河南心连心化肥有限公司一分厂 河南新乡 453731
摘要：文中分析了某化肥厂合成氨装置合成工段出现的生产问题，重点讨论了氨气压缩机105-J能力不足和合成气压缩机103-J能耗高的问题。采取了相应的技术措施，使合成系统的工况得到了明显的改善。
关键词：合成工段；105-J；103-J；功耗
某化肥厂合成氨装置自扩能改造以来，通过技术改造和优化调整，克服生产瓶颈和薄弱环节使合成氨产量达到485 kt/a，每t氨的综合能耗达到35 020 kJ，实现了装置的达产达标。
1 氨气压缩机105-J能力不足
1.1 故障现象
装置进入夏季后，循环水温度居高不下，经常在30℃以上。氨气压缩机105-J透平调速器PRC-9 全开，其控制压力仍超标，105-J氨气吸入量FRC-9、FRC-10、FRC-11均超过设计值。表明冷冻系统热负荷太大，105-J能力不足。
1.2 原因分析
经过认真的探讨和总结，排除其他原因后，认为冷却器124-C水量不足，影响氨气压缩机105-J的做功能力。冷却器124-C是合成回路中的关键设备。124-C的水量不足，则124-C出口工艺气温度较高，造成后部氨冷器117-C和118-C的冷冻负荷加大。124-C合成气出口温度设计为35℃，实际达40℃，124-C设计温降42℃，热负荷47700kJ/h，差5℃，为设计温差的1/8，约有6000 kJ/h的热量没有被水冷却，需105-J做功后的氨来冷却。124-C的气氨液化率大大降低，增加了105-J热负荷，影响夏季生产负荷。
1.3 解决办法
通过分析装置的循环水流量分配，决定对124-C循环水线进行改造。在装置检修时，从合成氨装置循环水来水总管接来水线进入 124-CA/CB，换热后的水直接进入循环水回水总管上，加大124-C的循环水量，原124-C循环水线断开，直接进入134-C，回到合成总回水管线。124-C循环水线改造后，使124-C循环水流通量增大，不仅可以更效地带走124-C合成气热量，降低了后部氨冷器117－C，118－C，119－C的热负荷，从而减小冷冻系统负荷，将会大大缓解105-J热负荷过高的问题。改造前后工作运行数据见表1。
124-C循环水改造项目实施后，大大缓解了105-J热负荷过高的问题，提高了生产负荷。2006年6月循环水温度达28 ℃时，105-J设备的转动速度6600 r/min，负荷只有90%。124-C循环水改造项目实施后，在生产负荷100%时，105-J仍有调节余地。生产负荷相差10%，每d至少多产氨140t。
2 合成气压缩机103-J能耗高问题
2.1 故障现象
每当夏季来临，随着气温的升高，合成气压缩机103-J常出现循环量大、段间温度高、功耗居高不下的问题，成了制约进一步提高氨产量的瓶颈。循环气量FRC-15经常达到650 000 m3/h，合成塔105-D入口氨含量长期在1.18%~1.21%之间，严重影响了合成塔的反应效果［3，4］。
2.2 原因分析
经过认真的排查，并结合多年的操作经验发现，氨冷器117-C、118-C和与其并联换热器120-C存在着热负荷分配不均的问题［5，6］。117-C、118-C的热负荷分别为9910 kJ/h和20310kJ/h，120-C的热负荷为33050kJ/h。当120-C入口阀HCV-10全开时，120-C负荷几乎已经到了极限，而117-C、118-C则远未达到额定负荷状态。
2.3 解决办法
将120-C入口蝶阀HCV-10由全开关到50%开度。重新分配117-C/118-C和120-C气量。气量重新分配后，等于将合成工艺系统的负荷转移一部分到冷冻系统上去了［7］。HCV-10关小后，将120-C的气体转移一部分到117-C和118-C，去120-C的气量减少了一部分。
对于105-J，由于117-C、118-C的气量增大，FRC-9由28000 m3/h下降到23000m 3 /h，FRC-10量由22000 m3/h上升到25 000m3/h，FRC-11的量由10000m3/h下降到12 000 m 3 /h。在105-J氨气循环量一定的情况下，低压缸吸入的气体转移到高压缸，降低了105-J功耗，使得105-J的转数由6400 r/min下降到6 250 r/min左右。具体数据见表2。
3 结束语
该合成氨装置冷冻系统经过循环水改造，105-J能力显著提高，具备长周期运行条件。合成氨装置合成工艺系统工艺气经过重新分配，103-J能耗显著降低，105-J转数下降。117-C/118-C和120-C气量气量重新分配后，106-F温度降低，106-F气体经120-C回到103-J
高压缸的气体温度降低，103-J 循环气温度TR-107由31℃下降到 25℃，达到了工艺指标的下限。如果循环水温度过低或者生产负荷突然降低，TR-107将超标。
参考文献：
[1]姜义君.合成氨装置冷冻系统优化［J］.大氮肥，2008，34（1）：220-222.
[2]赵学臣.合成氨装置冷冻系统的节能技术改造［J］.化肥设计，2010，48（1）：40-41.
[3]陈继兴.合成氨冷冻系统氨压缩机带氨问题解析［J］.氮肥技术，2010，31（1）：24-25.
[4]孙广.合成氨装置冷冻负荷影响因素［J］.泸天化技，2007，31：387-389.
[5]景永峰.合成氨厂冷冻系统节能改造小结［J］.化工设计通讯，2013（6）：13-15.
[6]唐育勇.冷冻系统改造小结［J］.大化科技，2011（2）：47-48.
[7]高桂林.冷冻系统改造运行总结［J］.小氮肥，2013，41（10）：22-23.
论文作者:张剑
论文发表刊物:《基层建设》2016年10期
论文发表时间:2016/8/2
标签：负荷论文; 合成氨论文; 装置论文; 气量论文; 合成气论文; 氨气论文; 系统论文; 《基层建设》2016年10期论文;