肖宇
（广西川化天禾钾肥有限责任公司，广西 北海536017）
［摘 要］我国化工装置生产过程中热能利用率普遍偏低，且存在高质低用、低质无用的现象，尤其是大量的低品位余热往往未能得到有效利用。广西川化天禾钾肥有限责任公司优质钾肥项目（一期）包括50 kt/a三聚氰胺装置和150 kt/a氯化铵装置，生产过程中也存在低品位余热资源较多而未合理利用的现象，同时还存在部分用汽设备与蒸汽等级匹配不合理的问题。为此，通过对三聚氰胺/氯化铵装置热能利用情况进行统计分析，经必要性和可行性分析，川化天禾提出了低品位蒸汽综合利用技改计划，并确定了具体的技改方案，目前本技改项目已进入可研阶段，预期技改项目实施后不仅能给企业带来一定的经济效益，而且对企业的节能减排和后续发展亦有深远的意义。
［关键词］三聚氰胺/氯化铵装置；尿洗塔换热器；一效浓缩加热器；低品位蒸汽；综合利用；必要性及可行性分析；技改方案；效益估算
［中图分类号］TQ083+.4 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）01-0072-05
0 引 言
当前，我国在能源利用中存在着许多不合理的现象，其中最突出的是对能源没有“量材而用”，同时大量低温余热弃之不用，既造成了惊人的能源浪费，又造成了环境热污染。所以，对能源 “量材而用”及回收利用低品位热能具有重要的现实意义。
现阶段我国化工装置生产过程中热能利用率普遍偏低，且存在高质低用、低质无用的现象，不能充分、有效地实现热能的梯级利用，尤其是大量的低品位余热（如低压蒸汽及低压蒸汽冷凝液等）往往未能得到有效利用。广西川化天禾钾肥有限责任公司（简称川化天禾）优质钾肥项目（一期）包括50 kt/a三聚氰胺装置和150 kt/a氯化铵装置，生产过程中就存在低品位余热资源较多而未合理利用的现象，同时还存在部分用汽设备与蒸汽等级匹配不合理的问题。为此，川化天禾通过对三聚氰胺/氯化铵装置热能利用情况进行统计分析，计划实施相应的技改（目前本技改项目已进入可研阶段），以使生产系统在热能供需上尽量做到能级匹配、温度对口、梯级利用，相信本技改项目实施后，不仅能给企业带来一定的经济效益，而且对企业的节能减排和后续发展亦有深远的意义。
1 三聚氰胺/氯化铵装置蒸汽系统简介
1.1 三聚氰胺/氯化铵装置蒸汽系统简况
川化天禾三聚氰胺/氯化铵装置蒸汽系统管网分为高压（2.2 MPa、219 ℃）、中压（1.0 MPa、184 ℃）、低压（0.45 MPa、155 ℃）3个压力等级。高压蒸汽为三聚氰胺装置的副产蒸汽，分别由熔盐供热工序高温烟气和热气冷却工序高温工艺气换热副产，共副产高压蒸汽6 t/h；中压蒸汽分为两部分，一部分是由副产的高压蒸汽经调节阀（PV1001）减压产生，另一部分由园区1.0 MPa蒸汽管网提供；低压蒸汽则由中压蒸汽管网经调节阀（PV1002）减压而来。目前，三聚氰胺/氯化铵装置蒸汽用户共有6个，蒸汽用量共计22 t/h；其中，低压蒸汽用户4个、蒸汽用量17 t/h（尿素熔融系统蒸汽用量6 t/h、液氨蒸发加热器蒸汽用量1.5 t/h、系统夹套及伴热蒸汽用量3.5 t/h、氯化铵装置一效浓缩加热器蒸汽用量6 t/h），中压蒸汽用户（氮气加热器）1个、蒸汽用量1 t/h，高压蒸汽用户（氯化铵干燥系统）1个、蒸汽用量4 t/h。总之，三聚氰胺/氯化铵装置正常生产时副产高压蒸汽6 t/h，而2套装置高压、中压、低压蒸汽用量合计22 t/h，需外购园区1.0 MPa蒸汽16 t/h。
1.2 氯化铵装置一效浓缩加热器用汽状况
川化天禾150 kt/a氯化铵装置双效浓缩工序主要是对氯化铵离心母液进行蒸发提浓：氯化铵离心母液首先送入二效浓缩分离罐，罐内母液通过二效循环泵经二效浓缩加热器建立循环，二效浓缩加热器的加热蒸汽为一效浓缩分离罐产生的二次蒸汽，经二效浓缩加热器预热后的母液进入一效浓缩分离罐，罐内母液通过一效循环泵经一效浓缩加热器建立循环，一效浓缩加热器的加热蒸汽为0.45 MPa蒸汽经调节阀（TV3401）减压形成的0.2 MPa蒸汽，蒸汽用量为6 t/h。
1.3 三聚氰胺装置副产低品位蒸汽简况
川化天禾50 kt/a气相淬冷法三聚氰胺装置工艺包由青岛科技大学科技公司提供，该工艺中，从2#旋风分离器顶部出来的工艺气（190～220 ℃）进入尿洗塔顶部，尿洗塔塔釜的低温液尿（135～140 ℃）经液尿循环泵打到尿洗塔上部，液尿与进入尿洗塔塔顶的工艺气并流向下进行换热及洗涤，使得旋风分离器未捕集到的三聚氰胺及未反应物被液尿洗涤下来得以回收利用。为使工艺气降温，尿洗塔中、上部设有密闭循环的空气冷却系统，空气冷却系统是由安装在尿洗塔塔体中、上部的三段换热器和通过管道与换热器相连的空气冷却器组成：尿洗塔内部的三段换热器中，工艺气和液尿走壳程，蒸汽冷凝液走管程；空气冷却器由整齐排列的8组翅片换热管和2台变频风机组成。生产过程中，尿洗塔顶的高温工艺气与液尿混合后，与尿洗塔中、上部换热器管程的蒸汽冷凝液换热，工艺气温度由190～220 ℃降至135～140 ℃，管内的蒸汽冷凝液吸收热量后产生0.1～0.2 MPa、120～133 ℃的低品位蒸汽约20 t/h，低品位蒸汽全部进入空气冷却器翅片管内，与管外由2台变频风机提供的常温空气换热，蒸汽的热量被空气带走，管内蒸汽冷凝成水后，靠位差返回尿洗塔上、中、下三段换热器（三段换热器的管程均设有液位计，据液位情况由调节阀控制自动补水，补水由蒸汽冷凝液槽的低压热水泵提供动力）。
2 低品位蒸汽综合利用的必要性及可行性分析
2.1 必要性分析
2.1.1 减少外购蒸汽量，降低生产成本
更多内容详见《中氮肥》2023年第1期