CN104406148B - 精馏塔空冷器余热回收发电系统 - Google Patents

精馏塔空冷器余热回收发电系统 Download PDF

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精馏塔空冷器余热回收发电系统,属于余热发电领域。经精馏塔精馏后的塔顶油气进入换热器进行换热,冷却后返回回流罐;换热器中经过换热后的热水输送至汽包,再经闪蒸器闪蒸成蒸汽,蒸汽通过管道输送至发电机组做功发电,蒸汽冷却后,再通过管道返回到热水循环泵,进入换热器进行循环。取用塔顶富裕的低温热,塔顶油气进入换热器,与热水换热,冷却后返回回流罐,实现物料空冷器停运。通过被加热的蒸汽驱动发电机组做功发电,最终实现了低温热的利用。

Description

精馏塔空冷器余热回收发电系统
技术领域
本发明涉及一种精馏塔空冷器余热回收发电系统,属于余热发电领域。
背景技术
芳烃联合装置是一个高耗能装置,在大量使用燃料气、蒸汽为精馏塔提供热源的同时,精馏塔塔顶又通过空冷器将系统的热量释放到空气中,使塔顶低温热资源没有得到合理有效的利用,导致芳烃联合装置能耗居高不下。由于近几年低温蒸汽发电技术日臻成熟及设备制造业水平的不断提高,为芳烃联合装置精馏塔塔顶低温热回收利用创造了基础。通过对精馏塔塔顶空冷器的改造,利用低压蒸汽驱动透平发电机发电,可以充分回收塔顶余热,也可节省原空冷器消耗的电能。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题,本发明提供一种适用于精馏塔空冷器余热回收发电系统。
为实现上述目的,本发明所采用的技术方案是精馏塔空冷器余热回收发电系统,包括精馏塔、物料空冷器和回流罐,精馏塔通过第一管道连接物料空冷器,物料空冷器通过第二管道连接回流罐;还包括换热器、汽包、闪蒸器、发电机组和热水循环泵;精馏塔通过第三管道连接换热器,换热器通过第四管道连接回流罐;换热器还通过管道连接汽包,汽包通过管道连接闪蒸器,闪蒸器通过第五管道连接发电机组,发电机组通过第六管道连接热水循环泵,热水循环泵通过管道与换热器相连;经精馏塔精馏后的塔顶油气进入换热器进行换热,冷却后返回回流罐;换热器中经过换热后的热水输送至汽包,再经闪蒸器闪蒸成蒸汽,蒸汽通过第五管道输送至发电机组做功发电,蒸汽冷却后,再通过第六管道返回到热水循环泵,进入换热器进行循环。第二管道上设置空冷器切换阀,其上设置空冷器温度传感器,在第四管道上设置换热器切换阀,其上设置换热器温度传感器;空冷器温度传感器、换热器温度传感器连接至温度控制器,将测得的塔顶油气温度传输至温度控制器;温度控制器控制空冷器切换阀、换热器切换阀的开闭。在第一管道上设置空冷器切断阀,在第三管道上设置换热器切断阀。在第五管道上并入蒸汽管网;在第六管道上设有空冷器。精馏塔回流罐上设有水包。发电机组包括汽轮机组和透平发电机组;闪蒸器通过第五管道连接汽轮机组,汽轮机组连接透平发电机组。在汽轮机组上设置集液箱,集液箱通过集液箱泵连接到热井,热井通过热井泵连接到除氧器,除氧器通过管道与热水循环泵相连。蒸汽空冷器一端与集液箱连接,另一端与热井连接;蒸汽通过汽轮机组做功后变为汽液两相,流入集液箱的液相通过管道进入集液箱泵,再通过管道进入热井;进入蒸汽空冷器的汽相冷却后通过管道进入热井。
本发明通过在空冷平台位置设置换热器,新增热水换热循环流程,取用塔顶富裕的低温热,塔顶油气进入换热器,与热水换热,冷却后返回回流罐,实现物料空冷器停运。通过被加热的蒸汽驱动发电机组做功发电,最终实现了低温热的利用。
当塔顶油气温度过高或量过大,导致塔顶油气经过换热器换热后温度仍然较高时,温度控制器控制空冷器切换阀打开,使一部分塔顶油气进入物料空冷器;当换热器温度传感器检测到经过换热器的塔顶油气温度降低时,温度控制器控制空冷器切换阀关闭,此时塔顶油气全部进入换热器。
采用上述方案后,与现有技术相比具有以下有益效果:在第二管道和第四管道上分别设置带有温度传感器的切换阀,温度传感器连接至温度控制器,将测得的塔顶油气温度信号传输至温度控制器,温度控制器控制切换阀的开启和关闭,在满足精馏塔温度控制正常的前提下,可以保证热介质尽可能多的通过换热器。在第一管道和第三管道上分别设置切断阀,切断阀为手动控制,一旦换热器出现故障,可以将换热器管道上切断阀关闭,塔顶油气全部进入物料空冷器,从而可以维持装置连续稳定进行,对换热器进行检修,保证装置的灵活性。在第五管道上并入蒸汽管网,一方面冬季伴热量较大,因此富余的蒸汽可以一并用于低压发电;另一方面,当蒸汽量不足时,通过蒸汽管网输入蒸汽以保证发电机组正常工作。本发明设置了汽液分离装置,提高了发电机的工作效率。回流罐上增加水包,以便能及时发现泄漏并能脱水。选用高效换热器,以最大限度的提高换热效率。换热器布置在空冷平台上方,保证换热器与回流罐的位差满足自流要求。
附图说明
图1是精馏塔空冷器余热回收发电系统的结构图;
图2是带有汽液分离装置的精馏塔空冷器余热回收发电系统的结构图。
图中:1、精馏塔,2、换热器,3、汽包,4、物料空冷器,5、空冷器,6、回流罐,7、热水循环泵,8、发电机组,8-1、汽轮机组,8-2、透平发电机组,9、空冷器切换阀门,10、换热器切换阀门,11、温度控制器,12、第一管道,13、第二管道,14、第三管道,15、第四管道,16、第五管道,17、第六管道,18空冷器切断阀,19、换热器切断阀,20、水包,21、集液箱,22、集液箱泵,23、热井,24、热井泵,25、除氧器,26、闪蒸器,27、蒸汽空冷器。
具体实施方式
精馏塔空冷器余热回收发电系统,包括精馏塔1、物料空冷器4和回流罐6,精馏塔1通过第一管道12连接物料空冷器4,物料空冷器4通过第二管道13连接回流罐6,还包括换热器2、汽包3、闪蒸器26、发电机组8和热水循环泵7;精馏塔1通过第三管道14连接换热器2,换热器2通过第四管道15连接回流罐6;换热器1还通过管道连接汽包3,汽包3连接闪蒸器26,闪蒸器26通过第五管道16连接发电机组8,发电机组8通过第六管道17连接热水循环泵7,热水循环泵7通过管道与换热器2相连;经精馏塔1精馏后的塔顶油气进入换热器2进行换热,冷却后返回回流罐6;换热器2中经过换热后的热水输送至汽包3,再经闪蒸器26闪蒸成蒸汽,蒸汽通过第五管道16输送至发电机组8做功发电,蒸汽冷却后,再通过第六管道17返回到热水循环泵7,进入换热器2进行循环。第二管道13上设置空冷器切换阀9,其上设置空冷器温度传感器,在第四管道15上设置换热器切换阀10,其上设置换热器温度传感器;空冷器温度传感器、换热器温度传感器连接至温度控制器11,将测得的塔顶油气温度传输至温度控制器11;温度控制器11控制空冷器切换阀9、换热器切换阀10的开闭。在第一管道12上设置空冷器切断阀18,在第三管道14上设置换热器切断阀19。在第五管道16上并入蒸汽管网;在第六管道17上设有空冷器5。回流罐3上设有水包20。所述发电机组8包括汽轮机组8-1、透平发电机组8-2;闪蒸器26通过第五管道16连接汽轮机组8-1,汽轮机组8-1连接透平发电机组8-2。在汽轮机组8-1上设置集液箱21,集液箱21通过集液箱泵22连接到热井23,热井23通过热井泵24连接到除氧器25,除氧器25通过管道与热水循环泵7相连。;蒸汽空冷器27一端与集液箱21连接,另一端与热井23连接;蒸汽通过汽轮机组8-1做功后变为汽液两相,流入集液箱21的液相通过管道进入集液箱泵22,再通过管道进入热井23;进入蒸汽空冷器27的汽相冷却后通过管道进入热井23。
通过在空冷平台位置设置换热器2,新增热水换热循环流程,取用塔顶富裕的低温热,塔顶油气进入换热器2,与热水换热,冷却后返回回流罐6,实现物料空冷器4停运。通过被加热的蒸汽驱动发电机组8做功发电,最终实现了低温热的利用。
当塔顶油气温度过高或量过大,导致塔顶油气经过换热器2换热后温度仍然较高时,温度控制器11控制空冷器切换阀10的打开,使一部分塔顶油气进入物料空冷器4;当换热器温度传感器检测到经过换热器2的塔顶油气温度降低时,温度控制器11控制空冷器切换阀10的关闭,此时塔顶油气全部进入换热器2。在第二管道13和第四管道15上分别设置带有温度传感器的切换阀,温度传感器连接至温度控制器11,将测得的塔顶油气温度信号传输至温度控制器11,温度控制器11控制切换阀的开启和关闭,在满足精馏塔1温度控制正常的前提下,可以保证热介质尽可能多的通过换热器2。在第一管道12和第三管道14上分别设置切断阀,切断阀为手动控制,一旦换热器2出现故障,可以将换热器2管道上切断阀关闭,塔顶油气全部进入物料空冷器4,从而可以维持装置连续稳定进行,对换热器1进行检修,保证装置的灵活性。在第五管道16上并入蒸汽管网,一方面冬季伴热量较大,因此富余的蒸汽可以一并用于低压发电;另一方面,当蒸汽量不足时,通过蒸汽管网输入蒸汽以保证发电机组8正常工作。本发明还设置了汽液分离装置,提高了发电机组的工作效率。回流罐6增加水包20,以便能及时发现泄漏并能脱水。选用高效换热器,以最大限度的提高换热效率。换热器2布置在空冷平台上,换热器2与回流罐6的位差满足自流要求。
本系统适用于热介质出口温度在130℃以上的精馏塔,由热水循环泵送出的热水经过换热器从45℃加热成130℃,经过汽包后闪蒸成0.27MPa、130℃蒸汽,经过透平机组做功发电后冷却到60℃饱和的汽液两相,再经过空冷器后变为45℃热水,返回泵进行循环。

Claims (7)

1.精馏塔空冷器余热回收发电系统,包括精馏塔(1)、物料空冷器(4)和回流罐(6),精馏塔(1)通过第一管道(12)连接物料空冷器(4),物料空冷器(4)通过第二管道(13)连接回流罐(6),其特征在于:还包括换热器(2)、汽包(3)、闪蒸器(26)、发电机组(8)和热水循环泵(7);精馏塔(1)通过第三管道(14)连接换热器(2),换热器(2)通过第四管道(15)连接回流罐(6);换热器(2)还通过管道连接汽包(3),汽包(3)通过管道连接闪蒸器(26),闪蒸器(26)通过第五管道(16)连接发电机组(8),发电机组(8)通过第六管道(17)连接热水循环泵(7),热水循环泵(7)通过管道与换热器(2)相连;经精馏塔(1)精馏后的塔顶油气进入换热器(2)进行换热,冷却后返回回流罐(6);换热器(2)中经过换热后的热水输送至汽包(3),再经闪蒸器(26)闪蒸成蒸汽,蒸汽通过第五管道(16)输送至发电机组(8)做功发电,蒸汽冷却后,再通过第六管道(17)返回到热水循环泵(7),进入换热器(2)进行循环;所述发电机组(8)包括汽轮机组(8-1)、透平发电机组(8-2);闪蒸器(26)通过第五管道(16)连接汽轮机组(8-1),汽轮机组(8-1)连接透平发电机组(8-2)。
2.根据权利要求1所述的精馏塔空冷器余热回收发电系统,其特征在于:所述第二管道(13)上设置空冷器切换阀(9),其上设置空冷器温度传感器,在第四管道(15)上设置换热器切换阀(10),其上设置换热器温度传感器;空冷器温度传感器、换热器温度传感器连接至温度控制器(11),将测得的塔顶油气温度传输至温度控制器(11);温度控制器(11)控制空冷器切换阀(9)、换热器切换阀(10)的开闭。
3.根据权利要求1所述的精馏塔空冷器余热回收发电系统,其特征在于:在第一管道(12)上设置空冷器切断阀(18),在第三管道(14)上设置换热器切断阀(19)。
4.根据权利要求1所述的精馏塔空冷器余热回收发电系统,其特征在于:所述第五管道(16)上连接蒸汽管网。
5.根据权利要求1所述的精馏塔空冷器余热回收发电系统,其特征在于:所述第六管道(17)上设置空冷器(5)。
6.根据权利要求1所述的精馏塔空冷器余热回收发电系统,其特征在于:所述精馏塔(1)回流罐(6)上设有水包(20)。
7.根据权利要求1所述的精馏塔空冷器余热回收发电系统,其特征在于:所述汽轮机组(8-1)上设置集液箱(21),集液箱(21)通过集液箱泵(22)连接到热井(23),热井(23)通过热井泵(24)连接到除氧器(25),除氧器(25)通过管道与热水循环泵(7)相连;蒸汽空冷器(27)一端与集液箱(21)连接,另一端与热井(23)连接;蒸汽通过汽轮机组(8-1)做功后变为汽液两相,流入集液箱(21)的液相通过管道进入集液箱泵(22),再通过管道进入热井(23);进入蒸汽空冷器(27)的汽相冷却后通过管道进入热井(23)。
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