杨安成 ， 顾朝晖 ， 徐严伟 ， 吕云辰 ， 樊安静

(河南心连心化肥有限公司 ， 河南 新乡　453731)



蒸汽热力管网系统节能优化

杨安成 ， 顾朝晖 ， 徐严伟 ， 吕云辰 ， 樊安静

(河南心连心化肥有限公司 ， 河南 新乡453731)

蒸汽作为化工企业日常产品生产中重要的能源之一，有着耗量大、使用环节多、管网分布广等特点。结合公司“24.40”系统合成氨、尿素生产装置蒸汽生产、使用过程中存在的问题进行分析并提出优化措施，提高蒸汽网络使用能效。

蒸汽管网 ； 节能 ； 优化

0　前言

河南心连心化肥有限公司“24.40”(240 kt/a合成氨，400 kt/a尿素；以下简称二期系统)系统蒸汽网络中分布有5.3、3.0、2.2、1.3、0.5 MPa等不同等级的蒸汽管路，来源包括热电车间、合成废锅、低压甲醇、造气夹套自产等，同时“24.40”蒸汽管网与其他系统(“18.30”工程系统；以下简称一期系统)蒸汽管网进行管道串联。日常装置生产运行工况的改变对蒸汽的生产与消耗具有显著的影响，高效的产出、减少潜能浪费、合理利用蒸汽等级等措施，能够降低企业生产成本，提高经济效益。

1　蒸汽使用现状

1.1锅炉生产负荷低，蒸汽热力生产效率有待提高

公司二期系统蒸汽热力生产使用的是次高压、次高温TG-130/5.29-M型锅炉，采用循环流化床燃烧技术。结合现场运行数据对锅炉热力生产效率进行计算，耗煤热量和蒸汽热量计算的基础数据均为2月份系统运行较正常生产数据计算得出。

蒸汽热力生产效率(%)=η1/η2=79.2%

结果显示，二期工程系统蒸汽热力生产效率不到80%，锅炉生产负荷较低，系统实际蒸汽产量仅90 t/h，与锅炉自身额定负荷相比还有很大提升空间。

1.2蒸汽分级利用不合理

二期系统合成废锅副产约35 t/h的3.0 MPa蒸汽通过烃化预热器后，约10 t/h输送至变换工段，另富余的25 t/h的3.0 MPa蒸汽经调节阀减压后并入1.3 MPa蒸汽管网，存在蒸汽热能浪费现象。6机生产时，造气夹套产生约26 t/h的较低温饱和蒸汽与管网中合成废锅产生的高温蒸汽汇合，调节至200 ℃左右送至尿素工段使用。

1.3跑冒滴漏、冷凝液乱排造成资源浪费

管道腐蚀或密封不严等因素造成多处蒸汽“跑冒滴漏”现象，例如：合成疏水阀、蒸汽控制阀腐蚀严重，造成蒸汽泄漏；变换工段配液槽开放式操作，特别冬季气温低，溶剂热量散失较快，加热蒸汽的“跑冒滴漏”现象更显著。

通过蒸汽换热设备所排放的冷凝液，不能及时回收或回收量较少，从而加大脱盐水使用量，并损失大量热量。例如变换工段熔硫后冷凝液量较少(3～4 t/d)，冷凝液集中送水管网循环使用的周期为5 d，影响冷凝液热量的及时回收利用。

2　节能优化措施

2.1提高锅炉负荷，增加效益

二期工程系统蒸汽热力实际生产效率仅80%左右，提高锅炉生产负荷，实际蒸汽产量能够增加30 t/h。由于公司生产系统规模较之周边小企业占优势，生产出的蒸汽品质较优，可以外售周边企业供热、生产等使用。

2.2增加中压甲醇系统

二期系统中压甲醇出口CO+CO2含量较高，原有装置需要通过加开经循环机提压后，继续循环反应，以降低该工艺指标。针对这种情况，二期合成现场增加一套中压甲醇工序。合成废锅过热蒸汽产量，刚好满足中压甲醇装置中的烃化蒸汽加热器和醇化蒸汽加热器使用(烃化蒸汽加热器需要蒸汽量为17.60 t/h，醇化蒸汽加热器需要蒸汽量为14.08 t/h，需要总蒸汽量为31.68 t/h)。

2.3合新增汽轮拖动造气风机

针对合成废锅富余的3.0 MPa蒸汽，现场增加一套汽轮机，通过汽轮机拖动造气1#风机运行，代替电机驱动，以达到余热余压的合理利用，富余的电量传到电网。

2.4冷凝液回收利用

冷凝液回收及其热量的利用，是蒸汽供热系统中节约能源的重要部分之一。例如回收高温冷凝水的热量，可以减少锅炉排放污染，并降低水处理量。另外排查现场冷凝液产量0.2 t/h以上的工序，增设回收管道，及时回收并合理利用这些分散的冷凝液热效，减少能量消耗。

2.5加强现场蒸汽能源管理，做好保温工作，及时消除泄漏

对存在蒸汽漏损的管网进行重新保温、加固、消缺补漏，从源头上降低蒸汽热损失和“跑冒滴漏”现象发生，最大限度地提高热利用率。现场操作人员对本工段现场相关蒸汽阀门和排水阀进行排查，杜绝“跑汽、漏汽”现象。并且加强各班组对生产设备用汽状况的巡查，防止蒸汽内漏的发生，随发现随整改，提高蒸汽使用效率，避免浪费的发生。

3　效果分析

3.1多产蒸汽效益

通过提高二期工程系统锅炉负荷，可以增加30 t/h蒸汽的产量进行外售。公司吨蒸汽成本90元(电耗、煤耗、脱盐水成本、人工等其他费用综合计算)，按照年运行8 000 h计算：年蒸汽生产量= 30 t/h×8 000 h= 240 000 t；外售价格为102元/t，则多产蒸汽效益288万元。

3.2醇后气达标

新一套中压甲醇运行能够促使气体循环反应完全，保证控制醇后气CO+CO2含量。新增中压甲醇运行，同时可以关停一台608 kW功率循环机，降低了用电消耗。

3.3汽轮拖动节电效益

新增的汽轮机利用3.0 MPa蒸汽减压至1.3 MPa的能量差拖动造气1#风机运行。改造前1#风机电耗功率230 kW，按照每年8 000 h运行时间，电价0.52元/kW·h计算：年节电总费用95.6万元。

3.4高温冷凝水回收

系统蒸汽管道中疏水通过增设管道至低压闪蒸扩容器进行回收，每小时的疏水量约7 t，冷凝水的回收温度约为90 ℃。补给冷水温度约为20 ℃，则ΔT=70 ℃，升高1 kg补给水至90 ℃，所需能量Q=293 kJ，设蒸汽负荷1 000 kJ/h，按1年8 000 h运行时间，则加热补给水能量为：Q(总)=293×1 000×8 000=2.344×109kJ。

燃料煤热值23 023 kJ；按照锅炉效率80%，燃煤单价420元/t计算，节约的原料费用5.35万元。水需要量统计56 000t/年，水单价4元，水的费用24.64万元。按脱盐水成本费用3.6元/t计算，水处理费用20.16万元。回收冷凝水节约的总费用50.16元。

4　结语

随着“十三五”中持续提出节能环保指标，煤化工系统中不断优化升级，蒸汽管网系统是重要的节能优化部分，公司生产系统逐渐优化整合过程中，也开始了化工园区总体蒸汽用量及特点统计新的蒸汽平衡工作。在化工园区用能规划中做好蒸汽系统利用研究，能够保证蒸汽管网产汽、用汽、发电平衡，同时做好热能电能联产，减少最小外部损失，加大蒸汽管网的管理，合理调配，将产生巨大的经济效益和社会效益。

1003-3467(2016)07-0047-02

2016-05-29

杨安成(1985-)，女，助理工程师，从事化工工艺和管道设计工作，电话：13663034194。

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