節(jié)能降耗技術(shù)改造總結(jié)

王 翔

（山西天澤煤化工集團(tuán)股份公司 山西晉城048026）

節(jié)能降耗技術(shù)改造總結(jié)

王 翔

（山西天澤煤化工集團(tuán)股份公司 山西晉城048026）

0 前言

山西天澤煤化工集團(tuán)股份公司（以下簡(jiǎn)稱天澤化工公司）是一家擁有年產(chǎn)1200kt合成氨、2000kt尿素、400kt甲醇的大型煤化工企業(yè)，下屬煤氣化廠、化工廠、永豐公司3家生產(chǎn)企業(yè)。多年來依靠技術(shù)進(jìn)步，不斷完善、優(yōu)化工藝，不斷提升改造，在節(jié)能降耗方面取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

1 提升技術(shù)改造

1.1 等壓凈化節(jié)能改造

2010年，投資約2200萬元，對(duì)化工廠原有0.8MPa全低溫變換、變脫裝置實(shí)施了與2.7MPa碳酸丙烯酯脫碳裝置等壓提升改造項(xiàng)目，并將原變脫裝置改為半水煤氣脫硫裝置。第1次將半水煤氣脫硫壓力提升至0.8MPa，使合成氨變換、變脫、脫碳3個(gè)工序在同等壓力下凈化，可以減少約28%（體積分?jǐn)?shù)）的CO2變脫氣返回壓縮機(jī)，減少了壓縮機(jī)的無用功耗。項(xiàng)目投運(yùn)后，噸氨電耗下降了44kW·h，按280kt／a合成氨計(jì)，年節(jié)電1232萬kW·h；按電價(jià)0.42元／（kW·h）計(jì)，年節(jié)電費(fèi)517萬元；僅計(jì)年節(jié)電費(fèi)一項(xiàng)，約5年即可收回投資，節(jié)能效果明顯。

1.2 鏈條鍋爐節(jié)能改造

2012年，投資約1200萬元，將化工廠原35t／h鏈條鍋爐改成能摻燒造氣爐渣的循環(huán)流化床鍋爐，原陶瓷管除塵裝置改造為布袋除塵裝置，實(shí)現(xiàn)能源高效利用和減少污染物排放。投運(yùn)后，每天可摻燒造氣爐渣約110t，爐渣中可燃物質(zhì)量分?jǐn)?shù)由22.20%降至2.25%，鍋爐熱效率由原60%提升至90%以上，年可節(jié)燃料煤7675t，確保了生產(chǎn)蒸汽供應(yīng)。按燃料煤價(jià)格550元／t計(jì)，年可節(jié)約燃料成本422萬元。

1.3 循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能改造

該項(xiàng)目采用合同能源管理模式（EMC），由技術(shù)提供商投資將天澤化工公司下屬3個(gè)生產(chǎn)企業(yè)的循環(huán)水系統(tǒng)的水泵葉輪更換成高效能葉輪，在不影響水泵出水量的前提下，實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)節(jié)能。改造后，電機(jī)負(fù)荷減小，運(yùn)轉(zhuǎn)效率提高，設(shè)備使用壽命延長(zhǎng)。3家生產(chǎn)企業(yè)年節(jié)電1320萬kW·h，年節(jié)省電費(fèi)554.4萬元，節(jié)能效益顯著。

1.4 變換系統(tǒng)節(jié)能改造

2013年，針對(duì)永豐公司合成氨生產(chǎn)能力由日產(chǎn)1000t提高到1100t后，變換系統(tǒng)存在系統(tǒng)阻力大、蒸汽消耗高的問題，故投資700萬元，采取將原3段變換、2段噴水降溫式工藝改為4段變換、3段噴水降溫式工藝，同時(shí)加大主熱交換熱面積，新增噴水加熱器，充分回收變換反應(yīng)熱，盡量減少熱量外移的節(jié)能改造。2013年年底完成改造并投入生產(chǎn)，節(jié)能效果明顯。①系統(tǒng)處理氣量能力增大，合成氨產(chǎn)量由1000t／d提高至1100t／d以上。②系統(tǒng)阻力明顯下降，單套系統(tǒng)總壓差0.1MPa，系統(tǒng)阻力比改造前下降了0.6MPa。③蒸汽消耗大幅度降低。單套變換系統(tǒng)蒸汽用量為6.0～7.0t／h，段間噴水總量約為15.6m3／h，噸氨耗蒸汽約290kg，比改造前降低約373kg。按380kt／a合成氨計(jì)，可節(jié)約蒸汽141.7kt；按蒸汽100元／t計(jì)，年節(jié)約費(fèi)用1417萬元，投資回收期僅半年。

2 節(jié)能減排技術(shù)

2.1 余熱發(fā)電

2008年和2010年，分別投資3000萬元和1200萬元在煤氣化廠和永豐公司建設(shè)12MW和6MW余熱發(fā)電節(jié)能項(xiàng)目。余熱發(fā)電節(jié)能項(xiàng)目采用循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，即將合成氨生產(chǎn)過程中排放的吹風(fēng)氣和可燃尾氣集中回收后送至吹風(fēng)氣余熱鍋爐燃燒，產(chǎn)生高壓蒸汽送背壓式發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，發(fā)電后的0.4MPa低壓蒸汽再返回造氣系統(tǒng)循環(huán)使用。這兩個(gè)項(xiàng)目不僅可以有效減少尾氣排放，還可實(shí)現(xiàn)年發(fā)電約4000萬kW·h，節(jié)標(biāo)煤約14kt；按電價(jià)0.3元／（kW·h）計(jì)，年經(jīng)濟(jì)效益達(dá)1200萬元。

2.2 脫碳閃蒸氣回收

2010年，投資約600萬元，集中回收化工廠和永豐公司 4套碳酸丙烯酯脫碳裝置產(chǎn)生的16000m3／h（標(biāo)態(tài)）閃蒸氣，采用變壓吸附工藝技術(shù)，制得φ（H2）70.0%和φ（CO）3.2%的凈化氣約4500m3／h（標(biāo)態(tài)），可增產(chǎn)合成氨35.9t／d，相當(dāng)于年可節(jié)約標(biāo)煤11308.5t，年節(jié)省原料成本769萬元。以較少的投資達(dá)到尾氣的回收及其高效利用的目的，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能效益和環(huán)保效益的共贏。

2.3 廢油回收

2010年，投資了150萬元，在煤氣化廠建成了1套200t／a廢油再生利用裝置。該裝置對(duì)氮?dú)鋲嚎s機(jī)、CO2壓縮機(jī)、冰機(jī)及循環(huán)機(jī)等運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的廢油進(jìn)行回收再生和重新利用。每年可回收廢油約200t，每年節(jié)省費(fèi)用約120萬元。

2.4 溴化鋰制冷

2014年4月底，投資350萬元，利用CO2汽提尿素工藝中高調(diào)水加熱器出口130℃熱水需降溫到120℃的余熱，在化工廠實(shí)施了溴化鋰制冷降低氫氮?dú)鈮嚎s機(jī)一段進(jìn)口氣體溫度節(jié)能項(xiàng)目。該項(xiàng)目于2014年5月投運(yùn)，在6-8月高溫季節(jié)，壓縮機(jī)進(jìn)口半水煤氣溫度保持在約20℃，日均增產(chǎn)合成氨約20t，年可增產(chǎn)合成氨2000t，多產(chǎn)尿素3400t，年增加效益68萬元；噸氨節(jié)電6kW·h，每年節(jié)電192萬kW·h，節(jié)省電費(fèi)80.6萬元；2年多可收回投資。

3 其他配套改造

3.1 合理調(diào)配機(jī)泵流量

煤氣化廠凈化車間根據(jù)變換氣脫碳系統(tǒng)的碳酸丙烯酯溶液和變換氣脫硫系統(tǒng)的栲膠溶液的流量需求，采取將1臺(tái)流量720m3／h脫碳泵和流量450m3／h脫硫泵對(duì)調(diào)的辦法，在保證產(chǎn)量不變的情況下，每天可節(jié)電11180kW·h，每年可節(jié)電184.47萬kW·h，則年節(jié)約電費(fèi)77.5萬元。

3.2 改進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu)

煤氣化廠壓縮車間針對(duì)7MY50-305／314型氮?dú)鋲嚎s機(jī)因氣體中殘留水分過多、導(dǎo)致四級(jí)活塞環(huán)及氣缸磨損嚴(yán)重、檢修頻繁、嚴(yán)重影響生產(chǎn)、維修費(fèi)居高不下的狀況，集思廣益，利用檢修機(jī)會(huì)實(shí)施了6臺(tái)壓縮機(jī)四級(jí)進(jìn)口緩沖器內(nèi)部增加隔板和下部增加集液罐的改造措施。改造后，檢修次數(shù)減少，主機(jī)出力率提高2.8%。

3.3 改變?nèi)剂掀贩N

化工廠通過實(shí)施鍋爐摻燒弛放氣、改燒價(jià)低煙煤等節(jié)能措施，噸蒸汽耗煤下降約7kg，日均節(jié)約用煤成本約1.7萬元。

3.4 合理利用蒸氣能量

永豐公司對(duì)20臺(tái)造氣爐蒸汽供給系統(tǒng)進(jìn)行了節(jié)能改造，加裝了下吹蒸汽節(jié)流閥，在穩(wěn)定生產(chǎn)工藝條件的同時(shí)，平均每臺(tái)造氣爐可節(jié)約蒸汽約1.56t／d。按正常生產(chǎn)時(shí)運(yùn)行18臺(tái)造氣爐計(jì)，年節(jié)約蒸汽8424t，則年節(jié)約費(fèi)用84.24萬元。

3.5 提高有效氣體組成

為防止天澤化工公司3套CO2汽提法尿素裝置高壓圈設(shè)備腐蝕和阻止氫氣進(jìn)入爆炸區(qū)域，在CO2氣體中添加0.7%～0.8%（體積分?jǐn)?shù)）的防腐空氣，但是也帶入大量氮?dú)狻Ｓ捎诘獨(dú)饣静粎⒓踊瘜W(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致高壓系統(tǒng)放空氣量增大，影響物耗、能耗。CO2汽提法尿素裝置高壓圈4臺(tái)設(shè)備改加雙氧水后，防腐空氣量加入量減少，CO2中O2體積分?jǐn)?shù)下降至約0.5%，可降低CO2壓縮機(jī)功耗，同時(shí)，尿素裝置合成轉(zhuǎn)化率提高、放空氣量減少、噸尿素氨耗降低、中壓蒸汽消耗下降。以永豐公司為例，改加雙氧水后，400kt／a尿素裝置每天降低電耗1485kW·h、氨耗4t，年新增效益410萬元。

4 結(jié)語

科技進(jìn)步是企業(yè)生存和發(fā)展動(dòng)力之源泉，是推進(jìn)節(jié)能減排的有效途徑。通過節(jié)能減排，既節(jié)約了資源、保護(hù)了環(huán)境，還可使企業(yè)降低成本，增加效益，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2014-12-20）