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合成氨工厂降低气体用量

作者:美国能源部2008.05.03阅读 4104

  能源部的工厂研究得出了现有能源管理系统的低效率性的结论,在这以后,Terra Nitrogen降低了气体的消耗量。这一改变每年可节省350万美金。

  作为天然气与水蒸气的消耗大户,合成氨工厂一直扮演着主要能源用户的角色。所以,任何可能减少气体用量的机会都能大大降低运行成本。基于此种考虑,Terra Nitrogen公司参加了能源部在其位于俄克拉何马州Verdigris的合成氨及化肥工厂进行的“现在节约能源”工厂研究项目。
  Terra Nitrogen公司是氮肥产品的主要生产厂家,每年向国家的纳税额超过4亿美金。该公司在俄克拉何马州Verdigris的工厂www.cechina.cn,拥有一套高度集成的生产线,每年可生产220万吨尿素-硝铵含氮溶液以及110万吨氨。在内布拉斯加州Blair以及伊利诺伊州Pekin都有Terra Nitrogen公司的运输终端。
  因为天然气是制造氢气的主要原料,而氢气则与氮气反应产生氨气,所以该工厂需要大量的天然气用于生产过程。此外,天然气还是该工厂所使用蒸汽系统的主要燃料,对整个合成氨生产过程来说是极为重要的资源。因此,该工厂的大部分开支用于支付天然气的费用。Verd

igris工厂的管理主要着力于提高其生产系统及蒸汽系统的效率,在新技术试用期,Verdigris工厂的天然气费用大概在$7.00/ MMBtu左右,这仅是节能计算的基础值。Terra Nitrogen是在2006年初作为能源部评估项目的一员参加该研究的。这项研究的主要目的是分析工厂蒸汽系统的天然气使用情况,并确定节约能源的方法。整个评估由能源部的能源专家,VGAEC机构的Veerasamy Venkatesan执行,该评估确定了几个提高生产过程效率的方法,以达到降低气体消耗的目的。
  Verdigris工厂的人员贯彻了评估中的一些建议以便立即改善生产效率。他们升级了两个汽轮机,为一个合成氨工厂安装了循环脱水器并修理了损坏的疏水阀及漏气阀。采用这些有效的办法每年共可以为厂家节约的能源大约为497000MMBtu,节省费用超过350万美金。而这个项目总共的费用是310万美金,工厂可以在11个月以内收回改造成本。
  能源评估还确定了一系列现在还在执行过程中的办法,Verdigris工厂母公司下属的3家美国生产厂共享了这一评估结果。

合成氨2号工厂中的一台新型压缩汽轮机来源TerraNitrogen
合成氨2号工厂中的一台新型压缩汽轮机。
来源:Terra Nitrogen

  使用新工具
  Venkatesan是能源部蒸汽系统评估工具(SSAT)的专家。为了进一步进行评价CONTROL ENGINEERING China版权所有,他将SSAT软件介绍给2个工厂的职员,并鼓励这些职员在将来使用该软件对蒸汽系统进行分析。这种软件培训能够使这些人充分了解该软件,并且能回顾生产数据,以决定如何才能最优化蒸汽系统的效率。
  Terra Nitrogen的管理层一贯鼓励Verdigris工厂对于改善其能源效率的努力。在“现在节约能源”项目评估以前,工厂的管理层及员工已经在合成氨1号工厂安装了一套循环脱水器,所以他们对于该项目所带来的可能的天然气节约量持相当乐观的态度。
  在合成氨2号工厂,采用SSAT的评估分析证明了安装循环脱水器及采用背压汽轮机代替冷凝式汽轮机所带来的潜在能源节省量。当报告中提出其他的整改方法时www.cechina.cn,工厂职员毫不犹豫将其付诸于实现。
  在收集数据后CONTROL ENGINEERING China版权所有,评估小组采用SSAT对数据进行分析,并确定潜在的节能措施。然后对每种可能的措施就其技术及经济上的可行性进行评价,并以复杂性及潜在回报为基础划分为短期、中期和长期项目。
  
  短期项目措施
  从锅炉废水中回收闪发蒸汽-在闪蒸进入一个低压管道后,大量的锅炉废水在50psig300°F条件下送入冷却塔中。如将锅炉废水直接通到一个脱气机将为工厂带来1200lb/hr的闪发蒸汽。估计每年节省:14982MMBtu或105000美元。
  采用汽水分离器保养计划-虽然本次评估并没有将汽水分离器审核包括在内,但评审组意识到许多汽水分离器的安装位置不正确,有些甚至已经不再工作了。采用更合理的安装技术及进行必要的维护,估计可节省:12264MMBtu或86000美元 /年。
  
  中期项目措施
  修改合成回路-评估发现2号工厂的合成回路效率低下,消耗了大量的高压蒸汽。将氨冷凝回路反循环将大大改善合成氨工厂的效率CONTROL ENGINEERING China版权所有,显著减少高压蒸汽的需求量。据该评估估计,采用这项措施,合成氨工厂的效率将提高0.4%,高压蒸汽的需求量将降低大约20000lb/hr。估计每年节省:每吨产品将节省0.4MMBtu,每年节省274000MMBtu的天然气或190万美元。
  升级汽轮机-2号合成氨工厂采用2台背压式汽轮机将蒸汽从545psig降低到50psig,以满足一些需要低压蒸汽的应用。背压式汽轮机驱动甲基二乙醇胺泵,而水力汽轮机则作辅助。评估发现多余的50psig蒸汽被直

标签:合成氨,化工,
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