低溫工藝熱流體的分級冷卻及控制研究

蔡力宏

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低溫工藝熱流體的分級冷卻及控制研究

蔡力宏

（神華寧夏煤業集團煤制油項目建設指揮部 銀川 750411）

針對常規冷卻方式和ORC發電冷卻方式的缺陷，提出了低溫工藝熱流體的分級冷卻系統；以某煤制油過程中的低溫熱流體工況為研究對象，計算了分級冷卻系統的能耗情況，并與常規冷卻方式和ORC發電冷卻方式的能耗進行了對比，結果表明：分級冷卻系統在工藝熱流體冷卻過程中，相比常規冷卻方式，不僅不消耗額外的電能和水資源，反而產生發電收益，并且其發電功率遠大于發電冷卻方式的發電功率；最后，提出了低溫工藝熱流體分級冷卻系統的控制方法。

低溫熱流體；分級冷卻；能耗

0 引言

在煤化工、石化等行業，有許多生產工藝過程都需要對溫度范圍為60～300℃的低溫工藝熱流體進行冷卻處理，冷卻到工藝要求的目標溫度。

工藝熱流體常規的冷卻方式主要有空冷、水冷、蒸發冷，以及這些方式的復合冷卻。常規冷卻系統投資較小，能夠有效降低熱流體的溫度，但這些冷卻方式均需消耗大量的電能，其中，水冷和蒸發冷還需要消耗大量的水，而且冷卻散熱還會對周邊環境產生熱污染[1]。

有機朗肯循環（ORC）余熱發電是一種利用熱功轉換原理將一部分低溫流體的熱量轉換為電能的技術，在獲得發電的同時，實現了工藝熱流體的降溫冷卻，即ORC發電冷卻方式[2]。ORC發電冷卻方式可以減少對環境的熱污染，具有良好的節能環保效果[3-8]。但是，ORC發電冷卻裝置投資較大，而且，其凈發電效率會隨著冷卻目標溫度的降低而迅速降低。……