合成氨能耗分析及系统能量的综合利用

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1、合成氨能耗分i析及系统能量的综合利用中石油兰州石化公司化肥厂许玉荣摘要装置的综合能耗指标由于不受生产装置建设地域、原材料价格等因素的影响，自20世纪70年代以来，工业生产中常以此作为装置的工艺技术水平、生产运行好坏的评判标准。能耗指标的确定目前尚无统一的评判标准，这给设计达标、用户能耗控制带来诸多困扰。由于装置的评定标准及计算方法存在不可定因素，为此进行装置能耗的综合分析、评价具有十分重要的现实意义，对一个化肥厂来讲形势更加迫切。关键词合成氨综合能耗天然气蒸汽1概述对于一个大型的生产装置，通常有经济技术指标(常说财务指标，也就是成本)和能耗指标2种不同的评价方式。经济技术

2、指标随地域的不同而不同(因为原材料、产品价格受市场的影响)。能耗指标只要工艺路线确定，则不受地域、市场价格的影响，更能在行业内部准确评价生产装置的运行情况。在不同的地区，不同的国界都用能耗指标来衡量装置的运行优劣。不论是财务指标，还是能耗指标，都是建立在单位物耗(就是生产单位产品所消耗的原材料)基础上的。n财务指标=∑di戈i式中：d一单位物耗；戈一单价。能耗指标=∑diYi式中：d一单位物耗；y一单位能耗系数。对于一个化肥企业，合成氨综合能耗是反映用能状况的主要指标之一，也是衡量企业效益好坏的主要标志之一。中石油兰州石化公司化肥厂合成氨装置于2001年9月底停车，进行了

3、原料以天然气代渣油的技术改造，并于同年底一次开车成功，改造的主要目标就是通过“油改气”来提高本企业以及股份公司整体效益。由于“油改气”工程为国内同类装置的首创，改造后出现仪表、电气方面的缺陷以及气化炉烧嘴使用周期短等多方面的问题，而且停车次数非常频繁，能耗居高不下，给生产带来了极大困难。但经过多次、长时间的尝试和攻关改造，目前这些问题基本上都被解决，使能耗明显下降。但还是没有达到期望值，与设计值差距较大。2合成氨综合能耗合成氨综合能耗可以分为2部分来分析，即原料能耗和燃动能耗，所谓原料能耗指原料气折合成能量的消耗，燃动能耗包括燃料、水、电、蒸汽以及空气等能源转化成能量的消

4、耗。2004年、2005年上半年能物耗完成情况及所占消耗的比例见表1和图1，近2年l一6月综合能耗对比见表2。从表2可以看出，2007年上半年合成氨综合能耗虽然完成装置达标指标(46．0GJ／t)，但与设计值比还存在着很大的差距，主要原因是1—6月因工艺、设备、仪表原因，造成3气生产多次波动影响，特别是3月配套检修，使能耗、物耗等多项指标上升较大。表12004--2005年能物耗完成情况图1各种物料在合成氨综合能耗中所占比例表2近2年1—6月综合能耗对比GJ／t年份1月2月3月4月5月6月累计2004年45．8l47．9346．8347．9I54．7450．2847．70

5、2005年46．7945．0350．6l43．9645．叭42．7845．27对比十O．98{2．9t3．7803．95÷9．73÷7．5I2．433合成氨综合能耗分析3．1天然气消耗分析1)近2年来1—6月原料天然气消耗对比见图2。1200

6、1000塞800铲600繁。00200t，能耗高出2．76GJ／t。2005年上半年各种原因停车10次，系统停车384h，则停车造成合成氨损失16008t，复工天然气损失2990k／m3。天然气损失造成吨氨单耗升高近18．12m3(2005年上半年氨产量16．5×104t)，能耗高出0．636GJ／t。计量误差成为重要原因。天然气计

7、量问题一直是比较关注的问题，因为计量误差是造成合成氨耗天然气较高的一个重要原因。据分析，进天然气计量表(FIQl2001)高于气化炉人口(FIQl9001A／B)与蒸汽加热炉(FIQl8002)之和，每小时高出近1200m3，另外，再加5％左右的分摊量，这些因素使合成氨耗天然气上升70m3／t，能耗上升2．45GJ／to3．2蒸汽消耗分析1)近2年l一6月蒸汽消耗情况对比见图3。76’05●螽4§蠢l一一一同1．蔫l。-辫}i一；藏。雾．i菲l摹l著i一々i一。§≤一i——J。《j。I．Ei●．≈．后翮l口2005年Il旦坠过堕I的差距，2005年上半年实际消耗10．0M

8、Pa蒸汽4．464t／t，与设计3．46t／t比单耗升高1．0t／t，能耗升高1．0t／t×3．8519=3．852CJ／t，占综合能耗8．5％。主要原因是：10．0MPa蒸汽管网压力高时，气化炉放空自动打开，造成放空；4．0MPa管网压力波动，造成PC706放空频繁打开；“油改气”采取了多处余热再利用，加之回收气化排污闪蒸低压汽，使0．44MPa管网蒸汽富余，尽管送老系统使用部分低压蒸汽(10t／h)，0．44MPa管网仍有放空。3个不同等级的蒸汽放空，都造成蒸汽的极大浪费和能耗上升。②合成氨装置由于受煤质影响，原设计中，原