Введение
В процессе производства в коксохимической отрасли на стадии охлаждения коксового газа выделяется значительное количество отходящего тепла. В традиционных технологических схемах эта тепловая энергия обычно отводится непосредственно с помощью охлаждающей воды, что приводит как к её потере, так и к загрязнению окружающей среды. На одном из коксохимических предприятий была инновационно внедрена технология пластинчатых теплообменников, позволившая успешно преобразовать отходящее тепло аммиачных струй в источник теплоснабжения для бытовых нужд. Это не только существенно снижает энергопотребление, но и приносит заметные экономические и экологические выгоды. В настоящей статье анализируются лежащие в основе технические принципы и результаты их практического применения, что предоставляет важные рекомендации для эффективного утилизации промышленного отходящего тепла.

I. Технологическая схема утилизации отходящего тепла коксового газа
Система утилизации отработанного тепла завода построена на основе пластинчатого теплообменника; схема технологического процесса приведена на рисунке ниже:

1. Циркуляция аммиак‑воды при высокой температуре: после охлаждения коксового газа распылением аммиак‑воды, горячая аммиачная вода последовательно проходит через газожидкостный сепаратор и осветлитель, затем под давлением насоса циркуляции аммиак‑воды подаётся в пластинчатый теплообменник.

2. Теплообмен: В пластинчатом теплообменнике отходящее тепло аммиак‑водяной смеси передаётся воде вторичного отопительного контура, повышая её температуру с 60 °C до примерно 80 °C.

3. Отопительное применение: Подогретая циркулирующая вода подаётся насосом утилизации отходящего тепла в систему бытового отопления, обеспечивая тепло на площади 80 000 м² по всей территории предприятия и удовлетворяя тепловые потребности всех потребителей.

Технические особенности: Система была модернизирована с установкой семи пластинчатых теплообменников BRS35, каждый из которых обладает площадью теплообмена 30 м². Благодаря модульной конструкции система гибко реагирует на колебания тепловых нагрузок, что повышает её энергоэффективность.

II. Основные преимущества пластинчатых теплообменников
По сравнению с традиционными теплообменниками с плавающей головкой пластинчатые теплообменники обладают рядом преимуществ при утилизации отходящего тепла:

Высокая эффективность теплообмена: Рифлёная конструкция пластин существенно увеличивает площадь поверхности теплообмена, повышая тепловую эффективность более чем на 30%.

Компактность и энергоэффективность: небольшой габаритный размер и лёгкий вес позволяют сэкономить место при монтаже и снизить расход охлаждающей воды (экономия воды — до 7,6%).

Гибкое управление: поддерживает параллельную работу нескольких агрегатов, что позволяет увеличивать или уменьшать количество устройств в соответствии с потребностью в отоплении, что делает систему особенно подходящей для регулирования пиковых нагрузок.

III. Анализ энергосбережения и экономической эффективности
Реализация данного проекта принесла значительные преимущества коксовому заводу:

1. Показатели энергосбережения:

Каждый отопительный сезон позволяет сэкономить 2 200 тонн условного топлива и сократить выбросы углерода примерно на 5 500 тонн.

Коэффициент утилизации отходящего тепла коксового газа превышает 42%, при этом ежегодно утилизируется более 2,6 × 10^8 кДж тепловой энергии.

2. Экономические выгоды:

Инвестиции в инфраструктуру окупаются всего за 3,5 года, а долгосрочные эксплуатационные расходы снижаются более чем на 20%.

Отопительная система работает стабильно, снижая зависимость от внешних источников тепла и обеспечивая ежегодную экономию в размере нескольких миллионов юаней.

IV. Отраслевые инсайты и перспективы развития
Под влиянием национальной стратегии «двойного углеродного нейтрализма» утилизация промышленного отработанного тепла превратилась в одно из ключевых направлений энергосбережения и снижения потребления энергии. Данный пример показывает, что пластинчатые теплообменники, обладая высокой эффективностью и экономичностью, являются важнейшей технологией, обеспечивающей экологическую трансформацию таких энергоёмких отраслей, как коксохимическая и металлургическая. В перспективе интеграция интеллектуальных систем управления — таких как мониторинг на основе интернета вещей и автоматические терморегулирующие клапаны — позволит ещё более оптимизировать использование отработанного тепла и способствовать продвижению этих отраслей к достижению целей по переходу к нулевым выбросам углерода.

Заключение
Утилизация отходящего тепла коксового газа — это не только технологический прорыв, но и важнейшая практика, позволяющая предприятиям продвигать устойчивое развитие. Благодаря тщательному инженерному проектированию, выбору высокоэффективного оборудования и совершенствованию операционного управления промышленное отходящее тепло может быть в полной мере использовано в качестве источника централизованного теплоснабжения, принося как экологические, так и экономические выгоды.