图1 卡尔斯鲁厄市市长Heinz Fenrich先生（中）、Miro炼油厂负责人Hans-gerd Löhr博士（右）和市政工程公司的技术负责人Karl Roth博士在West供热站项目的奠基仪式上

炼油厂是一个真正的耗能大户，因此，炼油企业一直都在尝试不同的解决方案，以便节约能源，提高能源的利用率。而一种完美的解决方案既能做到降低精炼厂制冷能量的需求，又能利用炼油厂产生的余热为周边城市区域供暖。

在瑞士和挪威等欧洲国家共拥有100余家炼油厂，它们消耗的能源占整个欧洲总能源消耗的42%，生产出来的燃料占整个欧洲交通运输所需燃料的95%。高度集成化的生产设备利用大量的原材料生产出了大量的石油产品。生产过程会消耗大量的能源和水（生产过程用水和冷却用水）。由于炼油企业中的能源费用占到整个企业运营成本费用的一半，因此降低能源消耗，提高能源利用率直接关系到企业的总成本。

Miro炼油厂位于德国卡尔斯鲁厄市Oberrhein地区，该炼油厂找到了提高能源利用率的途径，即在炼油厂外利用炼油过程中冷却所产生的余热。2007年，Miro公司与卡尔斯鲁厄市供暖部门开始合作，将炼油过程中产生的余热提供给市区采暖供暖网络。到2010年，整个卡尔斯鲁厄市都利用Miro炼油厂的余热进行采暖。在精炼厂的周围耸立起了一个个高度现代化的板式换热器，把炼油过程产生的余热收集起来，经5km长的管道输送到市政公用的West供热厂，从供热厂把热能输送到卡尔斯鲁厄市的每家每户。高达40MW的热能可以保证几千家居民的家庭采暖，大大地提高了相关供暖区域的生态平衡。

全套的技术方案

工程技术服务公司Triplan为Miro炼油厂设计了全套的技术方案，基础方案由技术咨询公司Arcadis提供，Basic工程技术公司在流程工艺技术方面给予了大力的支持和帮助。在2008年Basic工程技术公司所制定方案的基础上Triplan公司获得了后续订单，订单内容为第一期的全部工程，包括设备制造、安装和Miro炼油厂区的钢结构设计。主要的任务包括热交换器的选择和设计，以便把炼油过程中产生的余热收集起来，并输送到卡尔斯鲁厄市。这一工程截至2010年3月，设计工时为12000h。

图2 余热与集中供暖网络的耦合

样板工程

不管从环保的角度，还是从经济的角度考虑，把炼油过程中产生的余热输送到供热站具有非常重要的意义。一方面，精炼厂通过余热的利用，使能源利用率提高3%；另一方面，这一举措使得卡尔斯鲁厄市的采暖不受能源价格的影响。在节约能源的同时每天可以减少65000t的二氧化碳排放。这一项目的确可以作为其他炼油厂的样板工程。

卡尔斯沃市的23000多户居民和1200余处公共建筑设施和企业都得到了供热站提供的热能，所有的能源来自4个方面，即一个大型热电厂汽轮机的冷凝水余热，一个热电站的背压涡轮机和两个热电站的热水锅炉。

Miro炼油厂长期以来产生大量的余热，因此West供热站利用的余热能够代替很大一部分靠电力产生的热，从而节约了大量的电能。在不久的将来，所有的新建居民区也将利用Miro炼油厂的余热供暖。

Miro炼油厂利用余热为周边供暖的项目是值得仿效的，区域性的集中供热是一种能效很高的供热方式，减少了二氧化碳的排放，符合当前提高能效的要求。目前，在德国只有14%的家庭享受着集中供热的服务，说明这里还有巨大的节能潜力可以挖掘。工业企业中的余热供应商需要选择一个好的的余热回收利用方案，选择一个专业知识和现场经验丰富的合作伙伴，以保证在利用余热的同时不影响产品的生产。

第一期工程的主要数据

热功率：40MW（满足大约80000户家庭的采暖需要）

建筑工期：2008~2010年

总投资额：约3千万欧元

供热基数：每年约300000MWh（相当于整个卡尔斯沃市集中供暖总量的1/3）

输送管道直径：从Miro炼油厂到West供热站的输送管道的公称直径为DN600

工程保温隔热管（很好的保温隔热性能）

压力等级PN 16（至130℃）

热循环：始流温度为120℃，回流温度为70℃

“炼油厂每天24h能够提供大量的余热”

Triplan工程技术服务公司的主要任务是充分利用炼油过程产生的余热，同时又不能影响正常的炼油。如何完成这一任务？本刊记者采访了卡尔斯鲁厄市Triplan公司负责人Ralf Gast先生。

图3 “即使是非常了解集中供暖的人也不一定是最佳的工程项目合作伙伴。这些合作伙伴更需要理解流程工艺和掌握专业的知识。”
——Ralf Gast，Triplan公司

PROCESS：您在卡尔斯沃市Miro炼油厂项目中的具体任务是什么？

Ralf Gast：2007年10月，我们接到了Basic工程技术公司设计的基础方案。随后我们得到了按照这一方案展开设计施工的合同。里面包括了全套的具体设计，例如零部件设计制造、组装、安装等。集中供暖网络和与West供热站的接口设计、施工由市政工程公司负责。在这一项目中，我们的重点任务是解决与Miro炼油厂接口连接的问题，实现充分的利用精炼厂的余热的同时又不影响精炼厂的正常生产。我们与Miro炼油的工程技术人员进行了交流，清楚地知道从哪里获取余热，如何不影响精炼厂的生产。我们最后决定利用8个换热器获取余热。与批次生产的化工企业，或者产品有所变化的化工企业相比较，炼油企业的生产相对稳定，他们每天24h所提供的余热量相同。我们没有对炼油厂现有的冷却系统做任何改动，主要是以了避免意外故障的发生，影响炼油厂的正常生产。

PROCESS：在整个项目中你们的优势是什么？

Ralf Gast：我们不擅长集中供热、集中采暖，但我们拥有丰富的炼油相关的专业知识。在卡尔斯鲁厄中心的职工长期与石油精炼和石油化工打交道，积累了丰富的专业知识和经验，掌握了核心设备的所有知识。

PROCESS：这些换热器有什么特殊之处？

Ralf Gast：这些换热器是特殊的专用换热器，它们与卡尔斯鲁厄市的供热设备相互匹配，由Miro炼油厂选定。

Miro炼油厂在选择换热器时以最大程度的交换热量为原则，同时考虑安全可靠性。换热器中的每一个换热片都必须有一个合适的密封，否则就会泄漏，50片换热片就要有50个密封，也就存在着50个潜在的泄漏点，而管式换热器只有一个密封。由于要考虑炼油厂的要求，必须遵守水资源保护法，因此这种换热器的安全可靠性非常重要。在这一项目中使用的换热器中的各片组件都是以焊接的方式连接，最后组装在一个封闭的壳体中，最后再用特殊的管道弯头连接起来。这种特殊设计、制造的板式换热器结构比管式换热器还要紧凑。

PROCESS：这一项目带来的效益如何？

Ralf Gast：炼油厂从保护环境、可持续发展和节约费用等方面获得了一定的效益。项目的实施把长期以来一直没有利用起来的余热变成了有价值的东西，并利用起来。卡尔斯沃市也从余热利用中获利，他们向居民提供了更加经济实惠的热能，节约了能源，并减少了二氧化碳的排放。从卡尔斯鲁厄市的角度来考虑，这一项目除了有利于环境保护之外，也加巩固了自己作为炼油基地的位置。