中鹽昆山聯堿生產電耗與節電

　　摘要：介紹中鹽昆山公司60萬t聯堿項目的供配電系統及生產裝置的負荷，對聯堿生產中采用的節電技術：0.12MPa合成二氧化碳氣經壓縮用作碳化塔下段氣、輕灰重灰粉體流涼堿工藝、空分裝置的污氮氣作為碳化清洗氣等節能措施進行討論。

　　關鍵詞：純堿;聯堿法生產;電氣;電耗;節電

　　1中鹽昆山聯堿項目介紹

　　中鹽昆山有限公司遷建年產60萬t純堿項目在2016年4月16日開車投入正常生產以來，已經有3年多時間了。合成氨實際生產能力達到30萬t/a;聯堿實際生產能力達到80萬t/a;設計液體二氧化碳生產能力20萬t/a。合成氨工藝：華東理工大學四噴嘴水煤漿6.5MPa氣化技術;耐硫變換;低溫甲醇洗;液氮洗;14MPa氨合成;硫制酸WSA工藝。聯堿工藝：大型外冷碳化塔制堿;81m2水平帶式真空過濾機過濾重堿;840m3冷析、鹽析結晶器;φ3000輕灰煅燒爐;φ2800重灰煅燒爐;輕灰、重灰粉體流涼堿工藝等。全廠供電采用雙回路110kV電源進總變電站，要求當一路電源故障時，另一路電源可滿足全廠全部一、二級負荷。全廠總變電站設計二臺主變壓器SZ11—40000/110，全廠正常負荷為65000kW左右。自2016年4月全廠開車以來，全廠供電系統穩定運行，可靠性較高，沒有發生非計劃停電事故，沒有因供電原因或電氣設備故障而影響生產和安全問題。

　　2聯堿供電系統流程

　　1)雙回路10kV電源進聯堿變電所，要求當一路電源故障時，另一路電源可滿足聯堿生產全部一、二級負荷。2)單臺設備裝機負荷200kW以上電機采用10kV供電。3)設置保安電源。因消防要求和氯化銨結晶工序因停電可能發生結晶器座死等故障，而設置保安電源負荷，采用柴油發電機，安裝在聯堿變電所內，儀表采用ups供電，事故照明電源由ups電源裝置提供。

　　3聯堿設備裝機容量與運行負荷

　　3.1輕灰生產用電負荷

　　應包括碳化(重堿)、壓縮、氯化銨結晶、輕灰煅燒、輕灰包裝、原鹽倉儲和加工等過程用電負荷。輕灰生產設備電機很多，只列出200kW以上用電負荷。

　　3.2干銨生產用電負荷

　　濕氯化銨干燥過程、干燥尾氣凈化及干燥氯化銨運輸包裝的用電負荷。

　　3.3重灰生產用電負荷應包括從輕灰水合機開始到重灰包裝的用電負荷。主要有一水堿水合機、重灰煅燒爐、重灰過篩、冷卻、運送、包裝的電負荷。

　　4聯堿生產電耗

　　分列輕灰電耗、重灰電耗、干銨電耗。

　　4.1依據生產裝置運行功率估算各產品電耗

　　產品電耗=裝置運行功率×0.9×0.9說明：“輕灰氯化銨(雙噸)”用生產輕灰和濕氯化銨的雙噸產品電耗表示，按純堿行業統計規定，其中分母以輕灰產量為準。

　　5聯堿生產中節電技術討論

　　5.1CO2壓縮過程節電

　　以煙煤為原料的煤頭合成氨工藝，21世紀初至今，大部分采用加壓純氧氣流化床煤氣化工藝，后續流程為變換、低溫甲醇洗、液氮洗、中壓氨合成、硫回收等。變換氣中二氧化碳含量為42%左右。變換氣中二氧化碳和硫化氫在低溫甲醇洗工序1#脫碳脫硫塔中脫除，在2#解吸塔中解吸二氧化碳。2#解吸塔中解吸二氧化碳量約占總量的55%左右，解吸氣CO2含量為99%，壓力為0.14MPa(G)，聯堿行業內稱為“合成氣二氧化碳”。合成氣二氧化碳氣進入聯堿生產裝置的合成氣二氧化碳螺桿壓縮機進口，壓力為0.12MPa(G)左右。聯堿生產合成氣二氧化碳螺桿壓縮機將氣體壓縮到0.38MPa(G)送碳化塔底部制堿。CO2壓縮過程：常壓→0.12MPa(G)→0.38MPa(G)。

　　其中，常壓→0.12MPa(G)過程的壓縮功約占50%，所以，節省電量約50%，與爐氣二氧化碳壓縮機相比，節省1臺爐氣壓縮機的電耗。我們使用的上海大隆壓縮機公司的合成氣壓縮機組，功率為1711kW(包括主電機和油泵電機)，爐氣壓縮機組功率為1511kW(包括主電機和油泵電機)。目前，聯堿實際生產能力為80萬t/a，合成氣二氧化碳壓縮機開1臺生產，所以節電量為：1511×0.9×0.85×800010000=925萬kW·h/a

　　5.2輕灰、重灰粉體流涼堿工藝過程節電中鹽昆山有限公司在上海夏勒工業設備有限公司、加拿大Solex公司配合下，進行輕灰粉體流涼堿工藝中間試驗，取得試驗成功，并取得設計技術基礎數據。輕灰粉體流涼堿工藝獲得實用新型專利證書，證書號：ZL20040777282.1。中國成達工程有限公司進行輕灰、重灰粉體流涼堿工藝工程設計。輕灰、重灰粉體流涼堿工藝具有比較好的節電效果[1]。

　　采用二臺輕灰粉體流涼堿器和二臺重灰粉體流涼堿器能滿足輕灰80萬t/a、重灰40萬t/a生產涼堿能力。裝機功率為：振動出料機3kW，共4臺;軟水循環泵55kW，共1臺，共計：55+3×4=67kW。相同的生產能力，原采用槳式螺旋涼堿機則須要9臺55kW電機，共計：55×9=495kW。所以節電量為：(495-67)×0.9×0.85×800010000=262萬kW·h/a5.3空分裝置的污氮氣作為碳化清洗氣工藝的節電空分裝置系統氧氮比為1：4，所以有大量低壓0.6MPa(G)含氮量99%的污氮氣。我們聯堿項目設計時采用空分系統低壓污氮氣作碳化清洗塔清洗氣工藝流程。

　　自從2016年4月底開車至今，已經有3年多時間生產，到今年9月底，已經生產純堿219.08萬t，碳化塔從來沒有停車煮塔。說明碳化塔清洗效果是好的。采用空分生產富裕的低壓污氮氣作碳化清洗塔清洗氣是完全合理的。聯堿生產裝置不設碳化清洗塔清洗氣壓縮機是正確的。碳化清洗塔清洗氣量設計為單塔清洗氣量2500～3000Nm3/h，4塔一組(或5塔一組)，目前是2臺碳化清洗塔作業，清洗氣量共為5000～6000Nm3/h。

　　工藝清洗氮氣：溫度25℃，操作壓力0.38MPa(G)，流量(取中值)5500Nm3/h(N2%≥99%)，清洗氣壓縮機功率約為517kW，節電量：517×0.9×0.85×800010000=316.4萬kW·h/a5.4節電合計上述三項共節電925+262+316=1503萬kW·h/a，年創經濟效益931.86萬元。由于采用多項節電技術措施，中鹽昆山公司聯堿生產電耗達到全國聯堿行業先進水平，創造比較好的經濟效益，為節能做出貢獻。

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　　[摘要]自電能被發現及應用以來，電在人們的日常生活中扮演的角色越來越重要，電力產業是一個國家經濟發展的支柱，也是一個國家和諧發展的重要保障。無論是風力發電還是核能發電等，都需要投入巨大的資金。電力業投資管理一直是電力業發展建設中的重點工作，對電力業的穩定建設有著重要的價值作用。

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