蒸汽系統(tǒng)再平衡及低位熱能回收

江　超，喬　潔，馬　輝

(河南心連心化肥有限公司，河南 新鄉(xiāng)　453731)

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蒸汽系統(tǒng)再平衡及低位熱能回收

江超，喬潔，馬輝

(河南心連心化肥有限公司，河南 新鄉(xiāng)453731)

介紹了河南心連心化肥有限公司蒸汽系統(tǒng)及低位熱能回收相關(guān)改造，通過利用尿素副產(chǎn)0.39 MPa蒸汽代替部分0.5 MPa蒸汽，實(shí)現(xiàn)了蒸汽系統(tǒng)再平衡，通過增加疏水?dāng)U容器及低位水箱，將壓力在2.5 MPa以上蒸汽管線各疏水引至疏水?dāng)U容器，閃蒸得到0.5 MPa蒸汽，凝液排入低位水箱，將壓力在2.5 MPa以下蒸汽管線疏水直接引至低位水箱，凝液經(jīng)疏水泵加壓后送至除氧器作為系統(tǒng)補(bǔ)水，有效地回收了低位熱能。

蒸汽系統(tǒng)；低位水箱；低位熱能；節(jié)能降耗

余熱資源主要集中在低位熱能，余熱資源回收率低，低溫?zé)豳Y源分布也比較分散，回收這部分熱能并加以利用是具有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的。

河南心連心化肥有限公司(以下簡(jiǎn)稱公司)45·80原料結(jié)構(gòu)調(diào)整項(xiàng)目，采用先進(jìn)的潔凈煤氣化技術(shù)，包括6.5 MPa多噴嘴對(duì)置式水煤漿加壓氣化技術(shù)、中壓寬溫耐硫變換、低溫甲醇洗、液氮洗、中壓氨合成、改良的CO2汽提尿素生產(chǎn)工藝等。工藝流程先進(jìn)、自動(dòng)化程度高、原料消耗低、能耗低，合成氨產(chǎn)量已達(dá)到50萬t/a，尿素產(chǎn)量達(dá)到100萬t/a，為了節(jié)能降耗對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了較多的技術(shù)改造，有效支撐了公司的低成本戰(zhàn)略。

1　系統(tǒng)存在問題

1.1蒸汽系統(tǒng)

原料結(jié)構(gòu)調(diào)整項(xiàng)目共有兩套尿素生產(chǎn)系統(tǒng)，滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，兩套尿素系統(tǒng)共副產(chǎn)0.39 MPa蒸汽約20 t/h，系統(tǒng)原流程是將副產(chǎn)的0.39 MPa蒸汽送至三分廠造氣崗位生產(chǎn)半水煤氣，作為合成氨原料氣，實(shí)際利用效果較差，存在放空現(xiàn)象。

1.2低位熱能

水汽車間雙減崗位現(xiàn)場(chǎng)有各種高低壓蒸汽管道疏水管道約有90根左右，由于閥門內(nèi)漏等原因外排汽水混合物總量達(dá)20 t/h(含蒸汽5～6 t)，直接排入疏水溝送至凝液回收水地槽,然后通過自吸泵將凝液送至循環(huán)水回收管道作為循環(huán)水補(bǔ)水，蒸汽管道疏水排至地溝后，未凝結(jié)的蒸汽大量外逸，給現(xiàn)場(chǎng)操作帶來諸多不便，同時(shí)也造成資源浪費(fèi)。

針對(duì)上述情況，公司技術(shù)人員通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面排查，發(fā)現(xiàn)可以用尿素系統(tǒng)副產(chǎn)的0.39 MPa蒸汽取代合成溴化鋰機(jī)組、尿素溴化鋰機(jī)組、暖通溴化鋰機(jī)組及崗位伴熱使用的0.5 MPa蒸汽；同時(shí)通過增加相應(yīng)的回收裝置用以回收蒸汽管道疏水外排凝液作為系統(tǒng)補(bǔ)水，通過增加擴(kuò)容器回收利用部分低壓蒸汽，并送入低壓蒸汽管網(wǎng)，供相應(yīng)用戶使用。

2　改造方案

2.1蒸汽系統(tǒng)改造

在系統(tǒng)原0.5 MPa蒸汽管網(wǎng)上增加切斷閥，通過增加近路，將0.5 MPa蒸汽管線與尿素系統(tǒng)副產(chǎn)的0.39 MPa蒸汽管線連通，并利用原0.5 MPa蒸汽管線將尿素系統(tǒng)副產(chǎn)的0.39 MPa蒸汽送至合成溴化鋰崗位、暖通崗位及氣化崗位，分別作為合成溴化鋰崗位、暖通溴崗位制冷熱源及氣化崗位的伴熱蒸汽，改造流程如圖1所示。

用尿素系統(tǒng)副產(chǎn)的0.39 MPa蒸汽替代原暖通溴化鋰及熱交換站、合成溴化鋰機(jī)組、氣化伴熱蒸汽用0.5 MPa蒸汽，暖通溴冷機(jī)組可節(jié)約0.5 MPa蒸汽1.5 t/h；氣化單元伴熱系統(tǒng)，節(jié)約蒸汽約3 t/h；合成溴化鋰機(jī)組節(jié)約0.5 MPa蒸汽約5 t/h，既避免了0.39 MPa蒸汽的放空浪費(fèi)，同時(shí)又有效地降低了0.5 MPa蒸汽消耗，達(dá)到了資源的合理利用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

圖1　蒸汽系統(tǒng)改造

2.2蒸汽管道疏水回收

為了回收雙減崗位現(xiàn)場(chǎng)大量的蒸汽管道疏水，減少低位熱能浪費(fèi)，在雙減崗位現(xiàn)場(chǎng)增加一套回收裝置，用以回收凝結(jié)水及閃蒸蒸汽，回收流程如下：

將壓力等級(jí)在2.5 MPa以上蒸汽管道的疏水集中后引入到一個(gè)5 m3的擴(kuò)容器內(nèi)進(jìn)行汽水分離，將閃蒸出來的壓力約0.5 MPa蒸汽送至系統(tǒng)蒸汽管網(wǎng)，凝結(jié)水通過自動(dòng)疏水器送至低位水箱；同時(shí)從2.5 MPa疏水總管引出一支路至低位水箱，待疏水?dāng)U容器檢修時(shí)將疏水通過低位水箱進(jìn)行回收。

將壓力在2.5 MPa以下的各部分疏水集中后，直接引入低位水箱，低位水箱排汽管道上連接一臺(tái)15 m2的管殼式換熱器，利用系統(tǒng)循環(huán)水將排汽進(jìn)行換熱冷卻，進(jìn)行冷凝液回收。低位水箱配置兩臺(tái)流量為20 m3/h的疏水泵，一開一備，將回收的凝液加壓后送至熱回收崗位除氧器中，作為系統(tǒng)補(bǔ)水使用。改造流程如圖2所示。

圖2　蒸汽管道疏水回收

通過增加低位水箱，雙減崗位各蒸汽管道的疏水可以有效地回收利用，每小時(shí)可回收壓力0.5 MPa的低壓蒸汽6 t左右，回收冷凝液約15 t。在低位水箱裝置投運(yùn)后，產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)各疏水漏汽及凝液的回收利用，降低了公司的生產(chǎn)成本，并取得了一定的環(huán)保效應(yīng)。

3　經(jīng)濟(jì)效益

單套合成溴化鋰機(jī)組消耗0.5 MPa蒸汽5 t/h左右，合成溴化鋰崗位共有三套溴化鋰機(jī)組，兩開一備，年運(yùn)行時(shí)間約7 200 h，則每年可節(jié)約0.5 MPa蒸汽量約為7.2萬t。暖通溴化鋰及熱交換站用0.5 MPa蒸汽1.5 t/h左右，年運(yùn)行時(shí)間約6個(gè)月，則每年可節(jié)約0.5 MPa蒸汽量約為0.54萬t；氣化系統(tǒng)伴熱用蒸汽，每小時(shí)用量3 t左右，年投運(yùn)時(shí)間約3個(gè)月，則每年可節(jié)約0.5 MPa蒸汽量約為0.65萬t；0.5 MPa蒸汽價(jià)格按50元/t計(jì)算，則每年可節(jié)約0.5 MPa蒸汽折合約400余萬元。

4　結(jié)論

通過技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)了蒸汽資源的再平衡，通過對(duì)蒸汽管道的疏水進(jìn)行回收，將凝液作為系統(tǒng)補(bǔ)水使用，同時(shí)回收了部分0.5 MPa蒸汽，實(shí)現(xiàn)了資源的合理利用，從而有效地降低了生產(chǎn)成本，為公司創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)在同行業(yè)中有一定的借鑒作用。

2016-07-21

江超(1985-)，男，助理工程師，從事合成氨工藝的研究與設(shè)計(jì)工作，電話：18790501551。

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