化工园区集中供热模式探讨.docx

化工园区集中供热模式探讨张延杰， 苏红乡， 张敬亭， 王庆峰( 山东省城乡规划设计研究院，山东 济南250013)摘 要: 介绍了化工园区的分类及主要产品。结合煤化工、石油化工、盐化工等典型化工园区的用热特性，提出了不同化工园区的集中供热发展模式。关键词: 化工园区;热电联产;集中供热中图分类号:文献标识码:文章编号: 1000 4416( 2011) 12 0A12 03TU995BDiscussion on Centralized Heat-supply Modein Chemical Industrial ParksZHANG Yanjie， SU Hongxiang， ZHANG Jingting， WANG QingfengAbstract:The classification and main products of chemical industrial parks are introduced Basedon the heat consumption characteristics in typical chemical industrial parks such as coal chemical indus-try，petrochemical industry and salt chemical industry，the centralized heat-supply modes in different chemical industrial parks are put forwardKey words:chemical industrial park;heat and power cogeneration;centralized heat-supply近年来，随着我国现有大型化工企业的大规模调整、改造和产业结构优化，各地相继建设化工园 区，化工园区建设成为我国化学工业发展的新型模 式。化工园区的主要特征是根据产业空间集聚来合 理配置生产要素，实现化学工业的集约化和可持续 发展。我国一些化工园区在建设中缺少统一规划，基 础设施配套不完善，特别是集中供热设施严重滞后， 导致化工园区内出现大量的自建锅炉房，影响了园 区的发展定位，增加了园区的污染源，也造成能源的 浪费。因此，化工园区必须发展集中供热，解决不同 产品的用汽要求，保证企业充足、可靠的动力供应。 本文对化工园区集中供热模式进行探讨。工成一系列化工产品或石油燃料的工业。传统煤化工的主要产品为煤焦化、电石、合成氨，新兴煤化工 产业链为: 煤煤气煤焦油酚油粗酚工业 酚苯酚; 煤煤气粗苯轻苯高纯苯环己 酮己内酰胺; 煤粗煤气净煤气甲醇二甲 醚替代柴油等。如开滦京唐港煤化工园区、榆神 煤化工园区、四川西部化工城、邢台煤化工园区、山 东巨野煤化工园区等。 石油化工园区 石油化工产品以炼油过程提供的原料油进一步化学加工获得。生产石油化工产品的第一步是对原 料油和气( 如丙烷、汽油、柴油等) 进行裂解，生成以 乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯为代表的基本 化工原料。第二步是以基本化工原料生产多种有机 化工原料( 约 200 种) 及合成材料( 塑料、合成纤维、 合成橡胶) 。如山东齐鲁化学工业园、克拉玛依石 油化工园区、福建泉港石油化工园区、广东大亚湾开 发区石化工业园区、广东茂名石化工业园区等。 盐化工园区化工园区的分类及主要产品11 1 蒸汽能耗较大的化工园区 煤化工园区煤化工是以煤炭为原料，采用化学方法将煤炭 转化为气体、液体和固体成品或半成品，再进一步加张延杰，等: 化工园区集中供热模式探讨第 31 卷 第 12 期www watergasheat com盐化工是指利用盐或盐卤资源，加工成氯酸钠、纯碱、氯化铵、烧碱、盐酸、氯气、氢气、金属钠，以及 这些产品的进一步深加工和综合利用的过程。氯碱 化工循环经济产业链: 原盐离子膜烧碱产生氯 气、氢气、盐酸和烧碱氯气与丙烯生产环氧丙烷， 氯气与甲醇生产甲烷氯化物，盐酸与甲醇反应生成 一氯甲烷后，一氯甲烷和硅粉反应生产有机硅，氢气 与石油苯生产苯胺，苯胺与光气生产聚氨酯。以海 水淡化为龙头的海洋化工循环经济产业链: 海水淡 化工程实现电水联产经淡化处理浓度提高的海 水可以提溴 盐化工( 主要是离子膜烧碱装置) 氯气、氢气、液碱与电石生产聚氯乙烯，很少部分氯 气作为商品售出产生废渣生产水泥或填埋。如泰 兴化工园区( 生产烧碱、氯等) 、淮安盐化工园区、宁 晋盐化工园区等。 化工园区的用电负荷也较大。一般单位工业用地的用电负荷为( 2 8 ) 104 kW / km2 。其中，石油化工和盐化工园区的用电负荷较高。化工园区的供热模式目前，我国城市集中供热的主要热源形式为热 电厂、区域锅炉房或两者兼有1。化工园区受自身 用热特性以及距离城市较远等特点影响，一般都未 纳入城市集中供热系统中，导致集中供热基础设施 配套不完善。大部分化工园区企业都采用自建锅炉 房供热，既影响了园区整体的环境质量，又造成了土 地、能源等的浪费和重复建设。分析以上几类化工园区的用热特性可知，除普 通工业园区要求为单一压力级别的蒸汽外，其他化 工园区一般需要两种或两种以上压力级别的蒸汽。 根据不同化工园区的实际情况，集中供热可选择以 下几种模式。 模式 1采用 300 MW 及以上的双抽凝汽式热电机组。 对于北方地区，特别是大中城市，冬季供暖作为季节 性热负荷，是城市集中供热的主要热负荷。解决城 市冬季较大的供暖需求，必须发展 300 MW 及以上 热电机组。利用热电机组的低压抽汽( 压力0 5MPa) 作为供暖的汽源，经汽水换热后供居民供暖。利用热电机组的中压抽汽( 压力为 1 2 MPa 或 1 6MPa) 解决热电厂周边 8 km 范围内的工业生产用 汽。该模式主要适合于普通工业园区以及解决距离 城市较近的煤化工、石油化工和盐化工园区的低压 供汽( 压力1 0 MPa) 。采用这种模式时，对于煤 化工园区内的高压蒸汽供应，可在热电厂内设置高 压锅炉，解决 9 8 MPa 级别的蒸汽供应。对于石油 化工园区、盐化工园区的中压蒸汽( 3 8 MPa) 供应， 可配置 130、160 t / h 的中温中压锅炉解决。该模式 的优点是: 利用 300 MW 及以上热电机组的供热能 力大和能源利用效率高的优点，充分利用不同能级 蒸汽的热量，既解决了城市冬季供暖，又满足了大部 分化工园区蒸汽需求，是化工园区集中供热的首选 方式。该模式主要受城市是否拥有 300 MW 及以上 热电机组或建设此类大型热电机组条件的制约。 模式 2采用抽汽背压式热电机组。该模式主要适用于 有工业热负荷的中小城市，特别是有普通工业园区 的城市，可以将此类热源建设在园区内。利用热电31 2普通工业园区普通工业园区指以纺织、造纸、食品等行业为主的产业园区。此类园区比较常见，一般都位于城市的一个片区内。化工园区的用热特性化工园区作为一个产能和耗能的密集型区域， 对电能和热能的需求较大。不同类型的化工园区由 于原料、工艺、产品等的差异，对蒸汽参数要求差别 较大。 煤化工园区的蒸汽消耗主要为 9 8、4 0、1 0 MPa 压力级别。作为常规煤化工产品的焦炭生 产中将产生 5 4 MPa 的蒸汽，每 1 t 焦炭的生产过程 中将产生 0 45 t 蒸汽，该蒸汽经减温减压后可基本 满足园区内 4 0 MPa 级别的蒸汽需求。二甲醚项目 生产需消耗 9 8 MPa 的蒸汽，每 1 t 二甲醚的生产过 程中需消耗 3 36 t 蒸汽，成为煤化工园区内蒸汽压 力级别最高的项目。 石油化工园区的蒸汽消耗主要为 3 8、1 0MPa 两个压力级别，以压力为 3 8 MPa 的过热蒸汽 为主。 盐化工园区的蒸汽消耗主要为 3 8、1 0MPa 两种压力级别。以 100 104 t 的纯碱项目为 例，工业热负荷 3 8 MPa 蒸汽 250 t / h，1 0 MPa 蒸汽110 t / h。 普通工业园区生产以消耗低压蒸汽为主， 所需的蒸汽压力都小于 1 0 MPa，且蒸汽的消耗量 较大。2A 13煤 气 与 热 力第 31 卷 第 12 期www watergasheat com机组抽出压力为 0 98 MPa 的蒸汽，为普通工业园区提供低压蒸汽，并利用排汽解决城市冬季供暖。对 于煤化工、石油化工和盐化工园区，3 8 MPa 及以上 压力级别的蒸汽可由热电厂锅炉房高压蒸汽经减温 减压后提供。这种模式的最大的优点是: 能源的利 用效率高，可解决城市冬季供暖，并满足化工园区的 工业热负荷需求，不需单独新建锅炉房，也符合国家 热电联产的产业政策，可操作性较强。这种热电机 组采用以热定电，节能效果较好，但机组容量相对较 小，供热能力有限，其发电量受供热量的制约，在没 有热负荷的情况下，热电机组需停运。而且随着蒸 汽需求量特别是较高压力蒸汽需求量的增加，发电 量将减少。 方式 3采用背压式热电机组。对于距离城市较远，规 模较小的化工园区，可发展背压式热电机组供热方 式。机组排汽主要解决园区内 1 0 MPa 及以下的热 负荷。对于园区内 3 8 MPa 及以上压力级别的蒸汽 供应，可由热电厂锅炉房高压蒸汽经减温减压后提 供。这种模式既解决了化工园区的蒸汽供应问题， 也为园区提供了充足的电能。 方式 4采用双抽热电机组。该模式主要解决南方地区 中小城市或北方距离城市较远的石油化工、盐化工 园区的集中供热。该模式利用热电机组的两级抽 汽，不但满足了 3 8、1 0 MPa 的供汽要求，避免了高 温高压蒸汽减压的热损失，而且热电机组的负荷调 节性较好。可选用的热电机组类型如 CC25 8 83 /3 92 /1 18，该 热 电 机组的设计进汽压力为 8 83MPa，一级抽汽压力为 3 92 MPa，可满足园区内 3 8MPa 级别的蒸汽需求; 二级抽汽压力为 1 18 MPa，可满足园区内 1 0 MPa 及以下的低压蒸汽需求。 方式 5采用 300 MW 及以上的单抽凝汽式热电机组。对于南方大中城市化工园区的集中供热可发展此类大容量、高参数的热电机组。这种模式不仅可解决园区 1 0 MPa 以下的蒸汽供应和园区的电力供应， 还能增加城市的电力供应，填补南方城市的用电缺 口。当园区内有 3 8 MPa 及以上的用汽要求时，可 在热电厂内设置中温中压或高压锅炉，直接供应较 高压力蒸 汽。 如上海化学工业园区采用 2 300MW 燃气 蒸汽联合循环热电机组，向园区内的用 户提供蒸汽、除盐水及相关产品，并向上海电网提供 电力。 方式 6采用区域供热锅炉房。在化工园区内建设区域 供热锅炉房，为园区企业提供蒸汽。对于普通工业 园区，可新建低温低压供热锅炉房，锅炉单台蒸发量 以 75、130 t / h 为宜。对于有两种压力要求的石油化 工、盐化工园区，可配置中温中压锅炉 + 低温低压锅 炉的供热锅炉房，供应不同压力级别的蒸汽。对于 煤化工园区，可配置高温高压锅炉 + 低温低压锅炉 的供热锅炉房。锅炉房的规模可根据园区热负荷的 增长而扩建。4 结语国内大型化工园区应配套建设完善的公用设 施，实行集中供水、供电、供