Утилизация тепла отработанного пара

Утилизация тепла отработанного пара. Существенный резерв вторичных энергоресур¬сов заключен в отработанном (мятом, соковом) паре различных технологических машин и аппаратов (насо¬сов, компрессоров, автоклавов, выпарных установок, па¬ровых прессов и молотов, сушильных агрегатов и др.). В большинстве случаев отработанный пар имеет низкое давление, загрязнен химическими и механическими примесями, а при переменных на¬грузках производственных агре¬гатов образуются прерывистые потоки пара. Наиболее простой и доступный способ утилизации тепла отработанного пара после его соответствующей очистки — использование его на отопительные, бытовые и другие подобные нужды.

Отработанный пар может быть использован и для решения несложных технологи¬ческих задач: нагрева сырой и химически очищенной во¬ды в системе водоподготовки, нагрева теплоспутников, обогрева технологических аппаратов, пропарки бетона, деаэрации и др. При таком использовании отработанно¬го пара капитальные затраты невелики, эксплуатацион¬ные расходы незначительны, а эффективность использо¬вания тепла очень высока.

Три основных направ¬ления использования отработанного пара: для тепло¬снабжения (рис. 6); для выработки электроэнергии (рис. 7); для теплоснабжения и выработки электроэнергии (комплексная схема) (рис. 8). В соответст¬вующих схемах при значительных колебаниях потребле¬ния пара производственной установкой предусматривают пароводяной аккумулятор на линии острого пара, а при несоответствии количества отработанного пара и на¬грузки теплового потребителя применяют тепловой ак¬кумулятор (паровой или водяной). Многие химические продукты в процессе производст¬ва проходят стадию концентрирования в выпарных уста¬новках.

При этом давление большей части отработан¬ного (сокового) пара ниже атмосферного, и его тепло не удается использовать непосредственно в технологиче¬ском процессе, а приходится отводить в градирни.

Рас¬ход тепла с соковым паром практически равен расходу высокопотенциального тепла, подводимого к выпарной установке. На рис. 9 показана схема утилизации тепла от¬работанного пара в производстве шенита на Калушском ПО «Хлорвинил». Отработанный пар, выходящий из генератора абсорбционной бромистолитиевой холодильной машины, компримируют с помощью пара высокого дав¬ления для использования в смежном производстве.

На Чирчикском ПО «Электрохимпром» предложено поджимать в пароструйных компрессорах 21,5 т/ч соко¬вого пара производства карбамида и аммиачной селит¬ры до давления 0,25 МПа, на что расходуется 35,7 т/ч пара давлением 4,4 МПа. Образовавшиеся 57,2 т/ч пара направляют в смежные производства.

Для производства электролитической каустической соды разработана схема выпаривания щелочи в четырехкорпусной установке, где из корпусов отводится пар давлением выше атмосферного. Пар используют на тех¬нологические и отопительно-вентиляционные нужды. В результате расход тепла на выпаривание щелочи с учетом возвратного пара сокращается на 10,0 ГДж/т (2,4 Гкал/т), что позволяет снизить себестоимость каус¬тической соды на 10—12 %. Для Кемеровского ПО «Химпром» разработана схе¬ма использования отработанного сокового пара в произ¬водстве каустической соды для выработки дистиллята.

В производстве лактама Кемеровского ПО «Азот» можно использовать соковый пар для нагрева воды теплоспутников (рис. 10). Соковый пар давлением 0,1 МПа после отгонной колонны / разделяется на два потока. Одна часть пара поступает в подогреватель-кон¬денсатор 2, где одновременно происходит его конденса¬ция и нагрев циркуляционной воды теплоспутников 3; другая часть поступает в подогреватель-конденсатор 6, где раствор капролактама подогревается до 96°С и за¬тем подается на упаривание в колонну 1. Раствор капролактама догревают в циркуляционном теплообменнике 7, подавая туда острый пар давлением 1,0 МПа. Для надежной работы теплоспутников цирку¬ляционную воду предварительно подогревают на 2— 3°С в бойлере 4 паром давлением 0,4 МПа. Постоянное поддержание в бойлере горячего режима обеспечивает надежную работу теплоспутников даже при аварийной остановке колонны.

В теплое время года подогреватель-конденсатор 2 охлаждается оборотной водой.

В агрегатах аммиака большой единичной мощности компримирование азотоводородной смеси осуществляет¬ся турбокомпрессором, который приводится в движение с помощью паровой турбины, а отработанный пар дав¬лением 0,03—0,04 МПа при температуре 72°С конден¬сируется в аппаратах воздушного охлаждения. При этом на каждом агрегате аммиака в атмосферу бесполезно выбрасывается 45,4—52,3 МВт (39—45 Гкал/ч) тепла.

Это тепло можно использовать для подогрева сырой и очищенной воды в системе химводоочистки предприя¬тия, исключив тем самым потребление эквивалентного количества пара высокого давления. На рис. 11 показана принципиальная схема нагре¬ва осветленной воды при использовании тепла выхлоп¬ного пара турбины производства аммиака. Отработан¬ный пар из турбины / поступает в подогреватели-кон¬денсаторы 2 и аппараты воздушного охлаждения 3, В конденсаторах осветленная вода нагревается от 2— 22 до 30°С, а в аппаратах воздушного охлаждения кон¬денсируется избыточный пар. Если в конденсаторах по¬догревать до 50—60°С химически очищенную воду пе¬ред деаэрацией, то отпадает необходимость в аппаратах воздушного охлаждения. [1]