空压机余热利用技术在电石生产厂中的应用

空压机余热利用技术在电石生产厂中的应用

孙江鹏1 郭鹏1  韩志强2

1陕西煤业化工集团神木电化发展有限公司   陕西榆林719300 2陕西美天绿能科技有限公司        陕西榆林719300

摘要：电石生产厂中普遍有空压机用于辅助生产。空压机一般采用水冷冷却，此部分热量通过冷却塔排放到大气中。本技术可以通过空压机余热利用技术，将此部分热量回收用于供暖，从而节能减排。

关键词：空压机余热；电石厂；供暖

一、项目背景

当前，我国已成为全球第二的能源生产大国和全球第二的能源消费大国。为更好地推动全国开展降耗节能，解缓制约能源的瓶颈，发展节约型社会，促进社会经济持续可发展，国家相继颁布了很多项节能的政策、措施和法规。

国家“十三五”规划提出了相比2015年，2020年单位GDP能耗降低15%的“节能”目标和单位GDP二氧化碳排放降低18%的“减排”目标。

《“十四五” 规划和 2035 年远景目标纲要》，将碳达峰和碳中和正式上升到国家战略层面。“十四五”约束性指标，单位GDP能源消耗降低 13.5%，单位GDP二氧化碳排放下降 18%，非化石能源占一次能源消费比重达到 20%左右。

同时，中央还对做好“双碳”工作进行了顶层设计：2021年10月25日，《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》出台，2021年10月24日，国务院《2030年前碳达峰行动方案》相继出台，对未来十年做好“双碳”工作进行了具体部署。

为全面建成社会主义现代化强国、实现第二个百年奋斗目标，以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴，党的二十大报告再一次强调：“实施全面节约战略，推进各类资源节约集约利用” 。“加快节能降碳先进技术研发和推广应用，倡导绿色消费，推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式” 。

随着国家“双碳”目标和生态文明建设战略的深入实施，节能降碳行业迎来了“碳达峰、碳中和”目标下的新使命、新机遇。

二、项目概况

1、项目名称：陕西煤业化工集团神木电化发展有限公司电石厂空压机余热回收项目

2、建设单位：陕西煤业化工集团神木电化发展有限公司

3、神木电化公司简介

陕西煤业化工集团神木电化发展有限公司（以下简称：神木电化公司）是2010年9月由陕西煤业化工集团神木煤化工产业有限公司和陕西神木煤电化资产运营有限公司共同投资成立的国有控股有限责任公司，主要从事电力、电石的生产与销售，承担神木市滨河新区供热。注册资本金4.67亿元，资产规模22.7亿元，员工1000余人。围绕着“热电—电石联产”关键环节，神木电化公司充分发挥自备发电、余热供暖、地理位置等优势，建设 2×100MW抽凝机组、6台33000KVA大型密闭式电石炉,改造新建260T/h纯煤泥循环流化床锅炉，并对原有1×25MW热电机组进行背压和节能改造，参股神木恒稳生态产业公司50万吨/年的煤粉灰利用固废项目。形成了“发电—电石—热力—固废处理”一体的特色循环经济产业链。具备年产电石40万吨、发电14亿千瓦时、供热600万平方米以上以及处理粉煤灰、炉渣和脱硫石膏等固废50万吨的综合生产能力，年营业收入17亿元以上。公司先后获得危险化学品安全生产二级标准化企业，陕西省安全文化示范企业、质量服务信誉AAA级单位，中国石油和化学工业联合会“绿色工厂”，陕煤集团安全生产标准化先进公司、陕煤集团文明单位，陕西化工集团专项对标示范单位等殊荣。

“十四五”和未来一个时期，神木电化公司将以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，聚焦落实“碳达峰、碳中和”目标要求，统筹保障绿色低碳和人居安全，坚持科技创新、人才强企发展思路，构建以打造一流电石、热电企业为基石，以创建国家级绿色工厂、AAA旅游工厂和创建省级技能培训中心、电石技术研究院为两翼，以光伏发电、绿色换电重卡、固废资源综合利用等战略性新兴产业为重要增长极的高质量发展产业格局。最终建设成环境友好、社会放心、员工幸福，具有较强竞争力的热电、电石、供热及固废资源化利用的园林式工厂和标杆企业，与神木市政府规划建设的衡阳新区及杨家城文化旅游区实现历史与现实、工业与文化的完美融合。

4、设计范围：设计满足陕西煤业化工集团神木电化发展有限公司电石厂冬季自行供暖需求。设计范围包括空压机余热回收供暖系统设计、相关配电自控设计等。

5、设计原则

（1）优先利用空压机余热资源，充分发挥该项目的社会效益和经济效益。

（2）采用先进可靠的技术和设备，科学合理的进行系统设计，保证系统安全可靠、运行稳定、以确保供暖及洗浴需求。

（3）利用先进的自动控制技术及监测仪表，实现自动化运行。

（4）贯彻执行国家和地方的有关标准、规范，体现以人为本、安全第一的理念。

（5）符合国家相关环保、节能政策要求。

三、设计方案

1、项目现状：电化电厂电石厂现有7台空压机，空压机单台负荷280kW。空压机参数：排气量：49.5m³/min，额定排气压力：0.8MPa，最大排气压力：0.85MPa，电机功率：280kW，排气口温度：84.7℃。

2、供暖热负荷：电石厂现有供暖建筑面积6007.13㎡（存在厂房建筑，供热空间体积35108.97m³，供热能耗设计150W/㎡），需要热负荷901kW。

3、冬季供暖负荷热平衡计算 

  4、技术路线：冬季空压机运行后的高温油通过余热回收机组将热量传递给热源循环水，将热源循环水加热至70℃，热源循环水进入供暖建筑暖气片进行采暖，回收温度为50℃。补水采用原有管道进行补水，设置电动阀及压力点，当压力低时启动电动阀补水，压力达到设定压力式关闭电动阀。本系统由空压机余热机组、热水循环泵、电气自控系统等组成。

5、初步设计：空压机余热机组、水泵等放置在空压机房内。室外管道采用DN150的无缝钢管，与原室外供暖水口对接；采用50mm厚度的橡塑保温，0.5mm厚度的铝皮，采用架空敷设。空压机余热系统设置1台PLC控制柜，置于空压机余热机房内，电源引自就近配电所；各设备电源从电控柜接入。电气系统配置接地、防漏电等保护系统。配置自控系统，可实现所有设备的远程集控、设备故障实时报警，可自动记录运行数据、并进行汇总分析等功能，满足无人值守的运行需求。控制系统实现数据监测和控制功能。控制系统能够实现一键启停无人值守。系统的控制可实现自动和手动的两种运行方式。监测数据如下：空压机余热回收机组的参数，加热循环水供回水温度等参数。

6、技术优势：采用高效的空压机余热技术，可充分回收空压机余热，并利用空压机余热进行供暖，充分利用余热节能降耗；自控系统配置远程数据模块，可实现所有设备的远程集控、实现运行模式自动调节，以取得最大节能效果；设备故障实时报警；可以通过手机APP随时随地查看设备所有的运行数据，并及时接收报警信息。

四、结束语

本项目于2022年11月施工完成，目前已运行一个供暖季，项目运行良好，达到了设计要求。年节约运行费约29万元，项目回收期为3年，年减排二氧化碳931吨。本项目作为一个节能减排项目，到达了设计效果，并具有明显的经济效益及减碳效益，后期可在电石厂进行推广应用。

参考文献：

[1]应志军.关于我国能源技术水平战略设想[J].国土与自然资源研究, 2009(3):69-70.

[2]邬守春,焦良珍.全热交换器节能与经济效益分析实例[J].中国建设信息供热制冷,2004(6):22-25.

[3]赵新红.浅谈几种典型空压机的余热回收.上海节能[j]，2013， (08) : 31-36.

[4]杨好强，吕晓燕.空压机余热回收在洗浴系统上的应用.矿业装备[j]，2015， (03) : 78-79.