［摘要］利用氮肥企业余热水制取低温冷水，提供给合成车间合成混合气压缩机三段冷却，来降低新鲜气温度，最终降低氨冷温度，提高合成氨产量，实现节能降耗、增产增效。
［关键词］余热水 制冷机组 节能 增效
Abstract：The nitrogen fertilizer business waste heatwater system to preparation cold water, Provided to synthesis workshop the three sections of the synthesis mixture compressor cooling, to reduce the fresh air temperature, and ultimately reduce the ammonia cooling temperature, increase ammonia production to achieve sing energy and reducing consumption, increase efficiency.
Key Words：Waste heatwater ,Refrigeration the unit , Energy sing ,Increase efficiency
兴化集团Ⅰ、Ⅱ期合成氨装置经扩改现生产装置能力达到22万吨/年，日产合成氨650～670吨，在夏季混合气压缩机一级入口温度可达到45～50℃，比冬季高出20～30℃，混合机在夏季的生产能力（排气量）比冬季要下降7.3％，为解决这个问题，公司考虑在夏秋两季利用制冷机组制取低温冷水来代替循环水降低混合机入口温度以提高夏秋两源于：期刊论文www.808so.com
季合成氨产量，以实现节能降耗，增产增效。
集团造气车间有大量苯菲尔溶液余热水，温度为100℃～105℃，流量约为290t/h（两套装置），需通过冷却降至80℃进入脱碳塔利用，目前工艺为直接通过循环水换热冷却，热量未得到任何回收利用。
双良集团余热制冷技术回收生产企业余热提供生产工艺用冷水技术已经非常成熟，国内数十家企业都是采用余热制冷设备回收利用氮肥生产工艺中的各种余热制取低温，并通过实际应用，都收到了较好的经济效益。
兴化集团利用双良集团热水型氮肥专用溴化锂制冷机组可回收以上苯菲尔溶液余热制取低温冷水，提供给合成车间使用，既能回收原本排放掉的废热，代替传统压缩式制冷机，降低制冷用电费用，节省企业的生产成本，更重要的是有利于提高夏秋两季合成氨生产能力，节能降耗。
1热水型溴化锂制冷机组工作原理简介
余热水（苯菲尔溶液）温度为100℃～105℃，利用H2系列热水单效型溴化锂制冷机组。
机组中溴化锂溶液是吸收剂，水是真正的制冷剂，利用水在高真空下状态下低沸点气化，吸收热量达到制冷的目的。
溶液泵将吸收器里的稀溶液经热交换器送到发生器里去，由余热水（苯菲尔溶液）将它加热浓缩成浓溶液，同时产生冷剂蒸汽，冷剂蒸汽在冷凝器中冷凝成冷剂水，其潜热由冷却水（循环水）带至机外。
冷剂水进入蒸发器后，由冷剂泵经布液器淋激在换热管表面。冷剂水吸收管内冷水的热量，低温沸腾再次形成冷剂蒸汽，与此同时制取低温冷水（本机组提供的冷源）。浓缩后的浓溶液经热交换器后直接进入吸收器，经布液器淋激于吸收器换热管上。浓溶液一方面吸收蒸发器所产生的冷剂蒸汽后，本身变成稀溶液；另一方面将吸收冷剂蒸汽时释放出来的吸收热量转移至冷却水（循环水）中。
制冷循环是溴化锂水溶液在机内由稀变浓再由浓变稀和冷剂水由液态变汽态再由汽态变液态的循环。两个循环同时进行，周而复始。
2溴化锂制冷机组工艺技术情况
2.1 机组主要设备及技术参数
机组主要设备：
溴化锂制冷机组：1台型号：RXZ(103/80)-256(12.5/7)H2M3
制冷量：220×104Kcal/h(2560kW)
冷冻水箱：1台 φ4000×4500容积56m3
冷冻水泵：2台 流量Q=450 m3/h扬程H=55m
机组技术参数：
⑴余热水（苯菲尔溶液）条件：
组分：22～24%K2CO3水溶液，含二乙醇胺1%，五氧化二钒1%，少量醚类的苯菲尔溶液；
温度：103℃
温降：23℃
流量：150Nm3/h
比热：0.73kcal/kg•℃
性质：碱性腐蚀性
压降：△p≤0.04Mpa
⑵机组制冷效率：0.79
⑶冷冻水说明：
冷冻水温差：5.5℃
冷冻水循环量：400t/h
2.2 工艺流程
我公司采用与原系统并联的方式将溴化锂制冷机组并入脱碳贫液系统，在原贫液水冷器（余热水）入口加三通及阀门，制冷机组余热水出口也加有阀门，这样冬季制冷机组不使用或机组故障需检修时可将其切出系统，不影响造气系统正常运行。机组提供的冷冻水分别送往1#、2#、3#、4#混合机三段冷却器循环水入口并与原三段冷却器循环水并联。工艺流程简图如下图：
3项目实施过程中遇到的问题及解决方法
3.1 贫液泵汽蚀问题
溴化锂项目是用溴化锂机组热源换热器代替原有贫液水冷器，现有贫液水冷器溶液走管程阻力较小，而溴化锂机组需加强换热效果阻力效大。原先提出方案中阻力值为13m水柱，此阻力会影响系统运行，使贫液泵产生汽蚀等不良作用。通过技术革新，提高换热面积，减少程数等方法使机组热水阻力降为4.0mH2O(Ⅰ169)、4.6mH2O(Ⅱ169)水柱，此阻力值基本满足生产系统对阻力降的要求。
3.2 机组设备腐蚀问题
设备防腐的问题可通过改变材料的方法解决，与冷却水、冷冻水质接触的换热管材质选用0Cr18Ni9(304)，与贫液(苯菲尔溶液)接触部分材质选用00Cr17Ni14Mo2(316L)。
3.3 机组停车后内部溶液结晶问题
目前贫液进贫液水冷器走管程，停车后溶液结晶问题容易解决。本项目溴化锂机组停车后溶液结晶问题经双良修改技术方案后也可解决，将溶液换热器由双程改为单程，这样不但降低系统阻力，且停车后溶液易清理，解决溶液结晶问题。
4溴化锂制冷机组项目实施的主要改造内容
该项目技术改造主要包括三部分：脱碳贫液(苯菲尔溶液)管路系统改造；冷却水系统改造；新建冷冻水系统。
4.1 脱碳贫液(苯菲尔溶液)管路系统改造
对造气车间脱碳装置的苯菲尔溶液管路系统进行改造，在苯菲尔溶液进原贫液冷却器的管道上增加一个三通及阀门，这样可以对进原贫液水冷器和溴化锂制冷机组的贫液进行分配或切换，在溴化锂制冷机组出口也增加三通及阀门，这样就满足了将溴化锂制冷机组并联入系统的要求。
4.2冷却水系统改造
冷却水系统改造很简单，在现场原有循环水(有富余量)总管上分出一个分支即可，并在上水及回水管路上各加有阀门，方便随时将机组冷却水系统与原系统切出。
4.3新建冷冻水系统
冷冻水系统新增一台冷冻水箱和两台冷冻水泵(一开一备)，增加从冷冻水泵出口到制冷机组的管道及阀门管件，增加从制冷机组到合成车间混合机三段冷却器的管道及阀门管件，增加从合成车间三段冷却器到冷冻水箱的管道及阀门管件。
5该项目投用后对提高合成氨产量的计算
根据制得的冷水量，溴化锂机组所制冷水用于合成车间有利于提高夏秋季合成氨生产能力，实现增产降耗。
用于合成混合气压缩机三段冷却，来降低新鲜气温度，最终降低氨冷温度，提高合成氨产量，以氨冷温度降低5℃计算：
三合一出口氨气含量计算：
⑴ 气体出口压力300Kgf/cm2温度10℃
由拉尔逊公式求得出口NH3%含量
lgNH3%=
NH3%=4.45%
⑵ 气氨压力不变，温度5℃
lgNH3%=
NH3%=3.77%
⑶ 可增产合成氨
每天可增产合成氨1.8785t/h×24h=45.08t
6结语
该溴化锂制冷机组项目于今年4月份安装完成，5月初开车成功一直运行至今，目前169(脱碳系统)运行平稳，贫液(苯菲尔溶液)压力降0.38kgf/cm2，满足贫液压力降要求，贫液温降20℃，新鲜气降温10几度，氨冷降2℃左右，效果良好，提高了夏秋季合成氨生产能力，日增产合成氨约25～30t，实现了节能降耗、增产增效。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
溴化锂制冷机组在合成氨装置节能减排中应用
更新时间：2024-03-30
作者：用户投稿
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