【正文】 ) 尿素系統(tǒng)的蒸汽耗、氨耗還有進(jìn)一步下降的空間。 隨著國家對環(huán)保的要求越來越高，提高資源的循環(huán)利用率關(guān)系到企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，公司原有合成氨裝置及尿素裝置已經(jīng)不能滿足新形 式下節(jié)能減排的要求。 本項目綜合節(jié)能技術(shù)改造方案 ﹡﹡﹡﹡﹡﹡ 有限公司擬采用半水煤氣顯熱回收、蒸汽差壓能量回收、煤棒系統(tǒng)節(jié)能改造、鍋爐冷渣器改造、高壓洗滌液能量回收、 節(jié)能型塔內(nèi)件改造 、氫回收改造、 無動力氨回收改造、高效蒸發(fā)式冷凝器改造、溴化鋰制冷機(jī)組、尿素汽耗、氨耗節(jié)能改造、電機(jī)變頻及無功補(bǔ)償技術(shù)等改造措施進(jìn)行合成氨、尿素綜合節(jié)能改造的項目建設(shè)。 因此，本項目擬 增加半水煤氣顯熱回收裝置， 使從造氣爐出來的高溫半水煤氣和從熱軟水崗位來的高溫?zé)崴M(jìn)行傳熱，副產(chǎn)蒸汽供造氣生產(chǎn)使用，同時降低煤氣溫度，回收熱量，減少所需冷卻水量的動力消耗。 顯熱回收器 汽 包軟水崗位來熱水進(jìn)口水封近路水封蒸汽送使用崗位煤氣總管 連通閥 去氣柜塔氣洗 循環(huán)水來水循環(huán)水回水出口水封 圖 31 半水煤氣顯熱回收工藝流程方框圖 副產(chǎn)蒸汽量計算： (1) 已知： ① 半水煤氣產(chǎn)生量： 58300 Nm3/h，造氣爐出口半水煤氣溫度在 270℃ ， 顯熱回收裝置出口半水煤氣溫度在 145℃ ,半水煤氣成份： CO： %， CO2： %， H2： %，N2： %， CH4 %， O2： %， H2S 。 ③ 查表得： Cpco＝ (kg178。℃ )1 CpH2＝ (kg178?！?)1 CpCH4＝ (kg178。℃ )1 CpH4S＝ (kg178。 %179。 %179。 %179。 %179。 %179。 %179。 179。 kcal/(kg178。（ 270145）℃＝② CO2 的熱量： 179?！?)1179。 kcal/(kg178。（ 270145）℃＝④ N2 的熱量： 179?！?)1179。 (kg178。（ 270145）℃＝⑥ O2 的 熱量 ： 179?！?)1 179。 (kg178。（ 270145）℃＝ 半水煤氣溫度由 270℃降至 145℃時釋放的熱量： + + + + + + ＝ (4) 顯熱回收裝置副產(chǎn)蒸汽量： kcal/h179。 () kcal/kg179。 顯熱回收裝置 每 年副產(chǎn)蒸汽量： 179。350d ＝ 22680t。根據(jù)當(dāng)陽華強(qiáng)、山東德州恒升等公司的實際經(jīng)驗， 本工程擬 保持原蒸汽流程不變， 以 現(xiàn)三氣鍋爐 產(chǎn)生的、 430℃ 蒸汽 為汽源，根據(jù)熱功聯(lián)產(chǎn)節(jié)能技術(shù)原理， 利用汽輪機(jī) 驅(qū)動公司現(xiàn)有 5＃ 造氣鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)（電機(jī)型號： Y4002355）。從中壓汽輪機(jī)出來的蒸汽進(jìn)入 2造氣鼓風(fēng)機(jī)（額定功率 355KW）的低壓特種汽輪機(jī)，通過蒸汽壓降低壓汽輪機(jī)可輸出功率為 350KW 左右，從低壓汽輪機(jī)出來蒸汽壓力降至 ，溫度為 250℃ 左右，送造氣使用。 原減溫減壓流程作為備用線路，中、低壓汽輪機(jī)發(fā)生故障時，可啟用備用線路，不影響生產(chǎn)。24h179。 表 36 蒸汽差壓能量回收改造主要新增設(shè)備表 序號 名稱 規(guī)格型號 單位 數(shù)量 備注 1 汽輪機(jī) 300KW，中壓 臺 1臺 2 汽輪機(jī) 350KW，低壓 臺 1臺 煤棒系統(tǒng)節(jié)能改造 現(xiàn)煤棒系統(tǒng)的煤機(jī)為 MBJ30 型小棒機(jī)， 效率低，故障率高， 電耗高 ，出棒率低；同時 煤棒無烘干系統(tǒng)，入爐煤棒水分高達(dá) 10%，原煤水分高，增加了熱能消耗。 成型后的煤棒由皮帶輸送到爐頂，由布料裝置均勻分布到爐頂全截面，煤棒在其運(yùn)行軌道上一邊靠重力緩慢下移，一邊與強(qiáng)風(fēng)進(jìn)行熱交換，煤棒蒸發(fā)出的水分隨強(qiáng)風(fēng)帶走，煤棒經(jīng)兩小時左右的蒸發(fā)過程達(dá)到充分干燥。按 13臺開機(jī)容量（棒機(jī)功率 90kW， 單軸攪拌機(jī) 3臺功率 ），每年按 350天，全年耗電量為：（ 90179。3 ） 179。350 ＝ 萬 kWh；改造后 6臺 煤 棒機(jī) （功率 200kW） 一般情況下開 4臺，備用 2 臺 ， 少開 1臺 單軸攪拌機(jī)（ ）， 開機(jī)容量 為 ： 200179。 2＝811kW，全年耗電量為： 811179。350 ＝ 萬 KWh；新增引風(fēng)機(jī)功率為 75kW，全年耗電量為： 75179。 350＝ 63 萬 kWh。 ② 新增煤棒烘干線 煤棒經(jīng)干燥塔后 , 降低了煤棒中的水分，減少了煤氣爐熱損失，干燥前含水量 10～12%，干燥后含水量 5%以下，減少了吹風(fēng)時間，從而增加了制氣時間；煤棒干燥后入爐，煤棒中水分蒸發(fā)形成多孔結(jié)構(gòu)，有利于與氣化劑接觸，氣化后成渣性好、不易結(jié)塊、結(jié)疤，渣中含炭量低；增加了煤棒的強(qiáng)度，減少了煤棒入爐的爆裂，煤氣爐的帶出物少。造氣爐避免因煤棒水分波動造成 爐況波動。 按 年 產(chǎn)氨 醇 14萬噸 計， 節(jié)約蒸汽： 100kg/ tNH3179。 14179。 103179。 104＝ 4200 噸 節(jié)電：減少一臺 30kW 鼓風(fēng)機(jī)， 30kW179。350= 萬 kWh /年 表 37 煤棒系統(tǒng)節(jié)能改造主要新增設(shè)備表 序號 名稱 規(guī)格型號 單位 數(shù)量 備注 1 煤棒機(jī) MBJ45 臺 6 2 工業(yè)型煤干燥爐 Jx2021Ⅱ 型（立式） 套 1 3 引風(fēng)機(jī) Y473No112D 臺 1 4 皮帶機(jī) B=600 套 1 5 料倉 3179。 臺 3 鍋爐冷渣器改造 ﹡﹡ 公司現(xiàn)有 4 臺燃煤鍋爐（鍋爐參數(shù)見表 38）， 1爐型號為 ， 2爐型號為 ， 3爐型號為 ， 4爐型號為 Ⅱ， 3鍋爐為粉煤爐， 4鍋爐為原料煤，是二類純煙煤的鏈條爐，現(xiàn)階段 4爐為常備爐， 3爐為常運(yùn)行爐，年耗煙煤 萬噸， 所產(chǎn)蒸汽主要供尿素系統(tǒng)及甲醇精餾。 本項目擬 新增三臺 GL08D 冷渣器，回收鍋爐所下渣的熱量， 用以 加熱鍋爐進(jìn)水，降低煙煤消耗。 冷渣器回收熱量計算： ① 已知： 鍋爐排渣量為 噸 /小時，溫度高達(dá) 900℃，經(jīng)冷渣器回收熱量后，出渣溫度可降至 120℃ 以下 ；回收熱量可將常溫下的脫鹽水加熱到 80℃ 以上 。 K），常溫水 （ 25℃ ） 的比熱為 25kcal/kg， 80℃時， 水的熱焓 kcal/kg，冷渣器的熱效率取 60%。 103179。 kJ/（ kg178。 106 kJ/h ③ 冷渣器回收熱量可 加熱的水量： [179。 179。 () kcal/kg179。 24179。 106 kJ/h247。 60%]179。 350247。 103＝ 噸 /年 3. 主要設(shè)備 表 39 鍋爐冷渣器改造主要新增設(shè)備表 序號 名稱 規(guī)格型號 單位 數(shù)量 備注 1 冷渣器 GL08D 臺 3 高壓洗滌液能量回收 合成氨裝置生產(chǎn)過程中 脫碳用碳丙液 工作壓力為 ， 精煉用銅氨液 工作壓力為 13MPa，而 在完成高壓洗滌吸收后進(jìn)行再生的時候， 均 需 減至常壓， 此過程中 存在大量的能量損失。 ① 高壓碳丙液的能量回收 現(xiàn) 脫碳生產(chǎn)采用 流程，由脫碳塔出來的碳丙富液，經(jīng)自調(diào)閥減壓后，到閃蒸槽，閃蒸槽壓力為 以下，脫碳塔和閃蒸槽間存在近 的壓差。渦輪機(jī)與電機(jī)間的連接采用進(jìn)口離合器，當(dāng)渦輪機(jī)有問題或在脫碳泵啟動不需開渦輪機(jī)時，自動與電機(jī)脫開，當(dāng)生產(chǎn)穩(wěn)定時，將渦輪機(jī)投用。根據(jù)實測節(jié)電達(dá) 30%以上。 圖 32 高壓碳丙液的能量回收 流程 ② 高壓銅液的能量回收 差壓泵是專門為化肥企業(yè)（特別是中小氮肥企業(yè)）節(jié)能降耗、降低成本而研制、開發(fā)的新型、專利節(jié)能型產(chǎn)品。它不用電機(jī)驅(qū)動而用銅洗塔下部排出的高壓富液或水洗塔排出的高壓廢水做動力代替三柱塞泵將再生后的貧液或干凈水打到洗滌塔上部，對混合氣進(jìn)行洗滌、凈化。 重慶宜化精煉崗位由三臺3TY27/ 變頻銅泵和兩臺 ZYB27型兩臺差壓泵的組成，通過一年多的運(yùn)行差壓泵在精煉系統(tǒng)有著十分顯著的效果。 2. 差壓泵組成及工作原理 (1) 差壓泵的各部組成及功用： 差壓泵主要由增壓缸、換向器、配流器、高低壓過濾器、高低壓緩沖器、離心泵供液系統(tǒng)和微機(jī)電控箱等幾部分組成 ： 1）增壓缸：兩個立式、平行安裝的液壓缸（立式泵）；或兩個水平、對接安裝的液壓缸（臥式泵），它的主要功能是增壓和打液。 3）配流器：它是用來控制增壓缸上腔貧液的進(jìn)入和排出（充液和打液）。 5）高、低壓緩沖器：它是用來吸收換向時的液壓沖擊，避免換向瞬間壓力沖擊波對銅洗系統(tǒng)的不良影響。它是用來向差壓泵兩增壓缸上腔充富液，并保障活塞的下降速度。 8）故障自動語音報警系統(tǒng)：當(dāng)出現(xiàn)故障時，該系統(tǒng)自動用語音提示出現(xiàn)故障的部位，并用指示燈警示。 兩增壓缸由活塞將其分為上下兩組密封腔，下腔 A 和 C，由換向器控制進(jìn)、排富液；上腔 B 和 D，由配流器控制進(jìn)、排貧液。若換向器控制左缸 A 腔接通高壓富液、右缸 C 腔接通回流塔管路 ：此時左缸活塞向上運(yùn)動， B 腔貧液被壓縮，經(jīng)配流器輸送到銅洗塔上部；與此同時，離心泵供液系統(tǒng)經(jīng)配流器向右缸上腔 D充貧液，右缸活塞向下運(yùn)動，下腔 C的富液被壓縮，經(jīng)換向器、緩沖器排送到回流塔。 當(dāng)右缸運(yùn)行至終點時，電控裝置控制換向，左缸下腔 A接通高壓富液，右缸 C腔接通回流塔管路，實現(xiàn)左缸活塞向上運(yùn)動，向銅洗塔上部輸送貧液，右缸活塞向下運(yùn)動， D 腔充液，并將 C 腔富液排送到回流塔。 差壓泵運(yùn)行中由微機(jī)電控箱自動控制其工作循環(huán)。與其并聯(lián)的小三柱塞泵打液量為 總銅液量的 2025%。如三柱塞泵安裝了變頻系統(tǒng)，可利用變頻控制三柱塞泵的最佳打液量，達(dá)到最佳的節(jié)能效果。 30%179。350 ＝ 萬 kWh/年。24179。 此項目總節(jié)電量： ＋ ＝ 萬 kWh/年 4. 新增設(shè)備 表 310 高壓洗滌液能量回收 主要新增設(shè)備表 序號 名稱 規(guī)格型號 單位 數(shù)量 備注 1 脫碳泵 HD600180179。2 Q=550 m 3/h r=2975r/min 臺 2 3 差壓銅泵 HST15/16 套 1 4 液體輸送泵 IH6040250,N=17kW 臺 2 5 變頻控制柜 50KW、矢量控制恒轉(zhuǎn)矩 ABB變頻器 臺 1 圖 33 差壓泵工作原理圖 節(jié)能型塔內(nèi)件改造 合成反應(yīng)是合成氨生產(chǎn)中 的重要環(huán)節(jié)，在合成塔內(nèi)進(jìn)行。實現(xiàn)上述兩條途徑的關(guān)鍵在于提高氨合成塔反應(yīng)的氨凈值。 傳統(tǒng)尿素合成塔結(jié)構(gòu)，原 料液氨、二氧化碳和返回合成塔的甲銨由塔底三根物料管導(dǎo)人合成塔內(nèi)，由于 NH，和 CO2生成氨基甲酸銨的劇烈反應(yīng)，導(dǎo)致尿塔底部局部過熱；三物料雖經(jīng)過底部旋流板的混合作用，仍然有 CO2未能參加反應(yīng)，物料在合成塔內(nèi)上升及在經(jīng)過每一篩板的過程中，仍在反應(yīng)。塔頂熔融物密度為 1 100 kg/m3，這樣的密度差，導(dǎo)致重的物料不斷下沉，這一運(yùn)動與向上流動的物料流向相反，近似回流狀態(tài)。尿液在塔內(nèi)流動時，因塔壁阻力作用，致使越靠近塔壁流速越慢，越靠近中心軸位置流速越快，這種塔壁效應(yīng)與返混作用相疊加會產(chǎn)生一種縱向的從中心軸往塔壁流動的環(huán)流現(xiàn)象，使部分物料在塔內(nèi)循環(huán)而損失了有效容積，導(dǎo)致 CO2轉(zhuǎn)化率較低，負(fù)荷越高，中心軸與塔壁流速相差越大，相應(yīng)地環(huán)流與返混現(xiàn)象越嚴(yán)重， CO2轉(zhuǎn)化率也就越低。 對 氨合成塔 的改造為 ：采用南京國昌化工科技有限公司的 NC型三軸一徑氨合成塔內(nèi)件，其特點是： ① 塔阻力低，只有同類塔的 30%－ 50%； ② 氨凈值高，與其它塔型相比氨凈值高 1－ 2%； ③ 功耗低，節(jié)能效果明顯，節(jié)能 40－ 80kwh/tNH3； ④ 余熱回收率高，產(chǎn)蒸汽 850－ 1000kg/tNH3。 17m3尿塔的塔盤由 5塊增 加到 13塊， 23m3尿塔的塔盤由 5塊增加到 18塊，轉(zhuǎn)化率由 63%提高到 69%。 工藝流程 本項目 更新改造設(shè)備，流程無變化。10 4kcal/t Ur，降低蒸汽消耗 50kg/tUr。按 年 產(chǎn)氨 10 萬 噸計算（不含甲醇），全年節(jié)電： 40kwh/tNH3179。 104＝ 400 萬 KWh。10 4kcal/t Ur，降低蒸汽消耗 50kg/tUr，按 年 產(chǎn)尿素 16 萬 噸計算，全年節(jié)約蒸汽： 50kg/tUr179。 16179。 表 311 節(jié)能型塔內(nèi)件改造 主要新增設(shè)備表 序號 名稱 規(guī)格型號 單位 數(shù)量 備注 1 氨合成塔內(nèi)件 NC型， Φ800 ，三軸一徑 臺 1 2 氨合成塔內(nèi)件 NC型， Φ1000 ，三軸一徑 臺 1 3 尿塔塔盤 Φ1200 ， 17m3，球帽型 套 8 4 尿塔塔盤 Φ1200 ， 23m3，球帽型 套 13 高效蒸發(fā) 式冷凝器改造 蒸發(fā)冷冷凝器在工作原理上是一種同時具有冷水塔（直接接觸式）和管殼式熱交換器性能的熱交換器。它的外殼為一個薄鋼板和長方形箱體，內(nèi)有冷凝排管 組、淋水裝置、擋水柵、底部設(shè)集水盤，箱體外部設(shè)循環(huán)水泵，箱體頂部或側(cè)面裝有離心風(fēng)機(jī)或軸流風(fēng)機(jī)。由于蒸發(fā)冷凝器的冷凝溫度隨濕球溫度而變化，一般濕球溫度比干球溫度低 6— 8℃ ，這就意味著在同樣環(huán)境下，使用蒸