石油化工企业余热在供暖系统的应用分析
李珊
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李珊 ,. 石油化工企业余热在供暖系统的应用分析[J]. 中国石油工业,202412. DOI:10.12721/ccn.2024.157323.
摘要: 石油化工企业余热具有多样的温度层次和大规模的流量,其高温余热主要来源于炼油过程,而中低温余热则来自冷凝过程和废水处理。为了充分利用这些余热资源,采用高效的热交换系统是关键,高温余热通过先进的热交换技术应用于供暖系统,提高了能源转换效率,而中低温余热则通过适当的热交换技术满足不同温度需求,提高了整体能源利用效率。处理大流量余热需要强大而高效的设备,并考虑到生产过程中的波动性,系统设计需要灵活的控制手段。
关键词: 余热;石油化工企业;高温余热;中低温余热;能源利用效率
DOI:10.12721/ccn.2024.157323
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引言

石油化工企业在生产过程中产生大量余热,其高温余热来源于炼油过程,而中低温余热则来自冷凝过程和废水处理。这些余热资源的有效利用对提高能源利用效率至关重要。本文通过分析余热的温度特点、流量特点,以及在供暖系统中的应用,深入探讨了高温余热和中低温余热的处理方法,同时关注了大流量余热和流量波动的系统设计与控制手段。

一、石油化工企业余热的特点

(一)温度特点

在石油化工企业余热中,温度是一大特点,这种余热具有多样的温度层次,其中高温余热高温余热的温度范围通常超过500摄氏度,主要产生于炼油过程中,涉及热裂解、催化反应等高温工艺,其在供暖系统中的应用具备极大的灵活性,适用于高效的能量转换,为供暖系统提供了强有力的热能来源。与此同时,石油化工企业还产生中低温余热,主要源自石化生产中的冷凝过程和废水处理等环节,温度一般在100摄氏度以下,需要采用不同的热交换技术进行充分利用,可在供暖系统中满足不同温度需求,从而提高能源的整体利用效率。

(二)流量特点

流量特点是石油化工企业余热的另一个显著特征。由于石油化工企业通常具有大规模的生产,其余热产生的流量往往也相当可观,但与此同时也需要更为强大和高效的热交换设备,以确保余热能够被有效地捕获和利用。然而,流量的不稳定性也是需要重点考虑的因素,石油化工生产过程中的变化可能对余热的产生造成波动,因此在供暖系统设计中必须考虑这种不稳定性。为适应生产情况的变化,需要采用灵活的控制手段,以确保供暖系统能够及时而有效地调整,保持高效运行。

二、石油化工企业余热在供暖系统的应用分析

(一)高温余热的应用

在石油化工企业中,高温余热主要来自于炼油过程中的热裂解、催化反应等高温工艺。炼油作为核心生产过程,涉及到高温的工艺阶段,通常会产生大量的高温余热,其温度可能超过500摄氏度,这种大量产生的高温余热为供暖系统提供了丰富的热能资源。高温余热在供暖系统中的应用通过热交换技术得以实现,可以灵活地用于直接供热或提供热水。运用热交换器能够将高温余热有效地传递给供暖系统,以满足建筑物或生产过程中的高温热能需求。这样不仅有效地将炼油过程中产生的高温余热转化为实际可用的能源,而且通过热交换技术的巧妙应用,提高了供暖系统的能源利用效率。因此,炼油工艺产生的高温余热通过先进的热交换技术得以应用,为供暖系统注入了丰富的能源,不仅有助于提高系统性能,还对能源的可持续利用和环境保护产生了积极的影响。

(二)中低温余热的应用

石油化工企业中,中低温余热主要来自于石化生产中的冷凝过程、废水处理等工艺,余热温度一般在100摄氏度以下,属于中低温范围。通过适当的热交换技术可以将中低温余热应用于供暖系统,例如加热建筑物或工业生产过程中需要的热水。在石油化工企业中,冷凝过程和废水处理中所产生的中低温余热如果不经有效利用就可能成为能源的浪费。而通过合适的热交换技术,这些余热可以被捕获并传递给供暖系统,以满足建筑物或生产过程中对中低温热能的需求。合理利用这些余热资源,不仅能够提高能源利用效率,还有助于降低企业的能源成本。在加热建筑物方面,中低温余热的应用可以通过地暖系统等方式,为室内提供持续、稳定的舒适温度。在工业生产中,这些余热可以被用于加热流体、反应器等,满足生产过程中对中低温热能的需求。

(三)大流量余热的处理

石油化工企业因其较大的生产规模而产生大流量的余热,需要充分利用这些余热,就需要对这些大流量余热里进行处理。在处理大流量余热时,首要的是设备选择与性能,必须选择能够高效处理大量热能的设备,例如采用大型的板式热交换器或其他高效的热交换技术,以确保在高流量条件下维持稳定的热交换性能。另一方面,考虑到生产过程中余热产生流量的波动性,系统的稳定性与适应性也至关重要,需要采用灵活的控制策略来保证在不同的生产条件下都能够高效运行。在能效分析方面,对于大流量余热,系统设计应确保其能够充分利用余热资源,通过热回收和能量传递的方式,将余热有效地用于供暖系统,提高整体能源利用效率。最后,为确保系统的长期稳定运行,建立定期维护计划,充分考虑关键组件的性能衰减情况,制定科学合理的维护计划,以确保设备在高效运行状态下工作。

(四)流量波动的处理

在石油化工生产过程中,余热的产生往往伴随着波动。这种波动性可能源自于生产工艺的调整、设备运行状态的变化以及原材料的差异等多种因素。这些因素相互交织,使得余热产生存在复杂且难以预测的波动。为了应对这种波动性的挑战,供暖系统的设计需要采用灵活的控制手段。通过实时监测余热产生的波动,系统能够根据实际情况灵活调整调整热交换器的工作效率、改变供热温度或调整热能传递率等运行参数。这种调整可以是微妙的,也可以是大幅度的,取决于系统的具体需求和现场环境。通过这些调整,供暖系统能够更好地适应瞬时的生产变化,从而维持系统的稳定性和高效性。这种灵活的控制手段可以确保供暖系统的稳定运行,同时最大限度地利用热能资源。它不仅可以减少不必要的能源浪费,还可以提高系统的整体效率,使供暖系统更好地服务于石油化工生产过程。此外,通过实时监测余热产生的波动,系统还可以及时发现潜在的问题或故障,从而提前采取相应的措施进行干预和预防。

综上所述,灵活的控制手段对于应对石油化工生产过程中余热产生的波动具有重要意义,它有助于提高供暖系统的适应性和稳定性,确保生产过程的顺利进行。并且这种控制手段还有助于提高能源利用效率,减少能源浪费,为企业实现可持续发展目标作出贡献。

三、结束语

综上所述,石油化工企业余热的综合利用对于提高能源利用效率、降低能源成本具有重要意义。通过先进的热交换技术,高温余热和中低温余热得以在供暖系统中得到充分应用,满足了建筑物和生产过程对不同温度的需求。处理大流量余热需要强大而高效的设备,并且系统设计应具备稳定性与适应性以对抗流量的波动性。维护计划的建立保障了系统的长期健康运行,为石油化工企业提供了可持续而高效的能源利用解决方案。 

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