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合成氨工厂降低气体用量
技术分类:过程与先进控制 作者:美国能源部 发表时间:2008-05-03
接排放,建议采用效率更高的冷凝汽轮机代替现有汽轮机。推荐的冷凝汽轮机可以降低高压蒸汽的需求量并减少低压蒸汽的排放量。估计节能:178000MMBtu或120万美元。
  改进冷凝汽轮机的运转方式-根据季节的不同,合成氨1号工厂冷凝汽轮机的表面冷凝器的真空度为24至26in.汞柱。如果安装一个由低级多余热量驱动的吸收式冷却机将师其真空度增加0.5in.汞柱。估计每年节省170000MMBtu或120万美元。


合成氨2号工厂中的循环脱水器,每年可节约228000MMBtu。
来源:Terra Nitrogen

  长期项目措施
  建造一条高压天然气管道-当地的燃气公司以185psig的压力向Verdigiris工厂输送天然气。由于其生产过程需要表压为550psig的天然气,该工厂特别安装了蒸汽驱动的气体压缩机以使天然气的压力达到要求。本次评估探究了能不能建造一条高压天然气管道以连接当地天然气公司与合成氨工厂,并取消气体压缩机的可能性。估计节能:851000MMBtu或600万美元。
  增加辅助锅炉的能效-将锅炉炉身温度从400降低到320°F,可以提高合成氨1号工厂的副锅炉的能效。为了达

到这一目的,可以在锅炉炉身外加装用于回收热量的空气预热器。估计每年节省135000MMBtu或945000美元。
  
  付诸行动

  Verdigris工厂的员工在评估完成后马上就执行了评估中提出的两项最重要的建议措施,而后又开始其他几项建议措施的实施工作。
  在合成氨2号工厂,他们利用冷凝式汽轮机代替原有的背压式汽轮机,并加装了循环脱水器。上述两项措施每项每年可为工厂节约228000MMBtu,总计456000MMBtu/年。采用上述两项措施,每年节省的能源价值320万美元。
  此外,工厂还雇佣了一个顾问来对损坏或低能效的汽水分离器进行审核,并且购买了用于探测及修复蒸汽泄漏的红外检漏仪。
  这些“唾手可得”的项目都很容易实现,且其收回成本的时间很短。其他的整改措施则不是一次性投资,往往还要涉及到另外的开销,但仍然值得进一步对这些措施进行研究以期能够找到创造性与现实性兼有的实施方法。
  在Verdigris工厂职员认真的研究评估中提出的其他措施以后,他们决定进一步对一些生产过程进行跟踪以达到提高蒸汽系统效率的目的。他们对合成氨1号工厂的锅炉进行检查,发现锅炉的盘管都很脏,其中一个已经产生泄漏了。在清理及修复这些盘管以后,锅炉的效率提高了0.3MMBtu/吨左右。
  在评估合成氨1号工厂的冷凝汽轮机后,他们决定推迟吸收式冷却机的安装,取而代之的是,在2007年工厂的停机检修期,他们对冷凝汽轮机进行了大修,其中包括更换转子,清洗冷却单元,更换低压蒸汽排放喷嘴。其他的措施不是成本收回周期太长,就是实施起来过于困难。比如许多整改措施都与高压天然气管道有关,这就需要工厂与其天然气供应商重新拟定合同。  


Terra Nitrogen位于俄克拉荷马州Verdigris的工厂,生产合成氨和化肥。
来源:Terra Nitrogen

  学习和教训
  对工业系统进行独立、有选择性的评价可以确定很多节省能耗,节约能源费用的措施。
  Terra Nitrogen下属Verdigris工厂的雇员对于蒸汽系统的能源使用了解颇深,他们有规律的对蒸汽平衡进行分析。根据以前的经验,他们也知道可以通过升级蒸汽系统的组件来达到提高效率的目的。然而,使用SSAT进行系统层面的分析除可以量化以上提到各种措施以外,还可以确定很多更为引人注目的措施。
  本次能源评估的结果使管理层执行了许多整改建议,并且愿意开展更多严格的分析。能源部的许多软件工具,如SSAT,AIRMaster+,Fan System Assessment Tool (FSAT),MotorMaster+,Process Heating Assessment and Survey Tool (PHAST),Pumping System Assessment Tool (PSAT),3Eplus都可以用来对工业系统及过程进行分析,以确定节约能源的措施。

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