JP2007083137A - How to use waste heat - Google Patents
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Abstract
Translated fromJapaneseDescription
Translated fromJapanese本発明は、廃熱の利用システムに関するものである。更に詳しくは、本発明は、たとえば石油化学プラントで発生する廃熱を、有効に利用することができ、かつ全システムの熱効率を一層高めることができ、特に産業的実施の観点から優れた効果を有する廃熱の利用システムに関するものである。 The present invention relates to a waste heat utilization system. More specifically, the present invention can effectively use, for example, waste heat generated in a petrochemical plant, and can further increase the thermal efficiency of the entire system, and is particularly effective from the viewpoint of industrial implementation. The present invention relates to a waste heat utilization system.
たとえば石油化学プラントにおいては、各所で廃熱が発生する。廃熱の利用方法については、たとえば非特許文献１に紹介されている。ここで廃熱とは、加熱に使用された後の熱媒体が有する熱をいう。 For example, in a petrochemical plant, waste heat is generated in various places. About the utilization method of waste heat, it is introduced into the nonpatent literature 1, for example. Here, waste heat refers to the heat of the heat medium after being used for heating.
ところで、廃熱はその熱量と温度レベルにより特徴づけることができる。これら廃熱のうち、温度レベルが低いものは利用できる箇所が限定され、利用されることなく廃棄されることが少なくなかった。 By the way, waste heat can be characterized by its heat quantity and temperature level. Among these waste heats, those having a low temperature level are limited in the places where they can be used, and are often discarded without being used.
かかる状況において、本発明が解決しようとする課題は、たとえば石油化学プラントで発生する廃熱を、有効に利用することができ、かつ全システムの熱効率を一層高めることができ、特に産業的実施の観点から優れた効果を有する廃熱の利用システムに関するものである。 In such a situation, the problem to be solved by the present invention is that, for example, waste heat generated in a petrochemical plant can be effectively used, and the thermal efficiency of the entire system can be further improved, and particularly in industrial implementation. The present invention relates to a waste heat utilization system having an excellent effect from the viewpoint.
すなわち、本発明は、廃熱を有する流体を加熱して所望の温度レベルに昇温し、その後、該昇温された廃熱を利用して他の非加熱流体を加熱するシステムであって、廃熱を加熱するための熱源の廃熱への供給量を最小化するために該昇温された廃熱を利用して他の非加熱流体を加熱するシステムの制約条件である流体の合計流量、合計流量調節弁開度、流体の差圧調節弁開度、流体温度、該昇温された廃熱を有する流体を熱媒とする熱交換器の熱媒流量とその流量調節弁開度の測定値を入力値として算出される出力値により廃熱を加熱するための熱源の廃熱への供給量を制御する廃熱の利用システムに係るものである。 That is, the present invention is a system for heating a fluid having waste heat to raise the temperature to a desired temperature level, and then heating other non-heated fluid using the raised waste heat. Total flow rate of fluid that is a constraint of a system that uses the heated waste heat to heat other non-heated fluid to minimize the amount of heat source supplied to the waste heat to heat the waste heat , Total flow rate control valve opening, fluid differential pressure control valve opening, fluid temperature, heat medium flow rate of the heat exchanger using the fluid having the heated waste heat as a heat medium and the flow rate control valve opening The present invention relates to a waste heat utilization system that controls a supply amount of waste heat to a waste heat source for heating waste heat based on an output value calculated using a measured value as an input value.
本発明により、たとえば石油化学プラントで発生する廃熱を、有効に利用することができ、かつ全システムの熱効率を一層高めることができ、特に産業的実施の観点から優れた効果を有する廃熱の利用システムを提供することができる。 According to the present invention, waste heat generated in, for example, a petrochemical plant can be used effectively, and the thermal efficiency of the entire system can be further increased. Particularly, waste heat having an excellent effect from the viewpoint of industrial implementation can be obtained. A usage system can be provided.
廃熱を有する媒体としては、液体、気体等の流体が一般である。本発明は、特に液体が有する廃熱、すなわち熱水に適用するのが、実施容易性の観点から好ましい。廃熱の出所としては、特に制限はないが、石油化学プラント、製鉄所、発電所等の多量の熱を取り扱う場所で発生する廃熱を適用するのが好ましい。石油化学プラントのなかでも、エチレンプラントのクエンチウォータータワーを例示することができる。ここで、エチレンプラントのクエンチウォータータワーとは、分解ガスを冷却するタワーである。このタワーでは多量の廃熱が発生し、またその周辺には加熱を必要とする箇所が集中しているからである。 As the medium having waste heat, fluid such as liquid and gas is generally used. In particular, the present invention is preferably applied to waste heat of a liquid, that is, hot water from the viewpoint of ease of implementation. The source of waste heat is not particularly limited, but it is preferable to apply waste heat generated in a place where a large amount of heat is handled, such as a petrochemical plant, a steel mill, and a power plant. Among petrochemical plants, the quench water tower of an ethylene plant can be exemplified. Here, the quench water tower of an ethylene plant is a tower that cools cracked gas. This is because a large amount of waste heat is generated in this tower, and the places that require heating are concentrated around it.
本発明においては、廃熱を利用するにあたり、廃熱を有する流体を加熱して所望の温度レベルに昇温し、その後、廃熱が利用される。つまり、前記のとおり、熱はその熱量と温度レベルにより特徴づけることができるが、温度レベルが低い熱は利用できる箇所が限定され、利用されることなく廃棄されることが少なくなかった。そこで、本発明においては、廃熱を有する流体を加熱して所望の温度レベルに昇温するステップを用いるのである。 In the present invention, when utilizing waste heat, the fluid having waste heat is heated to a desired temperature level, and then the waste heat is utilized. That is, as described above, heat can be characterized by the amount of heat and the temperature level, but heat that has a low temperature level is limited in the places where it can be used and is often discarded without being used. Therefore, in the present invention, the step of heating the fluid having waste heat to raise the temperature to a desired temperature level is used.
昇温のための加熱源としては、水蒸気を用いることができ、つまり水蒸気を加熱源とする熱交換器により行うことが、工業上の実施容易性の観点から好ましい。 As the heating source for raising the temperature, water vapor can be used, that is, it is preferable to carry out with a heat exchanger using water vapor as the heating source from the viewpoint of industrial ease of implementation.
かくして、所望の温度レベルにまで昇温された廃熱は、該温度レベルと熱量にマッチする熱の需要箇所へ導かれて加熱源として利用される。利用する方法としては、熱交換器により行うのが一般である。需要箇所としては、加熱後の廃熱の温度より３０℃程度低い熱源を要する箇所が、熱交換のために必要な設備の大きさ等の観点から好ましい。需要箇所としては、たとえば蒸留塔のリボイラーをあげることができる。 Thus, the waste heat that has been heated to a desired temperature level is led to a heat demand point that matches the temperature level and the amount of heat and used as a heating source. As a method of use, it is common to use a heat exchanger. As the demand point, a point requiring a heat source lower by about 30 ° C. than the temperature of the waste heat after heating is preferable from the viewpoint of the size of equipment necessary for heat exchange. An example of the demand point is a reboiler of a distillation column.
本発明においては、廃熱を加熱するための熱源の廃熱への供給量を最小化するために該昇温された廃熱を利用して他の非加熱流体を加熱するシステムの制約条件である流体の合計流量、合計流量調節弁開度、流体の差圧調節弁開度、流体温度、該昇温された廃熱を有する流体を熱媒とする熱交換器の熱媒流量とその流量調節弁開度の測定値を入力値として算出される出力値により廃熱を加熱するための熱源の廃熱への供給量を制御する。このことにより、全システムの熱効率を一層高めることができる。 In the present invention, in order to minimize the supply amount of the heat source for heating the waste heat to the waste heat, the restriction condition of the system for heating the other non-heated fluid using the raised waste heat is used. The total flow rate of a fluid, the total flow rate control valve opening, the fluid differential pressure control valve opening, the fluid temperature, the heat medium flow rate and the flow rate of the heat exchanger that uses the heated waste fluid as a heat medium The supply amount to the waste heat of the heat source for heating the waste heat is controlled by an output value calculated using the measured value of the control valve opening as an input value. This can further increase the thermal efficiency of the entire system.
以下、本発明を実施例により説明する。
実施例１
図１に示すフローを用いた。エチレンプラントのクエンチウォータータワーで発生する熱水では、蒸留塔内で加熱される液の温度との温度差が足りず、必要とする熱量に対して利用可能な熱量が不足するため、蒸留塔のリボイラー（熱交換器）熱源として利用できるよう熱水（温度７７℃）を水蒸気を加熱源とする熱交換器で温度８２℃に昇温することで一定温度での熱水供給あるいは、蒸留塔内で加熱される液の温度変動に連動した温度での安定供給が可能となったが、クエンチウォータータワーで発生する熱水の温度は、エチレンプラントの負荷により変化しており、また、当該蒸留塔は、海水により冷却しているため、季節要因により運転圧力が変動し、リボイラーの熱負荷量が変わることで熱水の制約条件にかかり、制約条件から回避するために熱水を加熱する熱交換器の出口温度を８２℃から昇温する調整と熱水の制約条件から回避した後は熱交換器の出口温度を８２℃まで降温する調整が必要である。この調整を自動的に行なうことで熱交換器の加熱水蒸気量を最小化することができた。
Hereinafter, the present invention will be described by way of examples.
Example 1
The flow shown in FIG. 1 was used. In the hot water generated in the quench water tower of an ethylene plant, there is not enough temperature difference from the temperature of the liquid heated in the distillation tower, and the amount of heat available for the required heat quantity is insufficient. Supplying hot water at a constant temperature by heating the hot water (temperature 77 ° C) to 82 ° C with a heat exchanger using steam as a heating source so that it can be used as a reboiler (heat exchanger) heat source However, the temperature of hot water generated in the quench water tower varies depending on the load of the ethylene plant, and the distillation tower Because it is cooled by seawater, the operating pressure fluctuates due to seasonal factors, and the heat load of the reboiler changes, so it is subject to the hot water constraint, and the hot water is heated to avoid the constraint After avoiding the adjustment and hydrothermal constraints for raising the outlet temperature of the exchanger from 82 ° C. is required adjustments to lowering the outlet temperature of the heat exchanger to 82 ° C.. By performing this adjustment automatically, the amount of steam heated by the heat exchanger could be minimized.
１ クエンチウォータータワー
２ リボイラー
３ 蒸留塔
４ 熱水加熱用熱交換器
５ａ 制御演算部
５ｂ 流体の合計流量計
５ｃ 合計流量調節弁
５ｄ 流体温度計
５ｅ 流体の差圧調節弁
５ｆ 熱媒流量調節弁
５ｇ 熱媒流量調節弁
５ｈ リボイラー熱媒流量計
５ｊ リボイラー熱媒流量調節弁
５ｋ 熱水加熱用熱水蒸気流量調節計
５ｍ 熱水加熱用熱交換器出口熱水温度調節計DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Quench water tower 2 Reboiler 3 Distillation tower 4 Heat exchanger for hot water heating 5a Control calculating part 5b Total flow meter of fluid 5c Total
Claims (7)
Translated fromJapaneseThe system of claim 3, wherein the fluid having waste heat is hot water used in a quench water tower of an ethylene plant.
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|---|---|---|---|---|
| JP2018535278A (en)* | 2015-08-24 | 2018-11-29 | サウジ アラビアン オイル カンパニー | Recovery and reuse of waste energy in industrial facilities |
| US10961873B2 (en) | 2015-08-24 | 2021-03-30 | Saudi Arabian Oil Company | Power generation from waste energy in industrial facilities |
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- 2005-09-21JPJP2005273386Apatent/JP2007083137A/enactivePending
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| JP2018535279A (en)* | 2015-08-24 | 2018-11-29 | サウジ アラビアン オイル カンパニー | Recovery and reuse of waste energy in industrial facilities |
| JP2018536035A (en)* | 2015-08-24 | 2018-12-06 | サウジ アラビアン オイル カンパニー | Recovery and reuse of waste energy in industrial facilities |
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