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取消優(yōu)惠電價后對傳統(tǒng)流程氮肥企業(yè)的影響與節(jié)電技術(shù)措施

於子方(上海達(dá)門化工工程技術(shù)有限公司上海200063)鄭偉中(全國化肥工業(yè)信息總站上海200062)

2015年4月13日，國家發(fā)改委下發(fā)《關(guān)于降低燃煤發(fā)電上網(wǎng)電價和工商業(yè)用電價格的通知》(發(fā)改價格【2015】748號)，決定自2015年4月20日起進(jìn)行電價調(diào)整，全國燃煤發(fā)電上網(wǎng)電價平均下調(diào)約0.020 元/(kW·h)，全國工商業(yè)用電價格平均下調(diào)約0.018元/(kW·h)，全面推進(jìn)工商業(yè)用電同價。對于化肥用電，文件中進(jìn)行了專門規(guī)定，提出要逐步取消化肥電價優(yōu)惠，化肥生產(chǎn)用電執(zhí)行相同用電類別的工商業(yè)用電價格；優(yōu)惠價差較大的地方，分兩步到位，2016年4月20日起全部取消電價優(yōu)惠。

1取消優(yōu)惠電價后對傳統(tǒng)流程氮肥企業(yè)的影響

氮肥行業(yè)是化學(xué)工業(yè)的用電大戶，歷年來，由于其支農(nóng)的屬性，為保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求，一直享受了國家給予的諸多優(yōu)惠政策(天然氣價格、電價、鐵路運(yùn)價、增值稅等)。隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的不斷改革與發(fā)展，議論多年的取消優(yōu)惠政策的問題現(xiàn)在終于開始實(shí)行，這次取消的優(yōu)惠電價是諸多優(yōu)惠政策中對企業(yè)影響最大的一項。

1.1電力成本在噸氨成本中所占的比例

2015年1月至7月部分省份化肥企業(yè)電力成本在噸氨成本中所占的比例見表1。從表1可見，電力成本在噸氨成本中所占的比例逐步在上升，2015年4月后更突出。2016年4月20日起將全部取消優(yōu)惠電價，電力成本在噸氨成本中所占的比例將會更大。

表1　 2015年1月至7月部分省份化肥企業(yè)電力成本在噸氨成本中所占的比例

1.2不同程度的影響

氮肥行業(yè)合成氨生產(chǎn)由于采用的原料路線及工藝流程的不同，噸氨電耗相差較大(見表2)，因而影響程度也不同。

表2　2015年1月至6月部分企業(yè)噸氨消耗

從表2數(shù)據(jù)中可見：①采用無煙煤為原料、固定層常壓氣化工藝的企業(yè)噸氨電耗為1 100～1 300 kW·h；②采用非無煙煤為原料、氣流床加壓氣化工藝的企業(yè)噸氨電耗為200～450 k W·h；③采用天然氣為原料、引進(jìn)大型裝置的企業(yè)噸氨電耗為70～130 kW·h。

按以上3種不同原料路線與工藝流程的企業(yè)，①，②和③工藝噸氨電耗分別為1 200 kW·h，320 kW·h 和100 kW·h計，在取消優(yōu)惠電價后，3種企業(yè)用電成本影響情況見表3。

表3　3種企業(yè)用電成本影響情況

從表3可見，影響程度最大的是現(xiàn)有大多數(shù)以無煙煤為原料的氮肥企業(yè)，其次是以非無煙煤為原料采用加壓氣化工藝的企業(yè)，影響最小的是以天然氣為原料的大型企業(yè)。

2主要節(jié)電技術(shù)措施

隨著電價的不斷上漲及化肥優(yōu)惠電價的最終取消，對氮肥企業(yè)的影響程度很大，降低合成氨的電耗對降低產(chǎn)品成本將是關(guān)鍵因素之一。首先要從企業(yè)自身下功夫，加強(qiáng)節(jié)電(水)的技術(shù)改造，主要可采用的節(jié)電(水)的技術(shù)措施如下。

2.1從壓縮系統(tǒng)下功夫

(1) 淘汰落后高能耗的氮?dú)鋲嚎s機(jī)。氮?dú)鋲嚎s機(jī)的電耗占合成氨電耗的65%～70%，因此，合理選擇與使用壓縮機(jī)對噸氨電耗關(guān)系十分密切。應(yīng)采用節(jié)電高效的大型機(jī)組取代落后、高能耗的L3.3- 17，4M8，4H8型等陳舊壓縮機(jī)，噸氨可節(jié)電50～70 kW·h。

(2) 盡可能不采用不同氮?dú)鋲嚎s機(jī)機(jī)型的并機(jī)使用，防止由于并機(jī)的不和諧而造成無效功損失與影響運(yùn)行故障周期。

(3) 提高氮?dú)鋲嚎s機(jī)維修質(zhì)量，選用可靠質(zhì)優(yōu)的氣閥，延長機(jī)組無故障運(yùn)行時間，減少氣體內(nèi)漏，以確保機(jī)組的有效出力、降低電耗。

(4) 利用合成氨生產(chǎn)過程低位能余熱(熱水、蒸汽冷凝液等)，通過溴化鋰制冷機(jī)組制取低溫冷水，降低氮?dú)鋲嚎s機(jī)進(jìn)口半水煤氣溫度，可提高機(jī)組出力2%～3%，噸氨降低電耗30～40 kW·h，尤其是夏季氣溫較高時，其增產(chǎn)與節(jié)電的效果更加有效。

除上述技術(shù)措施之外，還有必要在氮?dú)鋲嚎s機(jī)前增設(shè)煤氣電除焦油器，以提高煤氣凈化質(zhì)量，減少氫氮壓縮機(jī)的停機(jī)次數(shù)，延長有效運(yùn)行時間，有利于降低電耗；提高造氣半水煤氣有效氣(CO+H2)含量、減少半水煤氣中CH4含量，可降低噸氨半水煤氣消耗量，降低噸氨壓縮機(jī)電耗；降低脫硫系統(tǒng)阻力，可提高氫氮壓縮機(jī)一段入口氣體壓力；降低合成氨系統(tǒng)的合成壓力等，都有利于降低氮?dú)鋲嚎s機(jī)電耗。

2.2采用先進(jìn)節(jié)能工藝技術(shù)

2.2.1新型高效變換氣脫硫塔技術(shù)

針對變換氣脫硫塔原有填料塔使用中存在的堵塔、阻力較大、脫硫液循環(huán)量大等問題，長春東獅科貿(mào)實(shí)業(yè)有限公司研究開發(fā)出新型復(fù)合式QYD脫硫塔并成功取代填料塔。通過使用證明，該技術(shù)比填料塔具有脫硫效率高、脫硫液循環(huán)量可降低1/3左右、噸氨節(jié)電20～30 kW·h、不堵塔、占地少、投資小等特點(diǎn)。

2.2.2等溫變換工藝技術(shù)

等溫變換技術(shù)是針對現(xiàn)有變換工藝的多段反應(yīng)、多次換熱調(diào)溫所存在的流程長、系統(tǒng)阻力大等問題而開發(fā)的，近年來，由湖南安淳高新技術(shù)有限公司、石家莊正元塔器設(shè)備有限公司、南京敦先化工科技有限公司等企業(yè)先后研發(fā)成功該技術(shù)。通過使用結(jié)果證明，該技術(shù)與現(xiàn)有工藝相比，具有流程短、設(shè)備少、系統(tǒng)阻力小、CO轉(zhuǎn)化率高、操作簡單、調(diào)節(jié)靈活、投資省等特點(diǎn)，對企業(yè)降耗節(jié)能、增加效益有明顯效果。

此外，可結(jié)合企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整與改造，將變換系統(tǒng)壓力從0.8 MPa提升至2.1 MPa(視整個生產(chǎn)工藝不同而定)，從而噸氨可減少870～940 m3(標(biāo)態(tài))氣體從0.8 MPa提壓至2.1 MPa的壓縮功，節(jié)約壓縮電耗30 kW·h左右。

2.2.3低能耗變壓吸附(PSA)脫碳工藝技術(shù)

為進(jìn)一步降低能耗，成都天立化工科技公司在原有PSA脫碳工藝技術(shù)基礎(chǔ)上，研發(fā)了低能耗二段全回收PSA脫碳工藝技術(shù)，其核心原理是利用系統(tǒng)內(nèi)雜質(zhì)氣體的動能和濃度差異，對凈化和提純段分別進(jìn)行吹掃解吸、沖洗再生，取代真空泵，提高有效氣體的收率。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明：H2損失<0.5%，N2損失<2.0%；與原有工藝相比，噸氨節(jié)電35～40 kW·h，節(jié)水8～9 m3。

2.2.4醇烴化或醇烷化精制工藝技術(shù)

該技術(shù)屬清潔生產(chǎn)工藝，主要是取代落后的銅洗精制工藝，具有工藝流程短、氣體凈化度高、操作安全穩(wěn)定、能耗低、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。使用該技術(shù)可節(jié)約原材料(銅、氨、乙酸)，噸氨可節(jié)省蒸汽350 kg左右，節(jié)電30 kW· h左右，又有很好的保護(hù)環(huán)境效果。

2.2.5低壓氨合成工藝技術(shù)

隨著技術(shù)不斷提升，氨合成已逐步向低壓力、低阻力、低空速、高凈值的低能耗方向發(fā)展。國內(nèi)多家專業(yè)技術(shù)公司開發(fā)了多種<20 MPa的低壓氨合成工藝技術(shù)，并在部分企業(yè)獲得應(yīng)用成果。通過使用結(jié)果證明，該技術(shù)具有明顯的節(jié)能與經(jīng)濟(jì)效益，噸氨可節(jié)電50～60 kW·h。

2.3采用熱功、熱電制冷聯(lián)產(chǎn)節(jié)電技術(shù)

隨著合成氨生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，蒸汽用量及低位能余熱也不斷增加，如何合理利用蒸汽與低位能余熱的能量、提高能量利用率，已逐步引起重視。

(1) 蒸汽熱功聯(lián)產(chǎn)：該技術(shù)是利用蒸汽壓差，通過蒸汽動力裝置(也稱蒸汽透平)取代電機(jī)來驅(qū)動生產(chǎn)工序中有關(guān)轉(zhuǎn)動設(shè)備(泵、風(fēng)機(jī)等)，具有投資小、易改造、節(jié)電與效益明顯等優(yōu)點(diǎn)。

(2) 蒸汽熱電聯(lián)產(chǎn)：該技術(shù)是利用自產(chǎn)的中、高壓蒸汽通過汽輪發(fā)電機(jī)先發(fā)電，然后背壓出低壓蒸汽供生產(chǎn)自用，從而減少外供電力，有利降低用電成本。

(3) 低位能余熱利用：該技術(shù)是利用合成氨生產(chǎn)過程產(chǎn)生的低位能余熱(熱水、蒸汽冷凝液等)，通過溴化鋰制冷機(jī)組制取低溫冷水，降低氮?dú)鋲嚎s機(jī)進(jìn)口煤氣溫度、脫碳系統(tǒng)脫碳吸收液用量、氨合成系統(tǒng)循環(huán)氣氣量等，可達(dá)到增產(chǎn)、節(jié)能、節(jié)電的效果。

2.4機(jī)泵電機(jī)采用變頻調(diào)速技術(shù)

對因負(fù)荷變化、經(jīng)常造成機(jī)泵電機(jī)“大馬拉小車”的轉(zhuǎn)動設(shè)備，如造氣的爐條機(jī)、鍋爐給煤機(jī)、給水泵、空氣鼓風(fēng)機(jī)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)、甲銨泵、液氨泵等，采用變頻調(diào)速技術(shù)，實(shí)現(xiàn)平滑的無級調(diào)速，在生產(chǎn)過程中能獲得較佳調(diào)速效果，從而可取得明顯節(jié)電效果。對于高壓大、中容量交流電機(jī)的調(diào)速，可采用內(nèi)窺載波調(diào)速技術(shù)，與高壓變頻調(diào)速技術(shù)相比，具有效率高、價格低、功率因數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)。

2.5高效蒸發(fā)冷凝(冷卻)器節(jié)電、節(jié)水技術(shù)

該技術(shù)是采用熱力學(xué)、傳熱學(xué)、工程學(xué)的先進(jìn)技術(shù)及高效傳熱元件，對交叉式冷卻塔和傳統(tǒng)蒸發(fā)式冷凝器進(jìn)行優(yōu)化組合，從而使蒸發(fā)冷凝(冷卻)器具備結(jié)構(gòu)緊湊、占地少、質(zhì)量輕、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，提高換熱效率與冷卻冷凝效果，達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)功率小、耗電量少、冷卻水耗量少的節(jié)能效果，是取代傳統(tǒng)的水冷冷凝器與冷卻塔的有效節(jié)能設(shè)備，已在氨冷凍、氨合成、氣體壓縮、甲醇精餾等系統(tǒng)的氣體冷卻、冷凝及液體冷卻方面得到應(yīng)用，取得明顯節(jié)能增效的成果，噸氨可節(jié)電30～40 kW·h。

2.6系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)電技術(shù)

該節(jié)電技術(shù)是對半導(dǎo)體瞬流控制技術(shù)、復(fù)合式實(shí)時濾液技術(shù)和遠(yuǎn)程跟蹤與診斷技術(shù)的重大突破，以10-12s的反應(yīng)速度對瞬流和高次諧波進(jìn)行及時測試和有效控制，同時能擬制消除設(shè)備開關(guān)啟合引起的色絡(luò)效應(yīng)和高能量突變引起的瞬流，提高電源質(zhì)量、減少電損和提高系統(tǒng)用電設(shè)備的效率，達(dá)到節(jié)電的目的。采用該節(jié)電技術(shù)后，噸氨可節(jié)電10 kW·h左右。

除上述主要節(jié)電技術(shù)措施外，應(yīng)重視以下幾個方面工作：加強(qiáng)更新與淘汰落后高耗電設(shè)備；加強(qiáng)電氣設(shè)備與線路的管理，減少電力損耗；不斷完善用電、用水計量設(shè)施并強(qiáng)化考核和獎罰制度；加強(qiáng)職工節(jié)電、節(jié)水教育；發(fā)動職工群策群力并開展節(jié)電、節(jié)水技術(shù)創(chuàng)新。

3關(guān)注電力體制改革，爭取合理用電價格

我國的電力體制改革自2002年國務(wù)院下發(fā)《關(guān)于印發(fā)電力體制改革方案的通知》(簡稱5號文)至今已十多年來，還沒有徹底完成，遇到的阻力大，進(jìn)展也很困難。我國電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組中有72%左右為常規(guī)火力發(fā)電機(jī)組，目前的電力市場仍缺乏統(tǒng)一開放的競爭機(jī)制，無論是發(fā)電量還是上網(wǎng)和售電價格，均帶有較強(qiáng)的計劃經(jīng)濟(jì)色彩，電價的確定缺乏科學(xué)合理的機(jī)制。對此狀態(tài)，各方面都希望加快推進(jìn)電力體制改革。

中共中央與國務(wù)院對電力體制的改革也十分重視，國務(wù)院2014年9月10日批準(zhǔn)《廣東電力用戶與發(fā)電企業(yè)直接交易深化試點(diǎn)方案》、2014年11月4日發(fā)布的《關(guān)于深圳市開展輸配電價改革試點(diǎn)通知》的試點(diǎn)工作，這一改革已經(jīng)迅速擴(kuò)大到5個省區(qū)。

2015年3月，中共中央、國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》，要求電力行業(yè)實(shí)施“三個開放、一個獨(dú)立、一個深化、三個加強(qiáng)”，重構(gòu)發(fā)電、輸配電和售電市場及其秩序，建立有效競爭的電力交易市場機(jī)制。這次電力市場改革將構(gòu)建有效競爭的電力市場交易體系，電價通過市場來決定，使電力生產(chǎn)和售電價格趨于合理，使企業(yè)具有一定的轉(zhuǎn)移成本能力，并通過電力市場的有效配置和電價的合理確定，引導(dǎo)電力市場的供需結(jié)構(gòu)。

價格是市場機(jī)制的核心，價格改革始終是經(jīng)濟(jì)改革的重要組成部分，是建立市場機(jī)制必須要闖的一道“坎”，電力系統(tǒng)輸配電價改革試點(diǎn)已在部分省區(qū)加快進(jìn)行。2015年8月24日中共中央、國務(wù)院頒布《關(guān)于深化國有企業(yè)改革的指導(dǎo)意見》，2015年9月15日中央深化改革領(lǐng)導(dǎo)小組第16次會議通過《關(guān)于推進(jìn)價格機(jī)制改革的若干意見》，這必將有力地推進(jìn)發(fā)電、輸配電價格改革的進(jìn)程，期盼早日完成，能確定合理的用電價格，促進(jìn)氮肥企業(yè)健康發(fā)展。

(收到修改稿日期2015- 12- 03)