兖矿鲁南化肥厂一直坚持节约发展、清洁发展的原则,积极回收、利用生产系统的废水、废气和废渣,大力实施循环经济,尤其对废热水(工艺冷凝液和蒸汽冷凝液)非常重视,积极开展废热水回收利用项目的研究与应用。尤其广泛应用以水为制冷剂、溴化锂溶液为吸收剂,制取5 ℃以上冷水为目的的溴化锂吸收式冷水机组。
热水型溴化锂吸收式冷水机组吸收式制冷机由发生器、冷凝器、蒸发器、冷剂泵、溶液泵、吸收器及溶液热交换器等部件组成。工作介质除制取冷量的制冷剂外(水),还有吸收、解吸制冷剂的吸收剂(溴化锂溶液),二者组成工质对(溴化锂水溶液)。
高温热水主要包括生产系统产生的蒸汽冷凝液、变换冷凝液、尿素水解液等,这些热水温度一般在110 ℃左右,同时系统中富余的低压蒸汽压力为0.3 MPa,温度在230 ℃,富余蒸汽量约40 t/h左右。
正常生产条件下,甲醇精馏和尿素Ⅱ、Ⅲ系统蒸汽冷凝液(125 ℃、0.2~0.3 MPa)最大流量为106 t/h,来自尿素Ⅱ、Ⅲ界区的精制水(140 ℃、0.4 MPa)最大流量为80 t/h,分别进入蒸汽冷凝液溴机和精制水溴机,被发生器中的工质对溴化锂溶液进行热利用,温度均降为80 ℃。其中在精制水溴机中,热利用后的精制水一路并入循环水回水中,另一路由精制水回流泵加压,经由喷射混合器后,并入精制水入口来调节进入机组精制水温度、流量。在蒸汽冷凝液溴机中,热利用后的蒸汽冷凝液进入冷凝液槽,稳流后冷凝液一路由锅炉水泵加压至2.2 MPa送至锅炉水管网,供工艺废热锅炉使用;另一路由冷凝液回流泵加压,经由喷射混合器后,并入蒸汽冷凝液入口,来调节进入机组蒸汽冷凝液温度、流量。溴机所用冷却水均来自循环水系统循环水。
2台溴机蒸发器冷量以冷水形式输出,冷水总量为900 m3/h左右,作为工艺换热器换热介质,供尿素Ⅱ二表冷、合成Ⅱ冷排、净化Ⅱ贫液水冷器等装置使用。
溴化锂机组投运后,其冷水温度、流量、冷水供应量基本跟热负荷匹配,其冷水代替部分一次水供系统使用,给我厂的供水结构带来了巨大变化。
我厂一次水用户多,用量大(1260 m3/h)。一次水使用后最终进入三次水管网,供除盐水站和各循环水补水,其中除盐水站用量约400 m3/h,循环水补水约300 m3/h,最终富余近560 m3/h。溴化锂投用后,其冷水代替部分一次水供系统使用,系统一次水总量由1260 m3/h降至740 m3/h,则三次水富余量仅为40 m3/h,在很大程度上节约了一次水用量,更解决了三次水严重富余的难题。
优化调整前冷水用户:尿素Ⅱ二表冷、净化Ⅱ贫液水冷器,节约一次水350 m3/h;优化调整后冷水用户:尿素Ⅱ二表冷、净化Ⅱ贫液水冷器、冰机Ⅱ氨冷器、合成Ⅱ冷排,节约一次水550 m3/h。目前从低温位热能的利用、冷水替代一次水、低压锅炉水管网的运行基本达到预定目标。
优化调整前我厂水源地运行方式为三对三 (即3台深井泵、3台加压泵),优化调整后运行方式为二对二(2台深井泵、2台加压泵)减量运行,节水效果显著。