尿素装置电耗高问题的分析

尿素装置电耗高问题的分析

廖容波，田海平

（北京众联盛化工工程有限公司，北京100101）

［摘  要］通过对河南某300 kt/a CO₂汽提法尿素装置用电负荷高的原因进行分析，并与类似装置进行对比，利用ASPEN PLUS软件模拟计算CO₂压缩工艺流程，得出CO₂压缩机效率偏低是装置电耗偏高的主要原因，并提出相应的建议。

［关键词］ 尿素装置；中压分流技术；电耗；CO2压缩机；ASPEN PLUS；问题分析

     ［中图分类号］ TQ 441.41  ［文献标志码］ B  ［文章编号］ 1004-9932（2016）02-0045-03

河南某设计产能为300 kt/a的传统国产化CO₂汽提法尿素装置（以下简称“河南某装置”），由于公司进行产品结构调整，对合成氨装置进行了增产改造，为平衡合成氨产量，于2014年1月采用北京众联盛化工工程有限公司的中压分流技术（即增设中压分解系统）对尿素装置也进行了扩能改造，将尿素装置产量由原设计的1 350 t/d提高到1 800 t/d。

1  装置运行情况

本次设计、改造和安装过程历经半年，于2015年7月底原尿素装置先行开车，产量达到1 350 t/d后，新增的中压系统投用，1周后尿素装置达到设计产量，最高为1 900 t/d，平均为1 740～1 760 t/d；吨尿氨耗570～575 kg，吨尿蒸汽耗约1 000 kg，吨尿电耗145～148 kW·h。

据现场反馈，并入中压系统之前，原尿素装置吨尿电耗达到160 kW·h，远高于设计值120 kW·h，业主邀请设计院参与，对整个尿素装置的运行情况进行分析，查找电耗高的问题所在。

2  问题分析

尿素装置一般分为3个工段，即CO2压缩工段、尿素合成主框架工段和包装输送工段。据现场反馈，结合设计资料，改造后的河南某尿素装置与同样改造后的湖北三宁尿素装置及300 kt/a传统装置（未作任何改造）的运转设备电耗对比见表1。

                      表1  尿素装置各机泵用电负荷                             kW

注：包装工序电耗不计。

由表1可知，采用中压分流技术改造后，河南某尿素装置各机泵的用电负荷大多高于同样改造后的湖北三宁尿素装置，而这2套尿素装置稳定运行时的产量均为1 740～1 760 t/d。为进一步找到问题所在，对每个工段吨尿的用电量进行核算，详见表2。

表2  尿素装置各工段吨尿用电负荷

注：300 kt/a传统CO₂汽提法尿素装置的正常产量为1 150 t/d。

由表2可知，湖北三宁尿素装置和300 kt/a传统尿素装置各工段的电耗比较接近，但河南某尿素装置的配套电机（功耗）明显大于其他类似装置，特别是CO2压缩工段，吨尿匹配的电机负荷比湖北三宁和300 kt/a传统尿素装置高9 kW左右。而据生产现场反馈的数据，CO2压缩工段压缩机的实际功耗还远远高于表2中的数据，详见表3。

表3  河南某尿素装置压缩工段压缩机实际功耗

更多内容详见《中氮肥》2016年第2期