工學(xué)畢業(yè)論文：大聚丙烯裝置蒸汽凝結(jié)水的現(xiàn)狀及改造建議

時(shí)間：2022-05-12 02:54:22 論文范文我要投稿

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關(guān)鍵詞：聚丙烯蒸汽凝結(jié)水改造建議
摘要：為了更好地利用好蒸汽凝結(jié)水，避免造成一定程度的浪費(fèi)，達(dá)到節(jié)能減排的目的，論文分析了大聚丙烯裝置蒸汽凝結(jié)水的現(xiàn)狀，提出蒸汽凝結(jié)水改造的建議。

工學(xué)畢業(yè)論文：大聚丙烯裝置蒸汽凝結(jié)水的現(xiàn)狀及改造建議

前言

化工廠大聚丙烯裝置生產(chǎn)使用蒸汽由總廠動力廠供給，1.0MPa中壓蒸汽經(jīng)減壓至0.4MPa@150℃的低壓蒸汽。蒸汽連續(xù)加熱設(shè)備有8臺，連續(xù)加熱夾套有三處，伴熱蒸汽管線（含儀表伴熱）127條，蒸汽消耗量為2.6～3.5t/h。

本裝置的蒸汽凝結(jié)水采用了開式加壓回收方式。蒸汽輸送管線和蒸汽加熱設(shè)備在凝結(jié)水出口安裝疏水閥排水阻汽，是最簡單最有效的節(jié)能方式。由于工作原理和各廠家制造工藝的不同，使疏水閥的質(zhì)量參差不齊，使用壽命長短不一，加上維護(hù)檢修不及時(shí)，疏水閥的排水阻汽功能得不到有效發(fā)揮，使蒸汽出現(xiàn)一定的損耗，并伴隨一定程度的水擊；同時(shí)，蒸汽凝結(jié)水沒有很好的利用，造成一定程度的浪費(fèi)。我們結(jié)合本裝置的實(shí)際情況，以及Armstrong公司生產(chǎn)的疏水閥的工作原理及性能的了解，提出大聚蒸汽凝結(jié)水的改造建議。

1、裝置蒸汽凝結(jié)水改造前的狀況

本裝置的蒸汽凝結(jié)水采用了開式加壓回收方式,實(shí)際情況是:P603至PK501、P603至FIC501、FIC502、P603至大環(huán)夾套、P603至擠壓D806這些由于各種工藝原因沒有使用,只有用作給界區(qū)蒸汽降溫和自身循環(huán)。

本裝置高壓丙烯回收塔T301底部再沸器E303所用熱能在開工初期是直接用蒸汽加熱汽蒸罐D(zhuǎn)501洗滌塔T501的循環(huán)水,然后通過T501循環(huán)泵P501輸送至E303,這股蒸汽是由控制閥FIC504控制的,流量為200Kg/h,時(shí)間為6小時(shí)。生產(chǎn)正常后FIC504關(guān)閉,由FIC501、FIC502兩股蒸汽冷凝液提供熱量，而這兩股蒸汽會夾帶大量聚丙烯粉末到T501循環(huán)水系統(tǒng),造成E303結(jié)垢,從而影響高壓丙烯的洗滌效果。

CO汽提塔T701塔底再沸器E702直接用蒸汽加熱,凝結(jié)水出口沒有安裝蒸汽疏水閥,直接用調(diào)節(jié)閥FIC711控制。這股蒸汽流量大約為350Kg/h。調(diào)節(jié)閥都有一定的泄漏量,而且沒有汽水分離功能,從而導(dǎo)致蒸汽進(jìn)入凝結(jié)水系統(tǒng),產(chǎn)生較大水擊。水擊會嚴(yán)重?fù)p壞管道彎頭,閥門等管道附件。我裝置蒸汽凝結(jié)水線多次穿孔,補(bǔ)焊過5次。

2、蒸汽凝結(jié)水節(jié)能創(chuàng)效的改造方案

2.1更換疏水閥

根據(jù)本裝置的實(shí)際情況和Armstrong公司生產(chǎn)的疏水閥的性能，我們同意對原有疏水閥進(jìn)行更換，使用Armstrong公司生產(chǎn)的疏水閥。

2.2改造方案

經(jīng)過幾年的摸索和實(shí)踐,我們對蒸汽凝結(jié)水的改造形成了以下方案：加壓泵P603更換成大流量的水泵,在P603出口新增出口管線兩條,一條提供高壓丙烯回收塔T301底部再沸器E303所需熱能,另一條提供CO汽提塔T701塔底再沸器E702所需熱能，這兩股流量通過控制閥控制，控制閥可利舊。回流線上通入一股蒸汽,用于開工初期,保證開工時(shí)E303的熱量需要。這股蒸汽用控制閥控制,控制閥可以利舊,即使用FIC504,正常生產(chǎn)時(shí)該閥關(guān)閉。

2.3能量核算

2.3.1T301底部再沸器E303能量核算

改造前，T301底部再沸器E303由T501提供的熱水流量為12t/h,入口溫度為74℃,出口溫度為54℃，水的比熱C為1.0KJ/Kg℃。

即E303所需熱量Q1＝熱水流量×水的比熱×溫差＝2.4×105（KJ）

而P603的出口溫度為100℃，即改造后進(jìn)E303的入口溫度為100℃,此時(shí)的焓值是419KJ/Kg；出口溫度為80，此時(shí)的焓值為334.91KJ/Kg,根據(jù)熱量衡算，P603只需提供的熱水流量L1為：即Q1＝Q2

Q2＝熱水流量(L1)×焓值之差

L1＝Q2/焓值之差＝Q1/焓值之差＝2.5×105/（419-334.9）＝2.976（噸）

換熱器的換熱效率以50％計(jì)算，則需熱水流量為5.956噸。

即P603只需提供流量為6t/h的熱水即可滿足E303的換熱要求，這在實(shí)際上是完全可以滿足的。

2.3.2T701底部再沸器E702能量核算

改造前E702所需熱量Q:

Q1＝蒸汽流量×焓值之差×50％＝430×（2736-504）×50％＝479880（KJ/Kg）

改造后，P603的出口溫度為100℃，即改造后進(jìn)E702的入口溫度為100℃,此時(shí)的焓值是419KJ/Kg；出口溫度為80，此時(shí)的焓值為334.91KJ/Kg,根據(jù)熱量衡算，P603只需提供的熱水流量L2為：

即Q1＝Q2 Q2＝熱水流量(L2)×焓值之差

L2＝Q2/焓值之差＝Q1/焓值之差＝479880/（419-334.9）＝5.712（噸）

換熱器的換熱效率以50％計(jì)算，則需熱水流量為11.5噸，這在本裝置是完全可以滿足條件的。

綜上所述，改造后P603只需提供17.5t/h@100℃的熱水即可滿足再沸器E303、E702的換熱要求，本裝置完全可以滿足這個條件。

2.4投資費(fèi)用

2.4.1更換蒸汽疏水閥費(fèi)用

表1：更換蒸汽疏水閥費(fèi)用

序號
設(shè)備及材料
型號及規(guī)格
數(shù)量(臺)
單價(jià)(元)
總額(元)

1
倒置桶式疏水閥
IB814 DN32法蘭
1
5214
5214

2
倒置桶式疏水閥
IB883 DN32法蘭
2
3758
7516

3
倒置桶式疏水閥
IB882 DN20法蘭
17
2371
40307

4
倒置桶式疏水閥
IB881 DN15法蘭
3
1078
3034

5
倒置桶式疏水閥
2011 DN15(帶萬向接頭)承插焊
124
2832
351168

　
合計(jì)
　
147

407439

說明:以上費(fèi)用根據(jù)Armstrong公司提供的疏水閥單價(jià)計(jì)算

2.4.2蒸汽凝結(jié)水改造費(fèi)用

表2：蒸汽凝結(jié)水改造費(fèi)用

序號
設(shè)備及材料
型號及規(guī)格
數(shù)量
單價(jià)(元)
總額(元)

1
熱水泵P603

2臺
85000
170000

2
控制閥

3 個
5000
15000

3
無縫鋼管

100米
100
10000

4
其它

30000

　
合計(jì)
　
　
　
225000

2.5改造效果分析

2.5.1工藝設(shè)備

E303在改造前所用熱水是T501提供的,而T501的水含有酸性,并夾帶大量聚丙烯粉末,導(dǎo)致E303的換熱效果變差,從而引發(fā)各種故障,影響裝置的平穩(wěn)運(yùn)行.改造后,P603提供的熱水既沒有酸性,又不含細(xì)粉,能充分保證E303的換熱效果, 使整個裝置在良好狀態(tài)下運(yùn)行。

E702改用蒸汽凝結(jié)水后,管線不會再產(chǎn)生水擊現(xiàn)象,延長彎頭等管道附件的壽命。蒸汽凝結(jié)水管線穿孔現(xiàn)象減少,降低了維修費(fèi)用。

2.5.2經(jīng)濟(jì)效益分析

根據(jù)Armstrong公司提供的數(shù)據(jù),疏水系統(tǒng)經(jīng)過節(jié)能改造后,節(jié)汽率在5%-25%,計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益時(shí)按8%計(jì)算.

表3：經(jīng)濟(jì)核算指標(biāo)

項(xiàng)目
單位
指標(biāo)

蒸汽內(nèi)部核算價(jià)
元/噸
110

年平均蒸汽消耗
噸/小時(shí)
3.2

E702節(jié)約蒸汽
噸/小時(shí)
0.35

年運(yùn)行時(shí)間
小時(shí)
8400

2.5.3節(jié)約蒸汽年經(jīng)濟(jì)效益F

F1=蒸汽成本*節(jié)氣率*蒸汽消耗量*年運(yùn)行時(shí)間 =110×8%×3.2×8400 =23.6544(萬元)

F2=蒸汽成本*節(jié)約蒸汽*年運(yùn)行時(shí)間=110×0.35×8400 =32.34(萬元)