11.3Подсистема хладоснабжения
Параметры холода, используемого в технологических процессах химических и нефтехимических производств, варьируются в широких диапазонах температур t0 = –100…+15°С. Нагрузка систем холодоснабжения может быть весьма значительной и на отдельных производствах достигает 15÷25 % суммарного энергопотребления.
В рассматриваемых технологиях холод используется:
в процессах охлаждения и конденсации низкокипящих компонентов при разделении продуктов производства;
в системах извлечения и очистки углеводородных продуктов для получения особо чистых веществ;
при осаждении солей и процессах кристаллизации;
для отвода теплоты экзотермических реакций и низкотемпературного термостатирования;
на процессы депарафинизации в производствах моторных масел и т.д.
На крупных промышленных предприятиях организуются преимущественно централизованные системы, источником которых являются холодильные станции, вырабатывающие холод нескольких параметров. Холодопроизводительность станций современных производств достигает 35 МВт.
Многообразие технологических процессов, в которых используется умеренный холод, на предприятиях нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности определяет конкретные требования к холодильным установкам:
непрерывное и бесперебойное обеспечение потребителей холодом;
объединение холодильного цикла с технологическими процессами;
выработка холода в широком диапазоне температур;
использование разнообразных хладоагентов углеводородного типа или аммиака, а также разнообразных хладоносителей, выбираемых при организации замкнутых систем;
выработка холода как в компрессорных холодильных машинах (поршневых, винтовых, центробежных), так и в абсорбционных агрегатах большой холодопроизводительности;
максимально возможное использование вторичных энергетических ресурсов технологических процессов в виде горячей воды, имеющей температуру более 90°С, водяного пара низких параметров, отходящих дымовых газов технологических печей и контактных газов высокотемпературных реакторов на привод утилизационных бромисто-литиевых и водоаммиачных холодильных машин, вырабатывающих холод различных параметров;
организация эффективного процесса конденсации хладагента, в том числе и в аппаратах воздушного охлаждения (АВО), путем подачи наружного воздуха;
высокая степень автоматизации холодильных систем и высокий уровень технико-экономических показателей.
Холодильные установки, предназначенные для выработки холода одного параметра, могут размещаться в технологическом цехе, где сосредоточены основные потребители.
Холодильная станция, центральная или цеховая, располагается в отдельном здании и предназначается для обеспечения холодом одного или нескольких параметров ряда потребителей, рассредоточенных на значительной территории промышленного предприятия.
Взаимосвязь холодильных станций с потребителями холода (технологическими цехами) обеспечивается системой трубопроводов посредством циркуляции промежуточного хладоносителя. По принципу организации системы холодоснабжения разделяются на три типа:
с непосредственным испарением хладагента в охлаждаемых технологических аппаратах;
с промежуточным хладоносителем;
смешанного типа.
Если потребителю необходим холод нескольких параметров, связь между холодильной станцией и потребителем холода осуществляется несколькими трубопроводами. Если холод с одной и той же температурой используют несколько технологических цехов, то в межцеховых коммуникациях образуется разветвленная сеть. На рис. 4.8 показана взаимосвязь холодильных установок холодильной станции и потребителей холода двух параметров в системе с непосредственным испарением.
По трубопроводу 1 пары хладоагента при температуре –12°С подаются из цеха № 1 к источнику холода на станции. По трубопроводу 2 пары хладоагента с температурой 0°С поступают на холодильную станцию из цехов № 2 и 3. По трубопроводу 3 жидкий хладоагент направляется от станции в технологические цеха. Трубопровод 4 предназначен для проведения вспомогательных операций: отсоса паров хладагента и передавливания жидкого хладагента парами высокого давления.
Рис. 4.8. Схема взаимосвязи холодильных установок холодильной станции и потребителей холода в системе с непосредственным испарением: Трубопровод 5 – дренажный, для отвода от технологических аппаратов жидкого хладоагента, а трубопроводы 6 и 7 связывают холодильную станцию со складом.
В качестве рабочих сред для транспортировки холода в системах с промежуточным хладоносителем используются вода, растворы солей (СаСl2, NаСl и др.), этиленгликоль и прочие хладоносители, выбираемые по температурному уровню холода.