甘肃刘化集团有限责任公司生产装置经多次改造、扩建，现产能为70万t/a尿素、10万t/a甲醇，并生产催化剂、复合肥、液体二氧化碳、氧气等产品。随着企业的发展壮大，生产系统及采暖供热规模亦随之扩大，一方面供热能耗不断增加，另一方面生产装置低品位余热较多，这部分热源没有得到很好的利用，而是依靠循环冷却水来降温，不但造成能源浪费，还增加了循环水系统的负荷。为此，公司通过增加换热器及对余热回收装置进行改造，回收生产装置低品位富余热量作为公司冬季采暖供热热源，取得了很好的效果。
1.余热利用方案的选择
公司采暖区域分为：生产厂区、办公区、家属区、单身楼，民工公寓，医院、学校、托儿所，文化宫，商业网点。供热建筑总面积约16.7万m2。自建厂以来冬季采暖一直用0.4 MPa蒸汽作热源，蒸汽耗量约20 t/h。
余热选择原则：在保证生产装置正常运行的前提下，最大限度地回收生产装置低品位富余热量，作为公司冬季采暖供热热源。结合采暖需求，对生产装置热源进行认真筛选，最终确定对生产装置蒸汽冷凝液进行集中回收，将其作为生产现场采暖热源；将造气169A套、169B套及新净化二氧化碳气热源作为家属区和办公区采暖热源。
余热选择理由：生产装置蒸汽冷凝液为汽水混合物，温度125 ℃，热能未被回收利用；造气169A套、169B套及新净化二氧化碳气温度较高，达100 ℃，其热能未被回收利用，依靠循环冷却水降温至40 ℃以下后送往二氧化碳压缩机，而若能将二氧化碳气余热加以利用，不仅是能有效分离出气体中的水分，而且能提高二氧化碳压缩机的打气量。
采暖管网改造与设置原则：① 为保证采暖水达到正常流速，水暖供水总管起于水暖泵出口，经采暖用户延程逐步缩径，水暖回水总管经采暖用户延程逐步扩径，沿途根据供热面积的大小确定分支管线的管径及阀门；② 为既能最大限度地回收生产装置余热，又能确保生产装置正常运行，采用水暖供水总管保温、水暖回水总管不保温、回水总管末端补水、各采暖单元散热器串联供热的模式，实现热能的梯级利用，拉大供回水温差。
2.改造内容及问题整改
（1）生产现场采暖流程：利用原合成冰机水冷器的壳体作为水暖水储槽，由水暖泵将水暖水送至换热器与125 ℃冷凝液进行换热，将水暖水温度提升到80 ℃，再经水暖供水总管送往生产现场各岗位采暖散热器，采暖散热器出水汇合后回于水暖水储槽。
（2）家属一区、二区及公司办公区采暖流程：水暖水储槽采暖水经水暖泵送至造气169B（或新净化）二氧化碳一级换热器，与高温二氧化碳气进行换热，水暖水被加热到75 ℃以上，再经水暖供水总管分供各单元用户采暖散热器，采暖散热器出水汇合后回于水暖水储槽。
（3）家属三区、四区、五区及学校、医院、文化宫采暖流程：水暖水储槽采暖水经水暖泵送至造气169A套（或169B套、或新净化）二氧化碳一级换热器与高温二氧化碳气进行换热，水暖水被加热到75 ℃以上，再经水暖供水总管分供各单元用户采暖散热器，采暖散热器出水汇合后回至水暖水储槽。需要说明的一点是：造气169A套、169B套及新净化二氧化碳换热器根据系统开停及生产负荷状况可互相切换，这样，不管在什么情况下都可保证冬季采暖系统的正常供热。
改造后，采暖系统投运的过程中遇到一些问题，如供暖末端供热量不足、部分供热单元供热受阻、采暖水流通不畅等问题。为此，不断进行整改，如：增大供暖总管管径；利用采暖回水余压提高供暖水压力；供热单元散热器并联改串联；钢串片散热器更换为四柱760型水暖散热器等。最终问题一一得到解决，保证了采暖系统的正常运行。
3.改造效益
本次采暖系统改造于2008年动工，分步实施，2010年全部完成。改造前现场采暖需0.4MPa蒸汽20 t/h，0.4 MPa蒸汽以80元/t计，每个采暖期（年平均150 d）所需费用为20×24×80×150＝576万元。改造后，生产现场采暖泵（一开一备），家属一区、二区及办公区采暖泵（一开一备），家属三区、四区、五区及学校、医院、文化宫采暖泵（一开一备），小时耗电量均为40 kW·h，电价按0.27元/kW·h计，每个采暖期（年平均150 d）电费为40×3×24×0.27×150＝11.664万元。则每年节约的费用为576－11.664＝564.336万元。采暖改造投入费用为700余万元 ，1 a多即可收回改造投资。
生产装置余热用于采暖系统后，经不断整改完善，系统运行至今稳定、可靠，既解决了能源浪费、废气排放导致热污染的问题，又降低了供热能耗和循环冷却水系统的负荷，同时根据气温情况可延长供暖期，具有很好的经济效益、环境效益和社会效益。目前，公司仍有一些低品位余热没有得到很好地回收利用，今后可根据供热情况不断进行挖潜改造，进一步提高能源的综合利用水平，为公司的持续发展助力。
（甘肃刘化 贺敬明）