曹杰，于建国，高伟
（陕西兴化集团有限责任公司，陕西 兴平713100）
［摘 要］陕西兴化集团有限责任公司2013年建成投产的150 kt/a迁建升级改造液体硝铵装置所需循环水由双钠装置循环水站供应，双钠装置2015年后停产，但液体硝铵装置（迁改硝铵装置）开车生产时需启运双钠装置循环水站并为此配备8名循环水岗位操作人员，导致生产成本增高。2022年4月对2×270 kt/a六期硝酸装置（A/B）配套循环水站供水能力（含循环水用量、循环水泵扬程、输水管径、载热量）等进行分析与论证后，利用停车大修机会实施了迁改硝铵装置生产所需循环水改由六期硝酸装置循环水站供应的技改，2023年1月6日六期硝酸装置循环水站为迁改硝铵装置供水试运行，2023年8—9月的运行考核结果表明，循环水供应量、水压、水温等均在正常指标范围内，动力消耗无明显增加，循环水损失及补水量未超出设计值，改造前后六期硝酸装置循环水站实际消耗基本持平，六期硝酸装置与迁改硝铵装置在各种供水工况下均能正常稳定运行，达到了预期效果。经测算，本项技改年可节支约234.44万元。
［关键词］液体硝铵装置（迁改硝铵装置）；硝酸装置；循环水共用技改；可行性分析；技改情况；运行考核；效益分析
［中图分类号］TQ085+.2 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2025）06-0025-04
0 引 言
化工企业由于各生产装置建设时期不同，配套的循环（冷却）水系统经常独立设计建造，导致冗余过多，甚至造成能耗大、检修维护费用高和水资源浪费严重等弊端，故新、老装置循环水资源的优化整合往往是企业生产节水与节能降耗的重要途径之一。陕西兴化集团有限责任公司（简称陕西兴化）于2013年建成投产的150 kt/a迁建升级改造液体硝铵装置（简称迁改硝铵装置），原与同期邻近建设的硝酸钠/亚硝酸钠装置（简称双钠装置）配套的循环水站共用循环水，由于企业产品结构调整，双钠装置于2015年后停产，导致迁改硝铵装置开车生产液体硝铵时需同步启运双钠装置循环水站，为此配备8名循环水岗位操作人员。2022年4月陕西兴化对迁改硝铵装置循环水需求及毗邻2×270 kt/a六期（稀）硝酸装置（A/B）配套的循环水站供水能力等进行分析与论证后，提出迁改硝铵装置的循环水改由六期硝酸装置循环水站供应从而关停双钠装置配套循环水站的想法，以实现节能降耗，最终在调研及可行性分析的基础上实施了本项技改，实现了预期目标。以下对有关情况作一分析与总结。
1 可行性分析
对迁改硝铵装置与六期硝酸装置循环水站的相关设计参数、运行指标、循环水供需等进行全面分析。
1.1 循环水用量
迁改硝铵装置循环水消耗定额651 m3/h。六期硝酸装置循环水站，采用GFNS-2000开式机械通风式冷却塔，配套7台功率为21～110 kW的变频风机，设计处理水量14 000 m3/h；循环水站设置5台并联的循环水泵，单台额定流量4 100 m3/h，单套六期硝酸装置生产时开2台循环水泵，额定流量可达4100×2=8 200 m3/h；2套六期硝酸装置生产时循环水泵四开一备，额定流量可达4100×4=16 400 m3/h。实际生产中，单套六期硝酸装置正常生产时循环水消耗定额为6 345 m3/h，2套六期硝酸装置生产时循环水消耗定额为12 690 m3/h；循环水泵设计裕量为10.3%，则2套六期硝酸装置运行时其循环水站供水富余量为16400×（1-10.3%）-12690=2 020.8 m3/h。据上述计算结果，六期硝酸装置循环水富余部分用作迁改硝铵装置循环水，够用。
1.2 循环水泵扬程
六期硝酸装置循环水泵（单台）扬程55 m。六期硝酸装置循环水站距迁改硝铵装置240 m，迁改硝铵装置区内循环水最高需送至8楼，计算需用扬程为49 m。六期硝酸装置循环水管与双钠装置循环水管毗邻，输水总管均为地埋敷设且与最近可接驳处仅相距25 m，接近直线布置，计算扬程时按管道直连尽量不用弯头计（每加1个弯头需增加约1.5 m的扬程损耗，若确需加弯头，应控制在4个以内），用六期硝酸装置循环水站的循环水供应迁改硝铵装置，其循环水泵扬程够用。
1.3 输水管径
六期硝酸装置循环水上水总管管径1 400 mm，取管内循环水流速为1.5 m/s，据流量计算公式计算得六期硝酸装置循环水上水总管最大流量为8 308 m3/h。双钠装置送迁改硝铵装置循环水上/回水总管管径为1 000 mm、迁改硝铵装置上/回水总管管径为500 mm，取管内循环水流速为1.5 m/s，同理计算得双钠装置循环水上/回水总管最大流量为4 239 m3/h、迁改硝铵装置循环水上/回水总管最大流量为1 060 m3/h。因此，六期硝酸装置循环水站现有的输水管道管径够用。据迁改硝铵装置循环水消耗定额651 m3/h，计算得改造用连通管直径为391.9 mm，则六期硝酸装置输水总管连通双钠装置循环水管送往迁改硝铵装置主管采用DN400管就够用了。
1.4 载热量
迁改硝铵装置设计循环水上/回水温差为10 ℃，据迁改硝铵装置循环水消耗定额651 m3/h，计算得循环水最大载热量为27.26×106 kJ/h，取水的蒸发潜热为2 418 kJ/kg，则通过循环水移除该载热需蒸发的水量=27.26×106 ÷2418÷1000=11.27 m3/h。
六期硝酸装置循环水站设计最大蒸发损失量214 m3/h，2套六期硝酸装置正常生产循环水消耗定额为12 690 m3/h，设计循环水上/回水温差为10 ℃。六期硝酸装置与迁改硝铵装置共用循环水站后正常生产时循环水量Q=12690+651=13 341 m3/h，迁改硝铵装置循环水载热将引起六期硝铵装置循环水温升增加ΔT=27.26×106÷（4.187×13341×1000）=0.49 ℃，取循环水蒸发损失系数（K）为0.001 53/℃，则改造后六期循环水站最大蒸发损失量=KΔT=0.00153×13341×（10+0.49）=214 m3/h，与六期硝酸装置循环水站设计最大蒸发损失量持平。因此，增加迁改硝铵装置循环水载热量后，六期硝酸装置循环水站处理能力还是够用的。
2 技改情况
更多内容详见《中氮肥》2025年第6期