年產30萬噸至52萬噸CO2汽提法尿素裝置節能技改總結

　　(山西天澤煤化工集團股份公司

　　前言

　　山西天澤煤化工集團股份公司下屬的化工廠，20**年底投資3.52億元在國內小氮肥第一次建成了年產18萬噸合成氨、30萬噸CO2汽提法大顆粒尿素(簡稱“18·30”)，并于20**年當年達產達效，并取得良好的經濟效益。20**年通過節能挖潛技改，該裝置達到了年產24萬噸合成氨、40萬噸尿素生產能力(簡稱“24·40”)，當年達產達效，取得良好的經濟效益。連續穩定運行6年后，于20**年再次對該系統挖潛技改，使裝置能力達到了年產30萬噸合成氨、52萬噸尿素生產能力(簡稱“30·52”)。20**年生產合成氨32.71萬噸，大顆粒尿素58.02萬噸。20**年1～6月，生產合成氨16.32萬噸，大顆粒尿素28.67萬噸。從年產30萬噸到40萬噸，再到52萬噸的不斷挖潛技改，為公司的快速發展和歷年取得顯著經濟效益發揮了重要作用?，F將改造情況總結如下：

　　1、第一步由“18·30”節能挖潛技改達到“24·40”

　　20**年5月投資3433萬元，根據“18·30”一年多的運行情況，對全系統進行優化平衡后進行節能挖潛技改，實現了年產24萬噸合成氨、40萬噸大顆粒(簡稱“24·40”)的目標。主要技改內容：

　　1.1合成氨裝置：

　　1.1.1造氣系統：

　　在原來三組15臺∮2650煤氣爐基礎上再新增一組5臺∮2650煤氣爐及配套吹風氣余熱回收裝置。

　　1.1.2凈化系統：

　　以0.8MPa、DN5400變換爐為配套的2#變換系統可通過合成氨能力為16萬噸/年，1#變換個別設備阻力太大，生產能力偏小的問題，通過對0.8MPa、DN3600主變換爐一段加高2米、更換煤氣入口冷卻器、新增板式脫鹽水加熱器等措施，消除制約生產瓶頸，生產能力由6萬噸合成氨/年提高到8萬噸合成氨/年;變脫系統有變脫塔DN4800和DN3800兩套系統，經核算可滿足24萬噸合成氨/年要求。針對貧液再生效果差的問題，對再生槽硫泡沫回收結構由單環式改為雙環式。兩套變脫塔入口氣體管道增加聯通閥門可相互調節;脫碳系統配置為兩套12萬噸合成氨/年設備，精脫硫、醇烴化裝置系統配置較大，均不需要改造。

　　1.1.3壓縮機系統：

　　壓縮工段配有單機合成氨生產能力2.5萬噸/年，型號為6MD32-180/320機9臺，4M16-57/320型壓縮機兩臺，共有11臺壓縮機可滿足24萬噸/年合成氨生產要求。

　　1.1.4氨合成系統：

　　氨合成系統配置DN1600、DN1400兩個系統，設計能力為15和12萬噸合成氨/年,生產能力有富裕。

　　1.2.尿素裝置：

　　1.2.1主要運轉設備：

　　尿素裝置主要運轉設備CO2壓縮機、液氨泵、甲銨液泵。日產1350噸采取了將CO2壓縮機一段出口壓力提至0.175～0.18Mpa;液氨泵、甲銨液泵，通過變頻器調節余量等措施。

　　1.2.2高壓系統

　　尿素裝置的高壓圈尿素合成塔、汽提塔、高壓洗滌器、高壓甲銨冷凝器和高壓噴射器五臺設備能力較富裕。針對高調冷卻器換熱面積小，不能滿足高壓洗滌器的洗滌效果問題，采取了增加一臺同面積換熱器的措施。

　　1.2.3低壓分解與循環吸收系統

　　一是采取精餾塔塔身和填料段分別加高1.2米，循環加熱器由0.4MPa低壓蒸汽改為0.8MPa的中壓蒸汽，提高溫度增強分解效果的措施;二是增加一臺同等換熱面積359m2的低壓甲銨冷凝器與原來的串聯，低壓甲銨冷凝器液位槽加高1.5米，增加3.8m3體積來增強冷凝、分離效果，提高甲銨液濃度，減少液體夾帶。

　　1.2.4解吸、水解系統

　　一是將解吸塔原來的鮑爾環填料改為高效低阻新型規整填料，可有效提高解吸效率;二是將回流冷凝器液位槽加高并在氣相出口增加絲網除沫器，加大分離空間，以提高分離效果，減少氣相帶液。

　　1.2.5蒸發系統

　　一是優化操作，控制好一段蒸發冷凝器液位及洗滌器洗滌液濃度以減少蒸發負荷;二是大顆粒洗滌液由脫鹽水改為一表液，減少系統外來水量;三是增加一段蒸發加熱器換熱面積130m2，提高進加熱器蒸汽壓力。

　　1.2.6大顆粒造粒系統

　　大顆粒造粒系統更換了斗提機減速機電機和流化風機風葉、電機，適當提高斗提機轉速和流化風量即可。

　　1.3“18·30”改造“24·40”的效果

　　20**年5月完成改造后，當年氨醇產量24.048萬噸、大顆粒尿素40.754萬噸。在主要設備不增加的情況下，順利實現了“18·30”改造為“24·40”的技改目標。也為后來國內同行建設“24·40”裝置創出一條捷徑。幾年來該裝置一直保持安全穩定運行，產量穩步提升，該裝置成為我公司利潤增長的核心。20**年～20**年合成氨、尿素產量如下(20**年5月“30·52”已試產)：

　　化工廠20**～20**年產量統計

　　單位：萬噸

　　年份

　　合成氨

　　尿素

　　“18·30”改“24·40”改造內容與投資情況

　　序號

　　改造工段

　　主要改造內容

　　投資(萬元)

　　1造氣系統

　　新增5臺煤氣爐及配套吹風氣余熱回收、循環水、外管等

　　1450

　　變換、變脫

　　變換爐加高、更換入口煤氣冷卻器、再生槽改造

　　61

　　尿素系統

　　對精餾塔加高和內件改造、低甲冷及回流冷液位槽加高;新增低甲冷、高調水，對斗提機、流化風機改造

　　142

　　供熱

　　新增2臺35t/h循環流化床鍋爐1780

　　合計3433

　　2、第二步由“24·40”節能挖潛技改達到“30·50”

　　從20**年起，根據化工廠四年生產運行情況，我公司董事長賈根柱對化工廠提出了更高的要求，即在“24·40”基礎上再次技術攻關，將其改造成年產30萬噸合成氨、52萬噸大顆粒尿素(簡稱“30·52”)。通過認真分析，提出最優化的節能挖潛技改方案，用了三年時間，采用邊生產、邊技改、邊投產的方式，投資6654萬元，順利完成了化工廠“30·52”改造，并取得良好的經濟、社會效益。

　　2.1合成氨裝置的改造：

　　2.1.1造氣系統：

　　造氣是合成氨生產的龍頭工序，也是制約合成氨能耗的關鍵?；S造氣已配有∮2650煤氣爐20臺，受場地限制已沒有新增爐子的可能性。要滿足年產30萬噸合成氨生產需求，只有通過“三優”措施來實現。一是通過優化原料管理，嚴格控制原料煤質量，杜絕劣質煤入爐。要求原料煤全部采購洗中塊或洗粒度，固定碳含量≥72%，煤粉≤3%、矸石≤2%;二是優化操作管理，以“單爐日產60噸合成氨”為目標，建立“公司、工廠、車間、班組”四級節能挖潛管理體系;三是優化工藝指標，嚴格控制半水煤氣中CO≤7.2%，提高蒸汽分解率，杜絕“大蒸汽、低爐溫、不產氣”的陋習。經過生產實踐證明，造氣采取上述措施，不但解決了30萬噸合成氨生產供氣問題，更重要的是原料煤消耗大幅度下降，蒸汽用量、造氣污水減少，為節能減排、降低生產成本取得了顯著效果。

　　2.1.2凈化系統：

　　新上一套2.7MPa、15萬噸/年合成氨變換、變換氣脫硫，替代原0.8MPa、DN3600變換系統，與原脫碳裝置實現等壓凈化，達到噸氨節電約50度的同時，可使變換生產能力達到30萬噸/年合成氨生產要求;將原0.8MPa、DN3800變換氣脫硫改為15萬噸/年合成氨配套半水煤氣脫硫，既節約投資，節省安裝時間，又減少占地面積。為進一步把好脫硫關，在變脫后增加一臺DN4000干法脫硫塔，避免單質硫析出對脫碳貧液冷卻器堵塞造成影響。2.7MPa、DN3200脫碳、DN3200精脫硫、DN2000醇烴化系統配置經過設計部門核算，不需要改造即可滿足30萬噸/年合成氨生產要求。

　　2.1.3壓縮機系統：

　　將原煤氣化廠閑置的三臺6MD25-110/320氮氫壓縮機搬遷至化工廠，更替原來的兩臺4M16-57/320型壓縮機，同時拆除原硝酸煙囪，在緊靠3#機西側新增一臺。6MD32-180/320機按日產合成氨90噸計算，9臺機日產合成氨810噸;6MD25-110/320機按日產合成氨50噸計算，3臺機日產合成氨150噸;12臺壓縮機日產合成氨960噸，基本可滿足30萬噸/年合成氨生產要求。

　　2.1.4氨合成系統：

　　氨合成系統配置DN1600、DN1400兩個系統，將操作壓力由24～25MPa提高到26～27Mpa(設計壓力31.4MPa)，將原煤氣化廠閑置的一臺4m3/min循環機并入DN1600系統，加大循環氣量，可滿足30萬噸合成氨/年生產要求。

　　2.2尿素裝置

　　尿素裝置的改造由北京豐漢工程咨詢有限公司提供技術。通過增加中壓分解循環系統的工藝技術實現增產300t/d的目的，并保證物耗、能耗指標不高于原水平。技術改造后，原有的高壓汽提塔處理的尿素產能為1250t/d，而額外的400t/d尿素在新加的中壓分解循環系統處理，產生的氨水送回到原有尿素裝置的氨水槽中，新增加一臺解吸塔以滿足處理能力。增產的尿素溶液送入蒸發段，新建一套較小的蒸發裝置以滿足尿液蒸發。

　　總之，工藝改造綜合平衡高、中、低壓系統的處理能力，實現生產能力增加、排放數量減少的目的。整個改造基本上不會改變現有的操作條件。因此，增加中壓分解循環系統的工藝技術后，所有的設計方案都將融入到現有的操作中，以使裝置能夠按照當前的方式運行。具體改造內容如下：

　　2.2.1高壓系統

　　(1)在合成塔底部出口管到CO2汽提塔調節閥之間的管道上接一旁路支管和調節閥，以調節進入中壓系統的尿素溶液流量。

　　(2)增加進入高壓甲銨冷凝器的高壓甲銨液管道。在進入高壓洗滌器的高壓甲銨液管道上增加流量計、調節閥?？刂聘邏合礈炱髟跐M負荷運行，余下高壓甲銨液直接進入高壓甲銨冷凝器。

　　2.2.2中壓系統：

　　增加中壓精餾塔、中壓汽提塔、中壓甲銨冷凝器和液位槽。

　　(1)合成塔出來的尿素溶液經調節閥進入中壓精餾塔，減壓分解(分離)后的尿素溶液進入中壓汽提塔，汽提后的尿素溶液送回原有裝置的精餾塔(更新)。

　　(2)來自中壓汽提塔和中壓精餾塔的氣體與來自低壓系統的甲銨液一并進入中壓甲銨冷凝器。冷凝后的溶液進入新增加的液位槽，然后由高壓甲銨泵送入高壓甲銨冷凝器和高壓洗滌器。

　　(3)增加一個中壓調溫水系統，用來移去中壓甲銨冷凝器產生的熱能。

　　2.2.3低壓系統

　　增加常壓閃蒸槽、常壓閃蒸冷凝器、常壓閃蒸冷凝器液位槽、低壓甲銨泵和常壓閃蒸冷凝液泵，更新原有的精餾塔。

　　(1)將原來DN1300精餾塔更新換成DN1600。

　　(2)來自精餾塔(更新后)的溶液先進入常壓閃蒸槽，閃蒸分離后氣體進入常壓閃蒸冷凝器冷凝，底部液體進入原有的真空閃蒸槽。

　　2.2.4大顆粒造粒系統

　　(1)將原造粒機兩個冷卻室移出新設冷卻室，騰出的兩個冷卻室改為造粒室，新增兩組34個噴頭;

　　(2)新增流化冷卻室及風機;

　　(3)新增一臺7m2平面回轉篩;

　　(4)斗提機加高，料斗加大、排列密度加大，減速機電機加大。

　　2.3循環水系統

　　原合成氨工藝循環水總量12000m3/h，將原冷凍的水冷卻改造為蒸發式冷卻，可替換出循環水量3000m3/h，可滿足新增合成氨生產循環水需要。尿素(含大顆粒造粒)循環水需要7500m3/h，將原甲醇精餾冷卻水改由永豐公司小尿素循環水系統供給。并通過優化地下管網系統，實現合成氨、尿素水平衡。

　　2.4供熱系統

　　20**年化工廠新增了兩臺40t/h循環流化床鍋爐，加上原4臺鍋爐，蒸汽總量220t/h，可供蒸汽185t/h?？蓾M足要求。

　　2.5“24·40”改“30·50”改造內容與投資情況

　　序號

　　改造工段

　　主要改造內容

　　投資(萬元)

　　1變換、變脫

　　新增2.7Mpa變換、變脫、干法脫硫系統，原0.8Mpa變脫改為半脫

　　2175

　　壓縮機

　　搬遷3臺原煤氣化6MD25-110壓縮機

　　642

　　循環水改造

　　新增3臺蒸發式冷卻器，地下管網優化等

　　315

　　尿素系統

　　增加中壓分解循環系統的工藝技術及對造粒系統改造

　　3522

　　合計

　　6654

　　2.6“24·40”改造“30·50”后的效果

　　20**年5月改造完成后進入試產階段，經過半年多的調試，20**

　　年開始發揮效益，全年共生產合成氨32.71萬噸、大顆粒尿素58.02

　　萬噸。為集團公司20**年合成氨首次突破100.13萬噸，尿素172.16萬噸，銷售收入39.82億元，利潤6.1億元;和以合成氨綜合能耗1114Kg/t標煤先進的能效水平，再次成為全國以無煙煤為原料的合成氨生產領域三位能效領跑者之一起到了關鍵作用。20**年合成氨、尿素產量和消耗情況如下：

　　指標月份

　　氨產量(t)

　　尿素產量(t)

　　原料煤(Kg/t標)

　　氨電全耗(度)

　　尿素耗電(度)

　　尿素耗煤(Kg/t標)

　　合計(平均)

　　3

篇2：酒店冷卻泵節能技改分析報告

　　酒店冷卻泵節能技改分析報告

　　酒店能源節支占營業額的很大一部分，而中央空調系統是酒店節能的重頭，在對冷卻水系統進行認真分析后，我認為冷卻泵有很大的節能潛力.

　　一、中央空調冷卻水系統參數

　　(1)、理論參數

　　A、中央空調主機

　　型號:CVHE420-337-283-050S-500-050L-500;

　　制冷量:500RT(150萬Kcal或1759KW);

　　電機功率:337KW 運轉電流:551A

　　蒸發器:水量303M3/h、壓降91Kpa、配管DN200;

　　冷凝器:水量362M3/h、壓降81Kpa、配管DN200;

　　B、冷卻泵

　　型號:FLG200-400 I A;

　　流量:420 M3/h;

　　揚程:38M;

　　吸程:5M;

　　電機功率:75KW;

　　額定電流:140A

　　啟動方式:自耦降壓起動

　　C、冷卻塔

　　型號:MHS450

　　水量:7500LPM

　　冷卻能力:225萬Kcal/HR

　　出水口至接水盤高差:3M

　　(2) 、實際參數(實際運行工況)

　　A、中央空調主機

　　制冷量:一般為1200KW(105萬Kcal)以下(電流一般在380A以下)

　　冷凝器:進出水表壓差為0.17MPA

　　溫度:冷凝器進水溫度一般為27℃，出水溫度一般為30℃;

　　溫差:冷凝器進出水溫差一般為3~4℃

　　B、冷卻泵

　　實測運行電流:130A

　　C、冷卻塔

　　冷卻能力:較好，一般停一臺風機能保證冷凝溫度;

　　二、技改分析

　　A、冷卻水實際需求量

　　取10%的安全系數，則冷卻水量為254*1.1=280 M3/h

　　B、冷卻水泵揚程

　　冷凝器實際壓差為0.17Mpa，即17MH2O(冷凝器需清洗)

　　冷卻嗒噴水壓力損失2 MH2O

　　冷卻塔噴嘴至接水盤高差3 MH2O

　　回水過濾器及除垢器阻力5 MH2O

　　水管路沿程阻力取比摩阻300 Pa/m，則阻力為300M*300Pa/m=90Kpa

　　即水管路沿程阻力為9 MH2O ，局部阻力取2 MH2O

　　以上合計為38 MH2O，選用水泵揚程為38M

　　C、水泵選型

　　熊貓泵業型號為FLG200-400 I B單級單吸防垢離心泵能滿足要求

　　流量　揚程　效率　轉速　電機功率　汽蝕余量　重量

　　346　38　78　1450　55　5.0　685

　　三、實際應用

　　現酒店使用的冷媒泵型號即為FLG200-400 I B，而且安裝尺寸一致:

　　即將現冷媒泵及變頻控制替換到冷卻泵，而重新購買一臺冷媒泵，冷媒泵可選用FLG200-400A，安裝尺寸基本相同，只需抬高安裝高度，參數如下:

　　流量　揚程　效率　轉速　電機功率　汽蝕余量　重量

　　243　38.3　70　1450　37　3.5　462

　　改裝后，非變頻泵為備用泵，變頻泵為運行泵，只需加裝溫度傳感器和PLC就可對冷卻泵實現變溫差變頻.

　　冷卻泵使用變頻運行后，可將四組冷卻塔并聯運行，可以提高冷卻能力.

　　無需任何投資即可試運行

　　空調使用高峰冷卻能力不足時可正常使用備用泵.

　　四、結論

　　技改投資約14000元，包括FLG200-400A泵一臺，PLC及配件

　　舊冷卻泵75KW可折價賣出

　　變頻運行后冷卻泵功率將在45KW~55KW之間，節電率67%

　　年節約能耗75KW*2000小時*(1-67%)*0.89元/度=44055元