王立军，王鸣宇，张献波，袁帅，申晓东，户振宇
（安阳化学工业集团有限责任公司，河南 安阳455133）
［摘 要］安阳化学工业集团有限责任公司拟新建1套300 kt/a合成氨装置，需配套1座工艺循环水站。为降低新建合成氨装置总体投资费用、提高安化园区闲置装置的利用率，对2019年停运至今的（200 kt/a）乙二醇（装置）循环水站进行调查分析，分析设备状态、工艺技术指标、设备运行负荷、供水能力等并勘查最佳施工路线。最终得出的结论是，新建合成氨装置利旧乙二醇循环水站（初期投资成本约1 200万元）在技术与施工方面是可行的，但此方案每年循环水泵运行电费较新建循环水站（投资约2 700万元）高约400万元，不符合经济运行的原则，宜搁置，新建300 kt/a合成氨装置宜按其整体设计规划建设循环水站。
［关键词］新建合成氨装置；利旧乙二醇循环水站；可行性分析；循环水供需；地势标高；供水管线路线；风险分析；运行费用
［中图分类号］TQ085+.2 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2024）06-0022-04
0 引 言
安阳化学工业集团有限责任公司（简称安化公司）拟在1套200 kt/a合成氨装置旧址上新建1套300 kt/a合成氨装置（企业内部称为原料结构路线调整项目），需配套新建1座工艺循环水站。据新建合成氨装置各生产系统的循环水用量，拟建循环水站设计循环水量15 000 m3/h，循环水站内建设3台节水型消雾冷却塔，单台冷却塔循环水量5 000 m3/h，配套4台循环水泵（三开一备），单台水泵流量5 000 m3/h（单台水泵电机功率150 kW）；拟建循环水站供/回水总管管径DN1600；循环水站以及配套的加药房、加药装置及集水池、吸水池，土建加设备总投资概算2 700万元。
目前安化园区停运装置较多，为降低新建合成氨装置总体投资费用、提高安化园区闲置装置的利用率，安化公司对2019年停运至今的乙二醇循环水站（企业内部习称为十循循环水站）进行调查分析，分析设备状态、工艺技术指标、设备运行负荷、供水能力等并勘查最佳施工路线，得出利旧乙二醇循环水站为新建合成氨装置提供工艺循环水在技术与施工方面是可行的，但此方案下循环水管线较长，沿途水头损失较大，利旧乙二醇循环水站运行费用较高，不符合经济运行的原则。以下对有关情况作一介绍。
1 乙二醇循环水站现状
十循循环水站主要为安阳永金化工有限公司（简称永金公司）200 kt/a煤制乙二醇装置合成系统、气体净化系统、气体制备系统（PSA装置）、煤制气冷冻系统和空压站提供循环冷却水，设计循环水量为32 550 m3/h。永金公司界内生产装置因故自2019年停运后，十循循环水站至今处于闲置状态。安化园区新建100 kt/a甲胺装置开车后拟利旧十循循环水站为其提供循环水，循环水最大需量9 000 m3/h。十循循环水站供/回水总管DN2200，埋深约4 m，供水总管长约23 m，回水总管长约52 m；乙二醇装置界内循环水支管DN1800、界外循环水支管DN1000，埋深约4 m，界外循环水管线沿PSA装置西侧马路的管廊下方敷设至8 000 m3/h空分装置西侧管廊，主要为界外各生产装置提供循环水，循环水管线正上方管廊净宽7.1 m。
1.1 十循循环水站主要配套设备
1）1#～7#冷却塔：NH-4650型开式逆流冷却塔，规格17.6 m×17.6 m，单台冷却塔处理水量4 650 m3/h，进塔水温42 ℃、出塔水温32 ℃；配套风机直径9 750 mm，电机功率200 kW，电压6 000 V、电流25 A。
2）1#～6#循环水泵：DFSSS900-13N/8型离心泵，单台水泵流量6 510 m3/h，扬程53 m；配套电机功率1 400 kW，电压6 000 V、电流164 A，配套稀油站。
3）1#～8#旁流过滤器：TLGF120-8型浅层砂高速过滤器，直径3 000 mm，单台过滤器处理量200 m3/h。
4）1#～4#加氯设备：型号HB-20000，单台设备加氯量20 kg/h（以有效氯计），4套加氯设备功率总计6.75 kW，钛合金制氯反应器，配套计量泵、原料储罐、酸雾吸收器。
5）加药设备：溶药槽规格Φ1 000 mm×1 000 mm；计量泵流量220 L/h，功率1.5 kW；搅拌器电机功率0.75 kW。
1.2 十循循环水站设备设施总体评价
十循循环水站1#～7#冷却塔、1#～6#循环水泵、旁流过滤器、加药设备停运前运行良好。安阳九龙化工有限公司（简称九龙公司）水系统技术人员进行现场勘查，十循循环水站设备完整性良好，无缺失部件。因十循循环水站冷却塔及附属设备、循环水泵、旁滤系统等主要设备设施停运时间较长，目前九龙公司已安排电气、设备检修人员对设备进行检查，设备性能需检查及试运行后进一步评估。
2 利旧乙二醇循环水站可行性分析
2.1 新、旧循环水站主要工艺参数对比
新建合成氨装置循环水站设计采用消雾节水逆流式冷却塔，建设3座消雾冷却塔，单塔循环水处理量5 000 m3/h；循环水泵4台（三开一备），单台流量5 000 m3/h，扬程50 m。为降低循环水中的悬浮物含量，设置总旁滤处理能力为750 m3/h的纤维转盘过滤器，在循环水回水管上接管至旁滤器，旁滤器出水浊度≤3 NTU，返回冷却塔水池。
十循循环水站冷却塔为开式逆流式冷却塔，建有7座冷却塔，单塔循环水处理量4 650 m3/h；设循环水泵6台，单台流量6 510 m3/h，扬程53 m。据新建100 kt/a甲胺装置需要，拟利旧十循循环水站为其供水9 000 m3/h，需利旧现场2台循环水泵和2台冷却塔，利旧后十循循环水站剩余约23 550 m3/h的可供循环水量，即尚有4台循环水泵和5台冷却塔闲置，完全可满足新建合成氨装置循环水站15 000 m3/h的设计循环水供应需求。十循循环水站冷却塔旁滤装置设置8台浅层砂高速过滤器，过滤器出水浊度≤15 NTU，较新建合成氨装置循环水站旁滤器设计出水浊度高。
鉴于新建100 kt/a甲胺项目利旧十循循环水站提供工艺循环水后负荷率仍较低，结合新建合成氨装置工艺循环水站的设计规模及工艺参数，参照100 kt/a甲胺装置利旧模式，可对十循循环水站部分设备进行升级改造，并通过敷设十循循环水站到新建合成氨装置界内的供/回水管线，提高十循循环水站的利用率，从而可节省新建合成氨装置总投资。
2.2 利旧乙二醇循环水站的可行性分析
2.2.1 循环水供需分析
更多内容详见《中氮肥》2024年第6期