節能降耗技術改造總結

王 翔

（山西天澤煤化工集團股份公司 山西晉城048026）

節能降耗技術改造總結

王 翔

（山西天澤煤化工集團股份公司 山西晉城048026）

0 前言

山西天澤煤化工集團股份公司（以下簡稱天澤化工公司）是一家擁有年產1200kt合成氨、2000kt尿素、400kt甲醇的大型煤化工企業，下屬煤氣化廠、化工廠、永豐公司3家生產企業。多年來依靠技術進步，不斷完善、優化工藝，不斷提升改造，在節能降耗方面取得了較好的經濟和社會效益。

1 提升技術改造

1.1 等壓凈化節能改造

2010年，投資約2200萬元，對化工廠原有0.8MPa全低溫變換、變脫裝置實施了與2.7MPa碳酸丙烯酯脫碳裝置等壓提升改造項目，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個工序在同等壓力下凈化，可以減少約28%（體積分數）的CO2變脫氣返回壓縮機，減少了壓縮機的無用功耗。項目投運后，噸氨電耗下降了44kW·h，按280kt／a合成氨計，年節電1232萬kW·h；按電價0.42元／（kW·h）計，年節電費517萬元；僅計年節電費一項，約5年即可收回投資，節能效果明顯。

1.2 鏈條鍋爐節能改造

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流化床鍋爐，原陶瓷管除塵裝置改造為布袋除塵裝置，實現能源高效利用和減少污染物排放。投運后，每天可摻燒造氣爐渣約110t，爐渣中可燃物質量分數由22.20%降至2.25%，鍋爐熱效率由原60%提升至90%以上，年可節燃料煤7675t，確保了生產蒸汽供應。按燃料煤價格550元／t計，年可節約燃料成本422萬元。

1.3 循環水系統節能改造

該項目采用合同能源管理模式（EMC），由技術提供商投資將天澤化工公司下屬3個生產企業的循環水系統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，實現水泵電機節能。改造后，電機負荷減小，運轉效率提高，設備使用壽命延長。3家生產企業年節電1320萬kW·h，年節省電費554.4萬元，節能效益顯著。

1.4 變換系統節能改造

2013年，針對永豐公司合成氨生產能力由日產1000t提高到1100t后，變換系統存在系統阻力大、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，同時加大主熱交換熱面積，新增噴水加熱器，充分回收變換反應熱，盡量減少熱量外移的節能改造。2013年年底完成改造并投入生產，節能效果明顯。①系統處理氣量能力增大，合成氨產量由1000t／d提高至1100t／d以上。②系統阻力明顯下降，單套系統總壓差0.1MPa，系統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，可節約蒸汽141.7kt；按蒸汽100元／t計，年節約費用1417萬元，投資回收期僅半年。

2 節能減排技術

2.1 余熱發電

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12MW和6MW余熱發電節能項目。余熱發電節能項目采用循環經濟模式，即將合成氨生產過程中排放的吹風氣和可燃尾氣集中回收后送至吹風氣余熱鍋爐燃燒，產生高壓蒸汽送背壓式發電機組進行發電，發電后的0.4MPa低壓蒸汽再返回造氣系統循環使用。這兩個項目不僅可以有效減少尾氣排放，還可實現年發電約4000萬kW·h，節標煤約14kt；按電價0.3元／（kW·h）計，年經濟效益達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生的16000m3／h（標態）閃蒸氣，采用變壓吸附工藝技術，制得φ（H2）70.0%和φ（CO）3.2%的凈化氣約4500m3／h（標態），可增產合成氨35.9t／d，相當于年可節約標煤11308.5t，年節省原料成本769萬元。以較少的投資達到尾氣的回收及其高效利用的目的，實現了經濟效益、節能效益和環保效益的共贏。

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。該裝置對氮氫壓縮機、CO2壓縮機、冰機及循環機等運轉設備在運行過程中產生的廢油進行回收再生和重新利用。每年可回收廢油約200t，每年節省費用約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水加熱器出口130℃熱水需降溫到120℃的余熱，在化工廠實施了溴化鋰制冷降低氫氮氣壓縮機一段進口氣體溫度節能項目。該項目于2014年5月投運，在6-8月高溫季節，壓縮機進口半水煤氣溫度保持在約20℃，日均增產合成氨約20t，年可增產合成氨2000t，多產尿素3400t，年增加效益68萬元；噸氨節電6kW·h，每年節電192萬kW·h，節省電費80.6萬元；2年多可收回投資。

3 其他配套改造

3.1 合理調配機泵流量

煤氣化廠凈化車間根據變換氣脫碳系統的碳酸丙烯酯溶液和變換氣脫硫系統的栲膠溶液的流量需求，采取將1臺流量720m3／h脫碳泵和流量450m3／h脫硫泵對調的辦法，在保證產量不變的情況下，每天可節電11180kW·h，每年可節電184.47萬kW·h，則年節約電費77.5萬元。

3.2 改進設備結構

煤氣化廠壓縮車間針對7MY50-305／314型氮氫壓縮機因氣體中殘留水分過多、導致四級活塞環及氣缸磨損嚴重、檢修頻繁、嚴重影響生產、維修費居高不下的狀況，集思廣益，利用檢修機會實施了6臺壓縮機四級進口緩沖器內部增加隔板和下部增加集液罐的改造措施。改造后，檢修次數減少，主機出力率提高2.8%。

3.3 改變燃料品種

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

3.4 合理利用蒸氣能量

永豐公司對20臺造氣爐蒸汽供給系統進行了節能改造，加裝了下吹蒸汽節流閥，在穩定生產工藝條件的同時，平均每臺造氣爐可節約蒸汽約1.56t／d。按正常生產時運行18臺造氣爐計，年節約蒸汽8424t，則年節約費用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備腐蝕和阻止氫氣進入爆炸區域，在CO2氣體中添加0.7%～0.8%（體積分數）的防腐空氣，但是也帶入大量氮氣。由于氮氣基本不參加化學反應，從而導致高壓系統放空氣量增大，影響物耗、能耗。CO2汽提法尿素裝置高壓圈4臺設備改加雙氧水后，防腐空氣量加入量減少，CO2中O2體積分數下降至約0.5%，可降低CO2壓縮機功耗，同時，尿素裝置合成轉化率提高、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 結語

科技進步是企業生存和發展動力之源泉，是推進節能減排的有效途徑。通過節能減排，既節約了資源、保護了環境，還可使企業降低成本，增加效益，增強競爭力。

2014-12-20）