甕福紫金化工股份有限公司節(jié)能創(chuàng)新措施

陳澤恩

（甕福紫金化工股份有限公司，福建 龍巖 364000）

0 引言

甕福紫金化工股份有限公司（以下簡稱公司）是一家年產(chǎn)30 萬t 磷酸、40 萬t 磷酸二銨和30 萬t凈化磷酸的磷化工企業(yè)，主要原材料是磷精礦和硫酸，主要能源消耗有燃煤、電、柴油等。能源加工轉(zhuǎn)換主要通過2 臺130 t/h、9.81 MPa 燃煤循環(huán)流化床鍋爐實現(xiàn)，鍋爐產(chǎn)生的高壓蒸汽用于發(fā)電，低壓蒸汽、電力供下游裝置使用。公司秉持“綠色發(fā)展，科技領(lǐng)先”的思路，持續(xù)開展一系列節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新工作，具體介紹如下。

1 主要節(jié)能創(chuàng)新措施

1.1 清潔循環(huán)水泵降壓頭節(jié)能

凈化磷酸裝置、熱電裝置等在生產(chǎn)過程中采用清潔循環(huán)水系統(tǒng)對生產(chǎn)介質(zhì)冷卻，循環(huán)水系統(tǒng)由涼水塔、循環(huán)輸送泵、管網(wǎng)及用水設(shè)備等組成，其中循環(huán)輸送泵是最大的耗能設(shè)備，其流量為4 500 m3/h，揚程48 m，電機功率800 kW，電壓10 kV，功率因數(shù)為0.85。運行為2 開1 備，運行電流為52 A。通過對系統(tǒng)需求進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)僅需26 m 揚程就能滿足系統(tǒng)運行壓力要求，最終確定系統(tǒng)揚程30 m。結(jié)合泵性能曲線（廠家資料）分析，采用葉輪切割的方式調(diào)整水泵壓力，使泵的運行工況從揚程48 m、流量4 500 m3/h 、軸功率680 kW 變?yōu)閾P程35 m、流量6 100 m3/h、軸功率670 kW。很多節(jié)能公司在輸水管線上增加水輪機來回收多余的機械能從而達(dá)到節(jié)能的目的，但增加水輪機需要重新增加投資而且還需要經(jīng)過能源轉(zhuǎn)換才能利用，它的效益遠(yuǎn)低于優(yōu)化水泵帶來的節(jié)能效益。

切割后單臺水泵供水能力增大，運行2臺切割泵也不再經(jīng)濟(jì)，公司采購1臺流量3 000 m3/h、揚程30 m的水泵來滿足原有系統(tǒng)供水需求。改造后，2臺泵的運行電流分別為52 A和25 A，流量9 200 m3/h，達(dá)到了設(shè)計預(yù)期，年節(jié)約蒸汽折標(biāo)準(zhǔn)煤390 t，節(jié)能產(chǎn)生效益（按年運行8 000 h，電價按0.584元/（kW·h）計）185萬元/a。

1.2 開展酸性循環(huán)水使用系統(tǒng)節(jié)能

酸性循環(huán)水系統(tǒng)為磷酸濃縮裝置提供冷卻水，使磷酸濃縮系統(tǒng)維持在絕對壓力11～18 kPa的真空環(huán)境下，水泵是該系統(tǒng)的最大耗能裝置，其參數(shù)為流量3 000 m3/h，揚程58 m，電機功率630 kW，功率因數(shù)0.85，電壓10 kV，設(shè)計為3開1備。為維持磷酸濃縮系統(tǒng)真空度，生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)4臺泵同時運行的情況，浪費嚴(yán)重，通過系統(tǒng)分析，采取了兩種措施來實現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化：一是降低系統(tǒng)用水壓力等級，充分利用好系統(tǒng)7 m水柱負(fù)壓條件和設(shè)計富余度來綜合測算系統(tǒng)壓力需求，最終將泵揚程下調(diào)（采用切割技術(shù)處理）至40 m；二是加強對產(chǎn)品單位消耗用水定額管理，根據(jù)負(fù)荷及時調(diào)整系統(tǒng)用水量，提升循環(huán)水耗能工質(zhì)的高效使用。通過以上兩項措施實現(xiàn)了在相同生產(chǎn)負(fù)荷的情況下循環(huán)泵的總電流減少50 A，按年運行8 000 h，電價0.584元/（kW·h）計算，每年實現(xiàn)節(jié)能效益344萬元，年節(jié)約蒸汽折標(biāo)準(zhǔn)煤723 t。

1.3 磷酸濃縮蒸汽噴射泵改液環(huán)真空泵

公司有3套磷酸濃縮裝置，原采用中壓蒸汽噴射為磷酸濃縮裝置提供絕對壓力11 ～18 kPa 的真空環(huán)境，每套裝置消耗蒸汽3 t/h，通過系統(tǒng)分析，濃縮系統(tǒng)的真空度主要靠酸性循環(huán)水系統(tǒng)冷卻蒸汽產(chǎn)生負(fù)壓，而蒸汽噴射泵主要作用是抽出系統(tǒng)中的不凝氣體，使煙氣與循環(huán)水充分混合接觸。分析得出該系統(tǒng)只用到中壓蒸汽的勢能，而占比大的熱能不做功而白白浪費掉。通過以上分析，采用液環(huán)真空泵（75 kW）代替蒸汽噴射方案，實施后，每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤4 747 t（每套裝置每年運行6 000 h，1.6 MPa 蒸汽1 t 折標(biāo)準(zhǔn)煤0.091 t，標(biāo)準(zhǔn)煤價格900 元/t，電價0.584 元/（kW · h）），產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益363萬元。

1.4 提高稀磷酸濃度，降低濃縮蒸汽消耗

公司生產(chǎn)的稀磷酸通過低壓蒸汽濃縮為w（P2O5）48%的濃磷酸供下游裝置使用，最初生產(chǎn)控制稀磷酸w（P2O5）在23%左右，與同行較好企業(yè)生產(chǎn)的稀磷酸（w（P2O5）在25%）有較大差距，通過認(rèn)真分析系統(tǒng)找差距，對反應(yīng)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)采取較為精準(zhǔn)的控制，最終達(dá)到了w（P2O5）25%的控制目標(biāo)，每年節(jié)省蒸汽12萬t，折算成標(biāo)準(zhǔn)煤10 670 t，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益960萬元。

1.5 回收鍋爐乏汽，減少蒸汽排放熱損失

公司鍋爐給水采用高溫?zé)崃Τ?，每小時大約產(chǎn)生蒸汽乏汽1 t，排放到大氣中造成了能源浪費和噪聲污染，通過增加乏汽回收裝置，回收系統(tǒng)自耗功率僅有15 kW，每年按運行8 000 h計，回收熱能相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤712 t，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約57萬元。

1.6 采用低濃度磷酸生產(chǎn)磷酸二銨，降低原料磷酸濃縮成本

磷酸生產(chǎn)時濃磷酸w（P2O5）控制在48%左右，在生產(chǎn)磷酸二銨過程中需要在尾氣系統(tǒng)中添加補充水14 t/h才能實現(xiàn)磷酸二銨生產(chǎn)系統(tǒng)正常運行，鑒于此，提出了降低磷酸濃度來實現(xiàn)正常生產(chǎn)的設(shè)想，從而達(dá)到磷酸濃縮節(jié)能。2014年通過工業(yè)化試驗，實現(xiàn)了低濃度磷酸生產(chǎn)磷酸二銨工藝技術(shù)革新，同時使磷酸二銨裝置補水量減少10 t/h，則磷酸裝置減少濃縮蒸發(fā)量為10×5 000 t（按磷酸二銨裝置年運行5 000 h計），每年可節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤5 117 t，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益460萬元。

目前，公司生產(chǎn)的濃磷酸需全部凈化后再用來生產(chǎn)磷酸二銨，工藝已發(fā)生改變，但該技術(shù)可以給同行業(yè)磷酸二銨生產(chǎn)企業(yè)以啟迪與借鑒，避免磷酸濃縮后又加水稀釋而浪費能源情況發(fā)生，實現(xiàn)了工藝節(jié)能，為企業(yè)增效。

2 節(jié)能成效

公司通過節(jié)能技術(shù)改造，為企業(yè)增加年收入（不含1.6 節(jié)項目收益）1 905 萬元，節(jié)約能源折標(biāo)煤17 262 t。前面的收益是按等量值折標(biāo)準(zhǔn)煤來計算的，若按能源的加工轉(zhuǎn)換損耗來計算，節(jié)能收益更為可觀。在社會效益方面，通過節(jié)能技改減少能源的使用，實現(xiàn)了減排粉塵1.2 萬t/a、溫室氣體CO24.47萬t/a、SO21 345 t/a和NOx672 t/a，踐行了國家的節(jié)能綠色發(fā)展理念，同時還獲得了國家綠色制造獎勵資金支持。

3 結(jié)語

（1） 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，節(jié)能技術(shù)不斷發(fā)展，涌現(xiàn)出很多節(jié)能新技術(shù)和節(jié)能管理新手段，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（能源管理平臺）的應(yīng)用，使節(jié)能管理變得簡單，能源管理決策變得更科學(xué)合理。

（2） 加強節(jié)能項目的挖掘和節(jié)能技改的可行性研究，積極實施經(jīng)濟(jì)效益好、節(jié)能效果明顯的項目，可切實為企業(yè)帶來實效。

（3） 節(jié)能創(chuàng)收效益是直接快速的，主要體現(xiàn)在減少能源購進(jìn)成本，減少支出的部分就是利潤，它不需經(jīng)過產(chǎn)品投放市場環(huán)節(jié)長周期轉(zhuǎn)化，可實現(xiàn)快速收益。

（4） 節(jié)能工作可發(fā)動全員參與，從細(xì)處著手，采取多舉措多環(huán)節(jié)全覆蓋，對標(biāo)先進(jìn)，尋找差距，先易后難，向生產(chǎn)管理各環(huán)節(jié)要效益。