山西金兰化工局部生产图。
资料图
8.83兆帕、535摄氏度——这是从外部引入企业的高温高压蒸汽参数，本该是“宝贝”。
3.8兆帕、435摄氏度——这是企业生产实际需要的蒸汽参数，低了不止一档。
在潞安化工太原化工新材料公司（以下简称“太化新材料公司”），这股蒸汽转换过程中富余的巨大能量，以往全都在减温减压环节白白损耗。如今，随着余热发电二期项目正式并网发电，这套背压式汽轮机组让蒸汽实现“先发电、后供产”连轴利用，同一股蒸汽创造双重效益，每小时平均发电5000千瓦时，年发电量可达4000万千瓦时以上。从“单向耗能”转为“循环用能”，一吨蒸汽的旅程变长了，企业的能耗账单变短了。
走进太化新材料公司园区，纵横交错的蒸汽管道如同血脉般贯通各个生产装置。长期以来，这些管道里流淌的高温高压过热蒸汽，相当一部分依赖外部企业引入。压力8.83兆帕、温度535摄氏度——这样的高品位能源，却无法直接适配园区内部中压蒸汽管网，必须经过减温减压站“削足适履”，将压力和温度降至符合生产要求的标准后，才能供给各装置使用。
“就像把高压锅里的蒸汽直接放掉，再接一口普通蒸锅重新烧。”公司发展规划部部长李响站在减温减压站旁，听着阀门处嘶嘶的泄压声，打了个比方，“以前高温高压蒸汽蕴含的大量高品位热能，在减温减压过程中白白损耗，只能眼睁睁看着它‘贬值’。”
太化新材料公司是山西省重要的煤化工新材料生产基地，园区以合成氨为核心装置，延伸生产己内酰胺、尼龙6等化工新材料产品。合成氨生产需要大量蒸汽驱动压缩机、提供反应热，园区每年外购蒸汽不是个小数目。但买来的蒸汽“太猛”，不能直接进管网，必须降压降温，高品位热能白白跑掉。
这种能源利用方式造成的浪费让人心疼。据测算，园区每年因减温减压损耗的热能，相当于多烧数千吨标准煤。而在政策层面，压力同样紧迫。2024年11月，省政府办公厅印发《山西省加快构建碳排放双控制度体系实施方案》，明确提出建立行业领域碳排放监测预警机制，对碳排放增长较快的行业领域进行预警。同年，《山西省能源领域2024—2025年节能降碳行动计划》印发，将“单位地区生产总值能耗较2020年降低14.5%”作为约束性指标，要求各地推动实现区域能源及余能“吃干净”。
李响表达，随着能耗双控逐步向碳排放双控转变，传统用能模式已成为制约企业发展的“紧箍咒”。破解这一困局，不是“想不想”的问题，而是“必须做”的抉择。
背压式汽轮机技术在钢铁行业已有应用，但在化工园区推广却面临独特难题：化工生产用汽随装置开停波动大，排汽参数必须精确匹配下游管网，稍有偏差就会影响装置运行；加之旧厂房空间局促、新旧管道接口工艺复杂，企业在省内找不到可照搬的现成经验。
转机来自去年4月——余热发电一期项目利用冷凝液闪蒸汽“小试牛刀”，每小时发电1700千瓦时，每日发电约4万千瓦时，每天降低外购电成本约2万元。更关键的是，一期项目将排出的蒸汽冷凝液全部送回园区水系统管网循环利用，真正将闪蒸汽“吃干榨尽”。
一期项目的稳定运行使企业积累了运行数据和调控经验，才有了动主蒸汽的心思。2025年7月，二期项目正式启动筹备。
李响介绍，团队选定园区原有合成氨压缩机房作为项目选址，充分利用原有蒸汽管道、循环水管道、线缆、配电柜等基础设施，经过必要的改造升级后投入使用。这一“少拆改、多复用”的原则，让项目既减少了固定资产投入，又避免了资源浪费。
技术路线的选择是核心。传统余热发电项目，蒸汽做功发电后往往直接排放或低效利用。而太化新材料公司采用的背压式技术，实现了“一鱼两吃”——高温高压过热蒸汽进入汽轮机做功发电后，压力降至3.8兆帕、温度降至435摄氏度，恰好转化为符合园区生产需求的中压过热蒸汽，平稳并入管网继续为下游装置供能。所产生的电能直接并入锅炉10千伏变电所供电网络，优先供给园区内锅炉及相关生产辅助用电设备使用，实现电能的就地消化与高效利用。
“这不是简单的废物利用，而是能源品位的精准匹配。”项目技术负责人解释，这一设计也完全契合近期出台的《山西省加快能源绿色低碳转型发展实施方案》中推广工业余热余能利用等通用节能降碳技术的要求。
数月攻坚，一朝并网。在今年年初并网发电的那一刻，公司智控中心屏幕上的数据开始跳动，每小时平均发电量5000千瓦时，年发电量预计可达4000万千瓦时以上……加上去年投产的一期项目，两期合计年发电量突破5000万千瓦时，节约标准煤约1.2万吨，减排二氧化碳约3万吨。
山西作为能源大省，近年来始终把节约优先放在降碳减排重要位置，不断健全完善能耗双控法规政策体系。太化新材料公司通过背压式汽轮机组实现蒸汽梯级利用，不仅回收了高品位热能，还保证了下游用汽需求，实现了“以热定电、热电联产”的良性循环，为同行业企业提供了可借鉴、可复制的实践经验。
姚毅 高劲鹏