Охлаждение химического производства и полимеров — схемы и объекты

Химическое и полимерное производство охлаждают в два уровня. Оборотная вода с градирни (25–30 °C летом) снимает тепло с компрессоров, станков, термопластавтоматов и большинства теплообменников. Там, где процессу нужна вода 6–12 °C, ставят чиллер или абсорбционную машину (АБХМ). На заводах с бросовым паром второй вариант выгоднее: на нефтехимическом заводе в Башкортостане паровая АБХМ Thermax на 1640 кВт заменила парокомпрессионную машину и делает холод из пара, который раньше уходил впустую.

Что охлаждают на химических и полимерных заводах?

Ниже — восемь наших химических и полимерных заводов в России, Беларуси и Казахстане. По этим проектам видно, какие потребители встречаются чаще всего.

Когда хватает градирни, а когда нужен чиллер?

Открытая градирня охлаждает воду испарением, и ниже температуры мокрого термометра она воду не охладит. Летом оборотная вода приходит к потребителям с температурой 25–30 °C. Компрессорам, станкам, термопластавтоматам и многим теплообменникам этого хватает, и тогда градирня — самая дешёвая схема: электроэнергия тратится только на насосы и вентиляторы.

Если процессу нужна вода 6–12 °C круглый год, нужна холодильная машина. Электрический чиллер подходит, когда нет дешёвого тепла. Так мы сделали на Рошальском заводе пластификаторов: производство фталевого ангидрида охлаждают два чиллера NCT NWRA — подробнее в новости об отгрузке. Если же на заводе есть бросовый пар или горячая вода, холод дешевле получать из них.

Почему летом градирни не хватает для лёгких фракций на нефтехимических установках, мы разобрали на странице «Нефтехимия». Как выбрать между градирней, закрытым контуром и драйкулером для компрессоров — в статье «Охлаждение компрессоров на заводе».

Как химзавод получает холод из бросового пара?

На многих химических заводах есть пар, которому не находится применения: от технологии, котельной или утилизации. Абсорбционная машина работает на этом паре вместо электричества. Одноступенчатая машина даёт около 0,7 кВт холода на 1 кВт тепла, двухступенчатая на паре 4–9 бар — 1,30–1,45, почти вдвое больше холода с той же тонны пара.

Нефтехимический завод в Благовещенске (Республика Башкортостан). Холод для технологического процесса давала парокомпрессионная машина Trane. Мы спроектировали систему и поставили паровую АБХМ Thermax SS 40A-CU на 1640 кВт. Она охлаждает воду с 12 до 6 °C и работает на бросовом паре, поэтому проект быстро окупается. Машину привезли в декабре 2012 года в сильный мороз: деминерализованную воду, которая служит в АБХМ хладагентом, поставляют отдельно, и перевозка зимой ей не опасна. Подробнее — в описании объекта.

«Уралхимпласт» в Нижнем Тагиле выпускает продукцию для металлургии. Для промышленного кондиционирования и охлаждения синтетических смол мы поставили паровую АБХМ Thermax 2B 3M C на 1250 кВт. Она работает на паре котельной, который раньше не использовали. Договор подписали в октябре 2014 года, в июне 2015 года машину запустили — об этом в описании объекта «Уралхимпласт». Как посчитать такую схему для своего завода, рассказываем в разделе «Утилизация тепла».

Как защитить градирню от агрессивной среды?

Воздух вокруг химического производства часто содержит пары и пыль, которые разъедают обычную оцинкованную сталь. Поэтому для химзаводов мы предлагаем коррозионностойкое исполнение. Для «СветлогорскХимволокна» в Беларуси сделали четырёхсекционную противоточную градирню NCT VR1S с каркасом и обшивкой из нержавеющей стали. Она охлаждает воздушные компрессоры, в комплекте — подогрев, лестницы и площадки, щит с частотным регулированием и ModBus для связи с заводской системой. Градирни NCT выиграли тендер, а в 2021 году заказчик рекомендовал нас как надёжного производителя — подробнее в описании объекта.

Второе требование — чистота оборотной воды. На Шахтинском полиэфирном заводе, первом в России производстве полиэфирного волокна для лёгкой промышленности мощностью 200 тонн в сутки, мы разработали индивидуальный проект хладоцентра. Кроме градирни SVA в него вошли система химводоподготовки NCT W2C, фильтр, сборный бак и насосная группа PU-620/45 — об этом в новости о проекте.

Какую градирню выбрать для термопластавтоматов и экструзии?

Для литья пластмасс и экструзии плёнки обычно хватает оборотной воды с градирни, а вопрос в том, открытый нужен контур или закрытый. Закрытая градирня держит воду чистой, но стоит дороже. Открытая дешевле и проще, но требует водоподготовки.

Костромской завод пластмасс собирался ставить закрытые градирни другого производителя на 14 термопластавтоматов. Наши инженеры посмотрели на нагрузку и предложили открытую градирню NCT VR0 — она лучше подошла производству и уложилась в бюджет заказчика. Завод прислал отзыв, что градирня держит расчётную температуру, — подробнее в новости с отзывом.

Для «Техполимера», который выпускает геосинтетику, мы подобрали градирню NCT SVA на новую линию производства плёнки и поставили её за неделю.

Как мы ведём проект охлаждения для химзавода?

1. Обследуем объект. Выясняем, какие потребители, какие температуры нужны, есть ли бросовый пар или горячая вода.
2. Проектируем хладоцентр. Считаем тепловую нагрузку, гидравлику, водоподготовку и автоматику, подбираем исполнение под среду.
3. Изготавливаем оборудование. Градирни, насосные группы и щиты управления NCT делаем на своём заводе в Сертолово (Ленинградская область), АБХМ поставляем от Thermax.
4. Монтируем и запускаем. Проводим шеф-монтаж и пусконаладку, как на нефтехимическом заводе в Башкортостане, «Уралхимпласте» и в Шымкенте.
5. Обслуживаем. После запуска систему ведёт наша сервисная служба.

Проектные работы выполняет наш проектный центр.

Частые вопросы