取消優惠電價后對傳統流程氮肥企業的影響與節電技術措施

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取消優惠電價后對傳統流程氮肥企業的影響與節電技術措施

於子方(上海達門化工工程技術有限公司上海200063)鄭偉中(全國化肥工業信息總站上海200062)

2015年4月13日，國家發改委下發《關于降低燃煤發電上網電價和工商業用電價格的通知》(發改價格【2015】748號)，決定自2015年4月20日起進行電價調整，全國燃煤發電上網電價平均下調約0.020 元/(kW·h)，全國工商業用電價格平均下調約0.018元/(kW·h)，全面推進工商業用電同價。對于化肥用電，文件中進行了專門規定，提出要逐步取消化肥電價優惠，化肥生產用電執行相同用電類別的工商業用電價格；優惠價差較大的地方，分兩步到位，2016年4月20日起全部取消電價優惠。

1取消優惠電價后對傳統流程氮肥企業的影響

氮肥行業是化學工業的用電大戶，歷年來，由于其支農的屬性，為保障農業生產需求，一直享受了國家給予的諸多優惠政策(天然氣價格、電價、鐵路運價、增值稅等)。隨著我國市場經濟的不斷改革與發展，議論多年的取消優惠政策的問題現在終于開始實行，這次取消的優惠電價是諸多優惠政策中對企業影響最大的一項。

1.1電力成本在噸氨成本中所占的比例

2015年1月至7月部分省份化肥企業電力成本在噸氨成本中所占的比例見表1。從表1可見，電力成本在噸氨成本中所占的比例逐步在上升，2015年4月后更突出。2016年4月20日起將全部取消優惠電價，電力成本在噸氨成本中所占的比例將會更大。

表1　 2015年1月至7月部分省份化肥企業電力成本在噸氨成本中所占的比例

1.2不同程度的影響

氮肥行業合成氨生產由于采用的原料路線及工藝流程的不同，噸氨電耗相差較大(見表2)，因而影響程度也不同。

表2　2015年1月至6月部分企業噸氨消耗

從表2數據中可見：①采用無煙煤為原料、固定層常壓氣化工藝的企業噸氨電耗為1 100～1 300 kW·h；②采用非無煙煤為原料、氣流床加壓氣化工藝的企業噸氨電耗為200～450 k W·h；③采用天然氣為原料、引進大型裝置的企業噸氨電耗為70～130 kW·h。

按以上3種不同原料路線與工藝流程的企業，①，②和③工藝噸氨電耗分別為1 200 kW·h，320 kW·h 和100 kW·h計，在取消優惠電價后，3種企業用電成本影響情況見表3。

表3　3種企業用電成本影響情況

從表3可見，影響程度最大的是現有大多數以無煙煤為原料的氮肥企業，其次是以非無煙煤為原料采用加壓氣化工藝的企業，影響最小的是以天然氣為原料的大型企業。

2主要節電技術措施

隨著電價的不斷上漲及化肥優惠電價的最終取消，對氮肥企業的影響程度很大，降低合成氨的電耗對降低產品成本將是關鍵因素之一。首先要從企業自身下功夫，加強節電(水)的技術改造，主要可采用的節電(水)的技術措施如下。

2.1從壓縮系統下功夫

(1) 淘汰落后高能耗的氮氫壓縮機。氮氫壓縮機的電耗占合成氨電耗的65%～70%，因此，合理選擇與使用壓縮機對噸氨電耗關系十分密切。應采用節電高效的大型機組取代落后、高能耗的L3.3- 17，4M8，4H8型等陳舊壓縮機，噸氨可節電50～70 kW·h。

(2) 盡可能不采用不同氮氫壓縮機機型的并機使用，防止由于并機的不和諧而造成無效功損失與影響運行故障周期。

(3) 提高氮氫壓縮機維修質量，選用可靠質優的氣閥，延長機組無故障運行時間，減少氣體內漏，以確保機組的有效出力、降低電耗。

(4) 利用合成氨生產過程低位能余熱(熱水、蒸汽冷凝液等)，通過溴化鋰制冷機組制取低溫冷水，降低氮氫壓縮機進口半水煤氣溫度，可提高機組出力2%～3%，噸氨降低電耗30～40 kW·h，尤其是夏季氣溫較高時，其增產與節電的效果更加有效。

除上述技術措施之外，還有必要在氮氫壓縮機前增設煤氣電除焦油器，以提高煤氣凈化質量，減少氫氮壓縮機的停機次數，延長有效運行時間，有利于降低電耗；提高造氣半水煤氣有效氣(CO+H2)含量、減少半水煤氣中CH4含量，可降低噸氨半水煤氣消耗量，降低噸氨壓縮機電耗；降低脫硫系統阻力，可提高氫氮壓縮機一段入口氣體壓力；降低合成氨系統的合成壓力等，都有利于降低氮氫壓縮機電耗。

2.2采用先進節能工藝技術

2.2.1新型高效變換氣脫硫塔技術

針對變換氣脫硫塔原有填料塔使用中存在的堵塔、阻力較大、脫硫液循環量大等問題，長春東獅科貿實業有限公司研究開發出新型復合式QYD脫硫塔并成功取代填料塔。通過使用證明，該技術比填料塔具有脫硫效率高、脫硫液循環量可降低1/3左右、噸氨節電20～30 kW·h、不堵塔、占地少、投資小等特點。

2.2.2等溫變換工藝技術

等溫變換技術是針對現有變換工藝的多段反應、多次換熱調溫所存在的流程長、系統阻力大等問題而開發的，近年來，由湖南安淳高新技術有限公司、石家莊正元塔器設備有限公司、南京敦先化工科技有限公司等企業先后研發成功該技術。通過使用結果證明，該技術與現有工藝相比，具有流程短、設備少、系統阻力小、CO轉化率高、操作簡單、調節靈活、投資省等特點，對企業降耗節能、增加效益有明顯效果。

此外，可結合企業產品結構調整與改造，將變換系統壓力從0.8 MPa提升至2.1 MPa(視整個生產工藝不同而定)，從而噸氨可減少870～940 m3(標態)氣體從0.8 MPa提壓至2.1 MPa的壓縮功，節約壓縮電耗30 kW·h左右。

2.2.3低能耗變壓吸附(PSA)脫碳工藝技術

為進一步降低能耗，成都天立化工科技公司在原有PSA脫碳工藝技術基礎上，研發了低能耗二段全回收PSA脫碳工藝技術，其核心原理是利用系統內雜質氣體的動能和濃度差異，對凈化和提純段分別進行吹掃解吸、沖洗再生，取代真空泵，提高有效氣體的收率。實際運行結果表明：H2損失<0.5%，N2損失<2.0%；與原有工藝相比，噸氨節電35～40 kW·h，節水8～9 m3。

2.2.4醇烴化或醇烷化精制工藝技術

該技術屬清潔生產工藝，主要是取代落后的銅洗精制工藝，具有工藝流程短、氣體凈化度高、操作安全穩定、能耗低、運行費用低等優點。使用該技術可節約原材料(銅、氨、乙酸)，噸氨可節省蒸汽350 kg左右，節電30 kW· h左右，又有很好的保護環境效果。

2.2.5低壓氨合成工藝技術

隨著技術不斷提升，氨合成已逐步向低壓力、低阻力、低空速、高凈值的低能耗方向發展。國內多家專業技術公司開發了多種<20 MPa的低壓氨合成工藝技術，并在部分企業獲得應用成果。通過使用結果證明，該技術具有明顯的節能與經濟效益，噸氨可節電50～60 kW·h。

2.3采用熱功、熱電制冷聯產節電技術

隨著合成氨生產規模的不斷擴大，蒸汽用量及低位能余熱也不斷增加，如何合理利用蒸汽與低位能余熱的能量、提高能量利用率，已逐步引起重視。

(1) 蒸汽熱功聯產：該技術是利用蒸汽壓差，通過蒸汽動力裝置(也稱蒸汽透平)取代電機來驅動生產工序中有關轉動設備(泵、風機等)，具有投資小、易改造、節電與效益明顯等優點。

(2) 蒸汽熱電聯產：該技術是利用自產的中、高壓蒸汽通過汽輪發電機先發電，然后背壓出低壓蒸汽供生產自用，從而減少外供電力，有利降低用電成本。

(3) 低位能余熱利用：該技術是利用合成氨生產過程產生的低位能余熱(熱水、蒸汽冷凝液等)，通過溴化鋰制冷機組制取低溫冷水，降低氮氫壓縮機進口煤氣溫度、脫碳系統脫碳吸收液用量、氨合成系統循環氣氣量等，可達到增產、節能、節電的效果。

2.4機泵電機采用變頻調速技術

對因負荷變化、經常造成機泵電機“大馬拉小車”的轉動設備，如造氣的爐條機、鍋爐給煤機、給水泵、空氣鼓風機、羅茨鼓風機、甲銨泵、液氨泵等，采用變頻調速技術，實現平滑的無級調速，在生產過程中能獲得較佳調速效果，從而可取得明顯節電效果。對于高壓大、中容量交流電機的調速，可采用內窺載波調速技術，與高壓變頻調速技術相比，具有效率高、價格低、功率因數高等優點。

2.5高效蒸發冷凝(冷卻)器節電、節水技術

該技術是采用熱力學、傳熱學、工程學的先進技術及高效傳熱元件，對交叉式冷卻塔和傳統蒸發式冷凝器進行優化組合，從而使蒸發冷凝(冷卻)器具備結構緊湊、占地少、質量輕、安裝方便等優點，提高換熱效率與冷卻冷凝效果，達到運轉功率小、耗電量少、冷卻水耗量少的節能效果，是取代傳統的水冷冷凝器與冷卻塔的有效節能設備，已在氨冷凍、氨合成、氣體壓縮、甲醇精餾等系統的氣體冷卻、冷凝及液體冷卻方面得到應用，取得明顯節能增效的成果，噸氨可節電30～40 kW·h。

2.6系統優化節電技術

該節電技術是對半導體瞬流控制技術、復合式實時濾液技術和遠程跟蹤與診斷技術的重大突破，以10-12s的反應速度對瞬流和高次諧波進行及時測試和有效控制，同時能擬制消除設備開關啟合引起的色絡效應和高能量突變引起的瞬流，提高電源質量、減少電損和提高系統用電設備的效率，達到節電的目的。采用該節電技術后，噸氨可節電10 kW·h左右。

除上述主要節電技術措施外，應重視以下幾個方面工作：加強更新與淘汰落后高耗電設備；加強電氣設備與線路的管理，減少電力損耗；不斷完善用電、用水計量設施并強化考核和獎罰制度；加強職工節電、節水教育；發動職工群策群力并開展節電、節水技術創新。

3關注電力體制改革，爭取合理用電價格

我國的電力體制改革自2002年國務院下發《關于印發電力體制改革方案的通知》(簡稱5號文)至今已十多年來，還沒有徹底完成，遇到的阻力大，進展也很困難。我國電力系統發電機組中有72%左右為常規火力發電機組，目前的電力市場仍缺乏統一開放的競爭機制，無論是發電量還是上網和售電價格，均帶有較強的計劃經濟色彩，電價的確定缺乏科學合理的機制。對此狀態，各方面都希望加快推進電力體制改革。

中共中央與國務院對電力體制的改革也十分重視，國務院2014年9月10日批準《廣東電力用戶與發電企業直接交易深化試點方案》、2014年11月4日發布的《關于深圳市開展輸配電價改革試點通知》的試點工作，這一改革已經迅速擴大到5個省區。

2015年3月，中共中央、國務院發布《關于進一步深化電力體制改革的若干意見》，要求電力行業實施“三個開放、一個獨立、一個深化、三個加強”，重構發電、輸配電和售電市場及其秩序，建立有效競爭的電力交易市場機制。這次電力市場改革將構建有效競爭的電力市場交易體系，電價通過市場來決定，使電力生產和售電價格趨于合理，使企業具有一定的轉移成本能力，并通過電力市場的有效配置和電價的合理確定，引導電力市場的供需結構。

價格是市場機制的核心，價格改革始終是經濟改革的重要組成部分，是建立市場機制必須要闖的一道“坎”，電力系統輸配電價改革試點已在部分省區加快進行。2015年8月24日中共中央、國務院頒布《關于深化國有企業改革的指導意見》，2015年9月15日中央深化改革領導小組第16次會議通過《關于推進價格機制改革的若干意見》，這必將有力地推進發電、輸配電價格改革的進程，期盼早日完成，能確定合理的用電價格，促進氮肥企業健康發展。

(收到修改稿日期2015- 12- 03)