梅樹雄

（云南泰安工程技術(shù)咨詢有限公司，云南 昆明 650224）

我國小氮肥企業(yè)普遍存在技術(shù)水平、裝備條件較差、生產(chǎn)效率低、能耗過高以及存在較為嚴重的污染等問題。再加之市場競爭不斷加劇，如果這些小氮肥企業(yè)再不作出改變，那么最終只可能被市場所淘汰。因此對于小氮肥企業(yè)而言，探索實踐節(jié)能技術(shù)改造是非常有必要的。這不僅是對國家節(jié)能減排政策的積極響應(yīng)，更是小氮肥企業(yè)有效提升市場競爭力，實現(xiàn)健康有序發(fā)展的重要途徑。

1 高能耗鼓風(fēng)機設(shè)備的改造

1.1 高能耗鼓風(fēng)機設(shè)備耗能現(xiàn)狀

在傳統(tǒng)合成氨常壓造氣工序中，通常情況下小氮肥企業(yè)所利用的蒸汽壓力為0.5MPa以上，然后再通過閥門將其降至0.2MPa以下來予以使用。但是從熱力學(xué)角度而言，通過閥門節(jié)流來將高壓蒸汽降到低壓然后使用，期間勢必會存在壓力能損失，這無疑是一種浪費。如果一家200kt/a小氮肥企業(yè)在造氣工序越使用25t/h的蒸汽，當這部分蒸汽從0.5MPa降至0.2MPa，具有的作功能力能夠達到1000kW，如果能夠?qū)⑵涑浞掷闷饋?，則能夠?qū)崿F(xiàn)電能2.4×104kW·h的節(jié)約。但事實上，大部分小氮肥企業(yè)都將這部分能夠利用起來的電能浪費掉了。比如某小氮肥企業(yè)合成氨裝置使用的是造氣鼓風(fēng)機，單套裝置一共有3臺鼓風(fēng)機為造氣爐送風(fēng)，而造氣鼓風(fēng)機由電能進行驅(qū)動，如果每臺造氣鼓風(fēng)機的耗電量為5280kW·h/d，那么單套裝置鼓風(fēng)機的耗電量為5280 kW·h/d×3=15840 kW·h/日。

1.2 高能耗鼓風(fēng)機設(shè)備改造方法

改造方案：采用B05-0.5/0.08背壓汽輪機組3臺進行改造，配套異步電動機與熱功聯(lián)產(chǎn)驅(qū)動鼓風(fēng)機實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，利用蒸汽梯級來實現(xiàn)電力消耗的節(jié)省。汽輪機進汽溫度為260℃，壓力0.5MPa（表壓），排汽溫度為 185℃，0.08MPa（表壓）。每臺熱功汽輪機14.3t/h左右的進汽量，汽輪機排汽進入造氣緩沖罐，以供生產(chǎn)系統(tǒng)使用。改造投資：每套臺汽輪機及風(fēng)機設(shè)備費大概為20萬元，安裝材料及其他費用合計約10萬元，那么3套臺設(shè)備共計費用應(yīng)為90萬元左右。改造效益：按照改造方案進行改造以后，由于鼓風(fēng)機完全不再依靠電機進行驅(qū)動，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)少許返電，那么按照單臺風(fēng)機節(jié)電量5880 kW·h/d進行計算，3臺鼓風(fēng)機的節(jié)電量能夠達到 5880 kW·h/d×3=17640 kW·h/d，如果一年生產(chǎn)300天，那么年節(jié)電量能夠達到能夠達到17640kW·h×300=5292000kW·h。如果按照 0.5元/kW·h來進行計算，那么一年就能夠節(jié)省電費5292000×0.5元=2646000元。這不僅投資少，而且見效快，有著非常明顯的節(jié)能效果和經(jīng)濟效益。

2 高能耗冷卻系統(tǒng)的改造

2.1 高能耗冷卻系統(tǒng)耗能現(xiàn)狀

某小氮肥企業(yè)尿素裝置目前全部采用的是水溶液全循環(huán)法這樣一種尿素生產(chǎn)工藝，由于冷卻介質(zhì)采用的是循環(huán)水，列管換熱系數(shù)小，所以冷卻效果其實并不是很理想。尤其是在夏季生產(chǎn)的時候，氨的冷凝溫度在38℃左右，此時氣氨借助這種冷卻方法是難以實現(xiàn)完全冷凝的，那么氨冷卻器出口氣體就會存在氣氨夾帶的問題，從而使得后續(xù)相關(guān)設(shè)備運行的負荷也增大了。

2.2 高能耗冷卻系統(tǒng)改造方法

改造方案：為尿素氨冷卻系統(tǒng)增加一臺蒸發(fā)式冷凝器，和原有氨冷凝器進行并聯(lián)運行，對氨冷凝器B、C部分或全部替代，通過這樣的途徑來實現(xiàn)氨冷器出口溫度的降低，使尿素氨耗降低，最終實現(xiàn)稀氨水解吸蒸汽消耗量和尾氣中的氨含量的減少。具體見圖1。

圖1 高能耗冷卻系統(tǒng)改造示意圖

改造投資：購置 蒸發(fā)式冷凝器一臺需要80萬元，安裝及其他費用大概20萬元，按照改造方案完成冷卻系統(tǒng)整個改造大概需要投入100萬元左右。改造效益：借助蒸發(fā)式冷凝器對原冷卻系統(tǒng)進行改造以后，氣氨溫度能夠降低至33℃左右。而在冷凝溫度相差5～6℃的前提下，那么每小時每噸尿素能夠多冷凝30kg左右的氨，日產(chǎn)增加19.5t，噸尿素氨耗下降7kg。如果尿素按1600元/t售價、NH3按2800元/t售價，一年生產(chǎn)300天進行計算，那么尿素產(chǎn)量增加效益為19.5×1600×300=936萬元，而NH3耗降低增加效益為0.007×2800×183×3×300=322.8 萬元。兩者相加，322.8+936=1258.8萬元。產(chǎn)量增加的氨消耗的成本為 19.5×2800×0.59×300=966.42 萬元，按 1.2t/t·Ur，110元/t計取汽耗，那么汽耗增加成本為19.5×1.2×110×300=77.22 萬 元，兩 者相 加 ，77.22+966.42=1043.64萬元。風(fēng)機、水泵電機的電耗增加成本為 5.5×0.5×24×300× （4+2）=11.88萬元。那么總的增加效益減去總的消耗成本增加為1258.8-1043.64-11.88=203.28萬元。通過計算，原本的高能耗冷卻系統(tǒng)經(jīng)過改造以后，預(yù)期每年能夠?qū)崿F(xiàn)效益增加203.28萬元。

3 結(jié)語

總而言之，對于未來氮肥工業(yè)而言，減少污染物排放，提高資源和能源利用率將是主流發(fā)展方向，同時也是各個小氮肥企業(yè)在激烈的市場競爭中站穩(wěn)腳跟，以及獲得進一發(fā)展的重要途徑。文章從高能耗鼓風(fēng)機設(shè)備的改造、高能耗冷卻系統(tǒng)的改造兩個途徑深入分析探討了小氮肥生產(chǎn)中節(jié)能技術(shù)改造的具體應(yīng)用，希望能借此給予相關(guān)人員一定參考借鑒，共同助力我國小氮肥生產(chǎn)工藝技術(shù)水平不斷提高，甚至是取得歷史性突破。