浅谈大型合成氨生产装置节能降耗途径

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1、浅谈大型合成氨生产装置节能降耗途径　　摘要：针对国内现有大型合成氨生产装置，在不经过大的技改项目和无需大量资金投入的情况下，通过在开停车及装置运行维护过程中的一系统列优化操作、介质回收、无接缝衔接，深挖装置潜能，最大限度地实现现有装置节能降耗。关键词：节能降耗优化控制现阶段国内较早引进的一批大型合成氨生产装置大多经过一次或几次扩能技改，与当今先进的装置相比，能耗偏高主要受限于主线工艺流程的差别，再进行大规模的技改技革来实现节能降耗已极不经济，只有在现有装置基础上实施小的革新及开停车过程、正常运行中进行优化操作来实现节能降耗。以某公

2、司生产装置为例：某合成氨装置是凯洛格工艺天然气连续加压转化日产1000吨氨装置，经过两次技改产量达到1500T/D，能耗也由开始的9.37Gcal/TNH3降低到7.85Gcal/TNH3，但离国际先进能耗水平6.5Gcal/TNH3仍有一定的差距。现以该装置为引导，对各节能降耗具体途径及效果情况进行总结与说明。1、装置正常生产运行中采取的节能降耗措施51.1、原料气压缩机低压缸进口采取提压操作：装置原设计中低压缸进口压力为0.47MPa，根据压缩机性能曲线我们将低压缸进口压力提至最高达到0.57MPa，由于低压缸进口压力的提高，

3、低压缸出口压力也较大的提高，与未提压运行时的100%负荷相比，转速下降了400RPM，一级后压力降低了0.05MPa，对应透平蒸汽耗量减少了0.9T/H，吨氨消耗减少0.012Gcal。需要注意的是，由于压力的提高其导致出口分离器117-F的运行压力接近安全阀整定值，需对117-F作强度试验并根据强度试验结果提高其安全阀的整定值，以实现提压后运行的安全稳定。1.2、循环（冷却）水温度对压缩机组透平蒸汽用量的影响根据装置运行参数得出，在高负荷情况下若凉水塔的出水温度在26～28℃以上，通过增开凉水塔一台冷却风扇可使出水温度将下降2℃

4、左右。从能耗的角度考虑吨氨电耗增加了0.007Gcal，吨氨汽耗是降低了0.025Gcal，综合能耗降低0.018Gcal。高温季节不得不全开风机的时间和低负荷下返回阀有开度的时间，全年需要多开风机的时间约200天以上，预计全年可节约总费用约116万元。风机运行台数调整的同时现场各岗位应对各机泵油温作相应调整，并根据工艺参数的化对各水冷器水量作调整，以达到最优化。1.3、空压机运行方式优化5101-J、JA并联同时向系统送工艺空气，101-J为蒸汽透平驱动，而101-JA动力来源于电机，两台空压机负荷变化对系统能耗有较大的影响，以

5、生产中采集的两组数据进行对比列表如下（压缩机机出口压力、循环水温度、气温基本一致）从表中对比可看出，101-J一级后压力由1.078MPa上涨至1.173MPa，机组多送出空气3.1T/H，透平蒸汽用量增加2.3T/H，多送出1吨空气增加0.74吨，耗能约为0.518Gcal，从费用来多送出1吨空气花费113元（按每吨蒸汽153元计）；101-JA电流由472A增加至494A，机组多送出空气1.9T/H，计算出多耗电194KW.H，折算出多送一吨空气多耗0.089Gcal（1KW.H的热值按860kcal来计算），从费用来多送出1

6、吨空气花费41元（1度电按0.4元计）。通过以上的比较得出将透平负荷将电机转移可将吨氨能耗降低0.518-0.089=0.429Gcal。所以在系统负荷满足两个机组的防喘振阀均关完的情况下，应先加101-JA的负荷，直至机组额定负荷后再增加101-J的负荷，以实现装置节能降耗及两台机组的优化运行。2、开停车过程中对可燃介质的回收52.1、对钴钼加氢和氧化锌升温放空天然气的回收：通过配置管线将其中一部分作为一段炉燃料气，一部分返回进入天然气压缩机102-JLP进口循环利用，每次开车的回收量达7万标方，停车降温时可同样进行回收，流量在

7、2万标方左右。2.2、对停车后合成系统卸压气体的回收：合成系统停车后可对驰放气回收作一段炉燃料气用，直至合成系统压力降至3Mpa，可回收驰放气量约5万方。2.3、对低变还原载气的回收：新更换低变催化剂在开车过程中需进行还原操作，还原载气一般为天然气，平均流量约为16000Nm3/H，在满足还原质量和系统稳定的情况下，通过新配专用回收管线，可实现载气的全部回收。3、无接缝开车及开车过程中负荷控制3.1、无接缝开车首先是建立在检修质量过关、调节阀联动完好、机泵有条件的试车及有条件的查漏情况下才能实现，关键在于开车过程中各阶段的衔接配合

8、，各工段做好充分开车准备工作，保证整个开车流程才能畅通，不至于出现要投用时还不具备条件的情况，力争做到等待、拖延时间为零，实现无节缝开车就等于减少排放及节能降耗。3.2、开车过程中不同阶段负荷的控制3.2.1、系统在开车时加天然气时要求的负荷为18