讓余熱發(fā)揮余熱
——專訪中國石化工程建設(shè)有限公司總經(jīng)理孫麗麗

○ 文／本刊記者 陸曉如

中石化工程建設(shè)公司創(chuàng)新整體化提質(zhì)綜合利用技術(shù)，實現(xiàn)余熱有效利用。

煉化企業(yè)在生產(chǎn)過程中會不可避免地產(chǎn)生大量低溫余熱?？上У氖?，生產(chǎn)過程中未被利用的低溫余熱最終會以各種形式排放到環(huán)境中，造成熱量損失。合理、充分利用這些低溫余熱，是提高工藝裝置經(jīng)濟技術(shù)指標、提高工廠能源利用效率的一項重要措施。如何合理、科學(xué)利用低溫余熱？

中國石化工程建設(shè)有限公司總經(jīng)理孫麗麗指出，以石化工程整體化管理新模式為指導(dǎo)，構(gòu)建煉化企業(yè)能源系統(tǒng)全局優(yōu)化方法體系，可以實現(xiàn)煉化企業(yè)低溫余熱提質(zhì)綜合利用。

利用意義重大

中國石油石化：孫總，您好！煉化企業(yè)低溫余熱利用成為近年來行業(yè)關(guān)注的一大熱點。在您看來，為什么低溫余熱會引發(fā)關(guān)注？

孫麗麗：溫度低于200℃的太陽熱能、各種工業(yè)廢熱、地熱、海洋溫差等都可稱為低溫余熱。低溫余熱能種類繁多，數(shù)量巨大，利用這部分能源意義重大。

對石化行業(yè)而言，低溫余熱能包括煉化企業(yè)在生產(chǎn)過程中由各種換熱設(shè)備、用能設(shè)備和化學(xué)反應(yīng)設(shè)備中產(chǎn)生的高于油品儲存或工藝本身需要的溫度而未被用盡的熱量，數(shù)量約占工業(yè)廢熱的60%。煉化企業(yè)低溫余熱資源量非?？捎^，而且連續(xù)穩(wěn)定。據(jù)初步統(tǒng)計，僅中國石化所屬煉化企業(yè)中在80℃～150℃之間相對集中、具有較好利用條件的低溫余熱資源量就達4000～5000MW。在國家對環(huán)保日益重視的背景下，利用和回收這部分能源有助于降低企業(yè)能耗，減少余熱外排產(chǎn)生的環(huán)境污染，對于創(chuàng)建節(jié)約型社會和創(chuàng)新型國家具有重要意義。

中國石油石化：據(jù)您了解，煉化企業(yè)低溫余熱利用狀況如何？

孫麗麗：煉化企業(yè)低溫余熱利用的嘗試表明，低溫余熱回收利用具有改造投資回收期短、技術(shù)經(jīng)濟性高等優(yōu)點，有極大的利用潛力。通過實踐，低溫余熱利用已經(jīng)取得長足進步，積累了大量經(jīng)驗。但不可否認的是，其中仍然存在一些明顯的不足。比如，工藝技術(shù)先進但經(jīng)濟方案不可行，回收系統(tǒng)完善但與工藝裝置不匹配，技術(shù)經(jīng)濟效果較好但穩(wěn)定性較差等。這一系列問題嚴重影響了煉化企業(yè)低溫余熱回收的大范圍推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵提質(zhì)利用

中國石油石化：在您看來，煉化企業(yè)低溫余熱利用的途徑是什么？

孫麗麗：低溫余熱利用主要有兩大途徑。一是溫度高一些的余熱可以同級利用，通過物流來換熱，比如可以為低溫再沸器提供熱源，為預(yù)熱空氣、加熱爐提供熱源，為儲罐與管線保溫伴熱、原油預(yù)熱，為北方冬季采暖以及提供生活熱水等。另一個途徑是溫度品位比較低的余熱通常采用制冷、做功等方法加以利用。

通常，高于160℃的熱量主要用于發(fā)生蒸汽，循環(huán)使用，石化行業(yè)對這部分余熱用得很不錯。但溫度在80℃～160℃之間的熱量由于制造和工藝銜接匹配、熱能回收技術(shù)等種種原因，沒有被很好地回收利用，而是以空冷器排棄、中間產(chǎn)品罐排棄、煙氣系統(tǒng)排棄和循環(huán)水冷卻系統(tǒng)排棄等各種形式排放到環(huán)境中，成為廢棄熱能。因此，當前迫切需要從全局角度對煉化企業(yè)低溫余熱資源與工藝生產(chǎn)進行系統(tǒng)分析，以便對低溫余熱實施整體化提質(zhì)綜合利用。

● 供圖/SEI

中國石油石化：如何實現(xiàn)煉化企業(yè)低溫余熱整體化提質(zhì)綜合利用？

孫麗麗：中國石化工程建設(shè)有限公司以石化工程整體化管理新模式為指導(dǎo)，構(gòu)建了以“能源規(guī)劃——能源集成——過程強化”為架構(gòu)的煉化企業(yè)能量全局優(yōu)化方法體系，實施低溫余熱整體化提質(zhì)利用。

我們經(jīng)過多年工程實踐，形成了數(shù)字化支撐、整體化集約、整體化協(xié)同、整體化集成、過程化管控“五位一體”的石化工程整體化管理新模式，建立了工程創(chuàng)新體系。以數(shù)字工程平臺、數(shù)字交付平臺為數(shù)字化支撐，通過對工廠規(guī)劃、工程設(shè)計、建造實施的整體集約優(yōu)化，提升石化工程的系統(tǒng)管理能力。通過技術(shù)研發(fā)、工程轉(zhuǎn)化、建造實施進行整體化協(xié)同推進，縮短工期。通過多學(xué)科技術(shù)、多專業(yè)知識與多領(lǐng)域參建整體化集成尋優(yōu)，通過過程管控和風(fēng)險識別，實現(xiàn)安全性、可靠性和高效性的綜合提升。

降本節(jié)能降耗

中國石油石化：煉化企業(yè)低溫余熱提質(zhì)綜合利用的應(yīng)用效果如何？

孫麗麗：我們通過系統(tǒng)攻關(guān)創(chuàng)新，形成了系列工程技術(shù)，建成了我國首座單系列千萬噸級現(xiàn)代化煉油廠、世界第二大超百億立方米高酸天然氣凈化廠、首套自主技術(shù)芳烴聯(lián)合裝置等重大工程。其中，能量整體化提質(zhì)綜合利用技術(shù)是支撐這些項目成功應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。

我們承建的海南煉化60萬噸/年芳烴聯(lián)合裝置是非常復(fù)雜的石化生產(chǎn)裝置，技術(shù)門檻高，工藝流程長，循環(huán)物料多，分離過程復(fù)雜，而且是耗能大戶。為了實現(xiàn)裝置的余熱利用，我們首先進行了工藝創(chuàng)新，優(yōu)化塔系壓力，提升塔頂余熱能級，實現(xiàn)回收低溫余熱產(chǎn)汽發(fā)電。同時進行工程創(chuàng)新，采用特殊結(jié)構(gòu)的換熱設(shè)備、蒸汽發(fā)生器和專用的泄漏監(jiān)測設(shè)施，避免了蒸汽泄漏到工藝介質(zhì)側(cè)，阻止水對專用吸附劑和催化劑的損壞。通過工藝、工程等多學(xué)科集成優(yōu)化，芳烴聯(lián)合裝置整體能耗較引進技術(shù)降低28%，達到世界領(lǐng)先水平。通過余熱發(fā)電技術(shù)，我們首次實現(xiàn)了芳烴裝置由受電到外送電的歷史性突破，每年節(jié)省電費1億元以上，每噸PX的生產(chǎn)成本比同類裝置降低500元以上。

中國石油石化：在芳烴聯(lián)合裝置之外，其他裝置的低溫余熱利用效果如何？

孫麗麗：以節(jié)能高效汽油吸附脫硫成套技術(shù)S Zorb為例，該技術(shù)加工了我國近60%催化裂化汽油，是我國汽油質(zhì)量快速高效升級的重要支撐。在燕山石化S Zorb項目中，通過實施低溫熱整體化提質(zhì)綜合利用，ORC機組凈發(fā)電量約為535千瓦，可滿足裝置總用電負荷的50%左右，折合節(jié)能量168萬千克標準煤/年。該低溫熱利用項目入選2018年國家發(fā)展改革委環(huán)資司的“最佳節(jié)能實踐”，并被《中國經(jīng)濟導(dǎo)報》報道為S Zorb低溫余熱發(fā)電是化工節(jié)能技術(shù)的“新領(lǐng)路人”。