合成氨20噸左右，而且，“溴化鋰機組用電量還不到10千瓦，消耗很小。”
另外，溴化鋰機組投入運行后，壓縮機一級進口平均壓力由38KPa降至32KPa，造氣羅茨機出口壓力由40KPa降至33KPa，并且還停開了一臺400KW的羅茨機，在有效提高打氣量的同時，還進一步降低了電耗，增加了合成氨產(chǎn)量。“在化肥生產(chǎn)企業(yè)中，裝置基本相同，質(zhì)量也不相上下，在這種情況下，比拼的是成本，誰的能耗低、成本低，誰的競爭實力就更強。”秦末榮說。
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