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摘要：通过燃气轮机与乙烯裂解炉集成技术的研究分析，探讨在我国现有经济条件下，应用此技术的节能效果及经济性。

关键词：燃气轮机乙烯裂解炉集成节能经济性

一、前言

目前，我国工业总体上尚未摆脱高投入、高消耗、高排放的发展模式，资源能源消耗量大，生态环境问题比较突出，形势依然十分严峻，迫切需要加快构建科技含量高、资源消耗低、环境污染少的绿色制造体系。今后五年是落实制造强国战略的关键时期，是实现工业绿色发展的攻坚阶段。以蒸汽裂解为主流技术的乙烯装置作为能源和石油资源消耗的大户也面临着巨大挑战，“节能、降耗、减排”将成为今后乙烯装置绿色发展的重要课题。99年月，ABBLummus公司与大阪石化在美国《石油与天然气杂志》（OilGasJournal）上，联合公开发表了有关燃气轮机与裂解炉集成技术（英文：GasTurbineIntegrationwithsteamcracker，以下简称GTI技术）的论文。此后该技术逐渐被世人所熟知，并在韩国、日本、印度尼西亚、巴西等国家获得商业化应用，并取得了不错的经济效益。燃气轮机与裂解炉集成技术也作为推广技术列入了我国《工业节能“十二五”规划》，但目前国内还没有应用此技术的乙烯装置。笔者以某工程项目为平台，探讨分析了在我国现有经济条件下，应用此技术的节能效果及经济性。

二、燃气轮机与乙烯裂解炉集成技术

在常规的乙烯裂解炉设计中，烧嘴的助燃气体就是环境空气。裂解炉在0%的过剩空气条件下工作，燃烧后的烟气中含有%氧气，裂解炉的热效率通常在93~94%。锅炉给水通过裂解炉的对流段回收烟气余热，并发生超高压蒸汽（.5MPa(G)，55℃），用于驱动“三机”透平。裂解炉简图如图所示。

常规的燃机发电是用天然气或者其它燃料气与压缩空气在燃烧室里混合后燃烧，燃烧后的高温气体经膨胀透平膨胀做功，膨胀透平驱动发电机把机械能转换成电力输出。膨胀透平排出的尾气一般设置废热锅炉回收余热后排入大气。燃机发电简图如图所示。

由于燃机透平的尾气温度高达~℃，并含富氧3~5%，这样就可以用这股“热气体”作为裂解炉的部分热源，替代部分燃料和助燃的“冷气体”（环境空气），从而节省燃料消耗，降低乙烯能耗。燃气轮机与乙烯裂解炉集成后，为了平衡氧气的需求，需要配备一台调整风机补充少量空气，补充量大约是燃机透平尾气量的0%。燃气轮机与裂解炉集成技术简图见图3。

三、节能效果及经济性分析3.经济性分析

笔者以某00万吨/年乙烯工程项目为平台，对应用GTI技术进行了研究。研究分为“无GTI”和“有GTI”两种工况。其中“无GTI”工况即常规乙烯装置工况，“有GTI”工况即在常规乙烯装置工况的基础上，增加燃气轮机发电与乙烯裂解炉技术集成，燃气轮机所消耗的燃料即为乙烯装置副产的燃料气。除了燃料气外，GTI技术集成对乙烯原料及产品都没有影响。两种工况的原料及产品对比详见表。

表原料及产品对比表单位：万吨/年

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