（毕业论文 字数：4128 页数： 4）摘 要：炼油过程中产生的废热蒸汽和低温位热能，通过合理的梯度利用，对降低炼油单耗具有重大的意义；使用吸收式制冷技术充分利用废热蒸汽和低温位热能，生产出冷媒水供生产工艺或空调使用，不但可以降低产品单耗，同时可以提高产品收率，稳定生产操作。

关键词 吸收式制冷 低温热利用,节能

目录

1 溴化锂吸收式制冷的工作原理
2 吸收式制冷技术在炼油厂低温热中的应用分析
2 低温热进一步综合利用的探讨
3 小结

制冷机和热泵在热力学上并不区别，都是逆向循环，只是使用目的的不同。其可以利用低温位热源，用于供冷或供热，达到节能的目的，笔者重点探讨溴化锂吸收式制冷机在炼油厂低温热中的应用。
炼油企业既是能源加工厂，又是能源消费厂；在炼油生产过程中能量的供入和排出在数量上是守恒的。以生产过程中能量的利用和演化为线索，可把炼油过程用能归纳为能量的转换和传输、工艺利用、能量回收3个环节，三者之间互相联系，互相影响。而低温位热能就存在于这3个环节中，它是指装置经过优化改造并实现热联合后仍无法利用的热量，这部分余热通常利用冷却水或空冷器来冷却，每年不但要消耗大量的循环水或电能，同时白白浪费了能量；在夏季高温期间，由于环境温度较高，运行常常处于临界状态，操作风险大，产品收率低。通过制冷技术取出炼油过程中的低温热，生产出冷媒水供生产工艺或空调使用，不但可以降低产品单耗，同时可以提高产品收率，稳定生产操作。

1 溴化锂吸收式制冷的工作原理
溴化锂吸收式制冷机是以水为制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂，利用热能作补偿以制取低温冷媒水的制冷装置。

溴化锂吸收式制冷的工作原理如图1，制冷在由蒸发器3中进行，在较低的压力下（如在6.54mmHg下，水的蒸发温度为5℃，可产生7℃的冷水），水蒸发变成水蒸汽到吸收器6被溴化锂浓溶液吸收，这一蒸发过程为吸热过程，吸收管束中冷水的热量达到制冷的目的；在吸收器溴化锂溶液吸收了水蒸汽变成稀溶液，经溶液泵加压经热交换器4（回收热量）后送至发生器3，这一吸收过程为放热过程，放出的热量由冷却水带走；在发生器3中，稀溶液被蒸汽（或热水）加热，产生水蒸汽至冷凝器1，稀溶液浓缩后送至吸收器吸收水蒸汽形成溶液循环；发生器中产生的水蒸汽在冷凝器中被冷却成水经节流后到蒸发器中，形成制冷循环。吸收式制冷循环在焓-浓度图上的表示如图2。

2 吸收式制冷技术在炼油厂低温热中的应用分析
金陵石化炼油厂将吸收式制冷技术应用于平衡低压蒸汽和回收低温热方面积累了丰富的经验。为了平衡夏季过多的低压蒸汽、缓解夏季用电负荷，首先使用了蒸汽型溴化锂制冷机组。随着炼油技术的不断发展，蒸汽的产出和消耗也逐步趋于合理，但各装置在生产过程中产出的余热不同，如果用于发汽，将影响蒸汽管网系统，为此，将生产过程中的余热设计成热媒水系统，用来作为吸收式热水型机组的动力，现在，热水型机组已广泛用于空调或工艺用冷水的主要产出设备。笔者重点分析蒸汽型单效机组和热水型机组的应用，以充分利用炼油过程中产生的废热蒸汽和低温位热能，达到节能降耗之目的。
2.1 利用废热蒸汽的蒸汽型单效机组
蒸汽型单效机组流程见图3，可使用炼油过程中由蒸汽压缩机等使用后无法再利用的废热蒸汽作为动力，生产出7℃的冷水供空调或工艺用。此类机组制冷量每1.0×109cal/h，其相关
参数为：蒸汽单耗3.0t/h（蒸汽表压力为0.1MPa，最高不超过0.15MPa）；机组功率为8.25kW；消耗冷却水量300t/h；产出冷水量200t/h（温差5℃）。

2.2 利用低温位热能的热水型机组
热水二段型机组流程见图4，可使用炼油过程中产生的低温位的热水作为动力，生产出7℃的冷水供空调或工艺使用。此类机组制冷量每1.5×109cal/h，其相关参数：热水单耗32.3t/h；机组功率为7.25kW；消耗冷却水量583t/h；产出冷水量300t/h（温差5℃）或150t/h（温差10℃）。
焦化装置生产出热媒水供机组或其他用的工艺(流程见图5)，利用焦化装置分馏塔、汽提塔各段工艺温度的不同，将约65℃的水逐级加热至130℃左右，该装置的焦化处理量为1.6 Mt/a，可生产160 t/h的热水。

2.3 节能效果分析
金陵石化炼油厂自1989年开始，首先使用了吸收式蒸汽型单效溴化锂制冷机组生产冷媒水供倒班楼职工休息用，因使用效果较好，逐步扩大了使用范围，现已广泛用于操作室、配电房、机房、行政办公楼和生产工艺等。该厂现已拥有吸收式单郊溴化锂制冷机组4台，蒸汽双效溴化锂制冷机组10台（其中2台用于化工生产工艺），热水二段型溴化锂制冷机组5台（其中2台用于生产工艺）。从目前看，随着蒸汽产出成本的增加，蒸汽型机组的使用成本也随之加大，为充分合理利用低温热，根据炼油的能耗特点，进行了优化，优化后的节能效果分析如下。
（1）蒸汽型单效制冷机组的再利用节能分析
蒸汽型单效制冷机组因蒸汽消耗较大（每1.0×109cal/h 的机组消耗蒸汽3.0 t/h），南京炼油厂第6制冷站建成并投用了热水二段型溴化锂制冷组，其2台单效制冷机组就作为了闲置设备；2005年，为充分利用余热，将柴油加氢蒸汽透平压缩机使用后的废热蒸汽（流量约4.0 t/h）引入了热水站，根据这一情况，热水站将第6制冷站的1台单效制冷机组（1.0×109 cal/h）移至第3制冷站生产冷媒水供空调用，2006年使用了97 d，共节约蒸汽约3.7 kt，降低能耗成本近38万元。
(2)空调用热水二段型制冷机组节能分析
用于空调系统的热水二段型机组（1.5×109cal/h）是为了替代蒸汽型制冷机组以节约蒸汽，金陵石化炼油厂共替代了3台机组，主要供生产操作室、配电间及行政办公楼空调用，每年夏季供冷时间约100 d，全季因气温变化较大，其负荷平均取80%计，替代后全年可节约蒸汽2.4×24×100×3×80%=13824 t，降低能耗费用近140万元，回收低温热620万Kcal/h（因被替代的旧机组，制冷量衰减严重，实际降耗要更多一些）。
(3)工艺用热水二段型制冷机组的经济效益分析
为了降低干气中C3以上的组分，提高液态烃或丙烯收率，南京炼油厂新建了2套热水二段型溴化锂机组（1.5×109cal/h），工艺的如图6，生产7℃的冷媒水分别用于焦化和催化的生产工艺，用于焦化吸收塔的工艺系统，投资约406万元，于2005年5月开始运行；用于催化吸收塔的工艺系统，投资约290万元，于2006年6月开始运行。
1.6 Mt/a焦化装置吸收塔使用循环水冷却时，其干气平均收率为5.29%，液态烃平均收率为2.84%，当吸收塔改用冷媒水冷却后，其干气平均收率为5.15%，下降0.14%，其中C1、C2、C5以上组分基本没变，C3组分增加明显；液态烃平均收率为3.43%，上升0.59%，液态烃收率明显提高较多，经济效益非常明显；根据干气和液态烃（按干气2400元/t，液态烃5053元/t计）的差价，焦化装置年增加效益约2504万元左右。
催化装置吸收塔改冷媒水冷却后，塔顶干气中C3及以上组分从原来的4.5%～5%下降至2.5%～3%，干气产出量为5.88t/h，丙烯含量从原来的约1.9%下降至0.7%，根据干气和液态烃（按干气2400元/t，液态烃5053元/t，丙烯10000元/t计）的差价，催化装置全年增效约273万元；如果按丙烯收率提高1.2%计，全年增效约470万元。
热水二段型溴化锂机组系统，运行时能耗较低，其主要是电耗和水耗，该系统额定功率为206.15kW/套（冬季只有66.9kW），按额定功率的80%计，全年耗电约1.44×106kW•h/套，费用约74.9万元/套；水耗主要是冷却水系统的补水，按循环量的4%计，全年水耗约20kt/套，费用约4.6万元/套，设备总折旧费按每年50万计，2套装置合计费用209万元/年。
2套装置将冷却水冷却改为冷媒水冷却后，为南京炼油厂增加效益2053万元/年（原冷却水的动力消耗没有计算，实际创效更高一些），同时回收低温热4.13×109cal/h。