取消优惠电价后对传统流程氮肥企业的影响与节电技术措施



取消优惠电价后对传统流程氮肥企业的影响与节电技术措施

於子方(上海达门化工工程技术有限公司上海200063)郑伟中(全国化肥工业信息总站上海200062)

2015年4月13日，国家发改委下发《关于降低燃煤发电上网电价和工商业用电价格的通知》(发改价格【2015】748号)，决定自2015年4月20日起进行电价调整，全国燃煤发电上网电价平均下调约0.020 元/(kW·h)，全国工商业用电价格平均下调约0.018元/(kW·h)，全面推进工商业用电同价。对于化肥用电，文件中进行了专门规定，提出要逐步取消化肥电价优惠，化肥生产用电执行相同用电类别的工商业用电价格；优惠价差较大的地方，分两步到位，2016年4月20日起全部取消电价优惠。

1取消优惠电价后对传统流程氮肥企业的影响

氮肥行业是化学工业的用电大户，历年来，由于其支农的属性，为保障农业生产需求，一直享受了国家给予的诸多优惠政策(天然气价格、电价、铁路运价、增值税等)。随着我国市场经济的不断改革与发展，议论多年的取消优惠政策的问题现在终于开始实行，这次取消的优惠电价是诸多优惠政策中对企业影响最大的一项。

1.1电力成本在吨氨成本中所占的比例

2015年1月至7月部分省份化肥企业电力成本在吨氨成本中所占的比例见表1。从表1可见，电力成本在吨氨成本中所占的比例逐步在上升，2015年4月后更突出。2016年4月20日起将全部取消优惠电价，电力成本在吨氨成本中所占的比例将会更大。

表1　 2015年1月至7月部分省份化肥企业电力成本在吨氨成本中所占的比例

1.2不同程度的影响

氮肥行业合成氨生产由于采用的原料路线及工艺流程的不同，吨氨电耗相差较大(见表2)，因而影响程度也不同。

表2　2015年1月至6月部分企业吨氨消耗

从表2数据中可见：①采用无烟煤为原料、固定层常压气化工艺的企业吨氨电耗为1 100～1 300 kW·h；②采用非无烟煤为原料、气流床加压气化工艺的企业吨氨电耗为200～450 k W·h；③采用天然气为原料、引进大型装置的企业吨氨电耗为70～130 kW·h。

按以上3种不同原料路线与工艺流程的企业，①，②和③工艺吨氨电耗分别为1 200 kW·h，320 kW·h 和100 kW·h计，在取消优惠电价后，3种企业用电成本影响情况见表3。

表3　3种企业用电成本影响情况

从表3可见，影响程度最大的是现有大多数以无烟煤为原料的氮肥企业，其次是以非无烟煤为原料采用加压气化工艺的企业，影响最小的是以天然气为原料的大型企业。

2主要节电技术措施

随着电价的不断上涨及化肥优惠电价的最终取消，对氮肥企业的影响程度很大，降低合成氨的电耗对降低产品成本将是关键因素之一。首先要从企业自身下功夫，加强节电(水)的技术改造，主要可采用的节电(水)的技术措施如下。

2.1从压缩系统下功夫

(1) 淘汰落后高能耗的氮氢压缩机。氮氢压缩机的电耗占合成氨电耗的65%～70%，因此，合理选择与使用压缩机对吨氨电耗关系十分密切。应采用节电高效的大型机组取代落后、高能耗的L3.3- 17，4M8，4H8型等陈旧压缩机，吨氨可节电50～70 kW·h。

(2) 尽可能不采用不同氮氢压缩机机型的并机使用，防止由于并机的不和谐而造成无效功损失与影响运行故障周期。

(3) 提高氮氢压缩机维修质量，选用可靠质优的气阀，延长机组无故障运行时间，减少气体内漏，以确保机组的有效出力、降低电耗。

(4) 利用合成氨生产过程低位能余热(热水、蒸汽冷凝液等)，通过溴化锂制冷机组制取低温冷水，降低氮氢压缩机进口半水煤气温度，可提高机组出力2%～3%，吨氨降低电耗30～40 kW·h，尤其是夏季气温较高时，其增产与节电的效果更加有效。

除上述技术措施之外，还有必要在氮氢压缩机前增设煤气电除焦油器，以提高煤气净化质量，减少氢氮压缩机的停机次数，延长有效运行时间，有利于降低电耗；提高造气半水煤气有效气(CO+H2)含量、减少半水煤气中CH4含量，可降低吨氨半水煤气消耗量，降低吨氨压缩机电耗；降低脱硫系统阻力，可提高氢氮压缩机一段入口气体压力；降低合成氨系统的合成压力等，都有利于降低氮氢压缩机电耗。

2.2采用先进节能工艺技术

2.2.1新型高效变换气脱硫塔技术

针对变换气脱硫塔原有填料塔使用中存在的堵塔、阻力较大、脱硫液循环量大等问题，长春东狮科贸实业有限公司研究开发出新型复合式QYD脱硫塔并成功取代填料塔。通过使用证明，该技术比填料塔具有脱硫效率高、脱硫液循环量可降低1/3左右、吨氨节电20～30 kW·h、不堵塔、占地少、投资小等特点。

2.2.2等温变换工艺技术

等温变换技术是针对现有变换工艺的多段反应、多次换热调温所存在的流程长、系统阻力大等问题而开发的，近年来，由湖南安淳高新技术有限公司、石家庄正元塔器设备有限公司、南京敦先化工科技有限公司等企业先后研发成功该技术。通过使用结果证明，该技术与现有工艺相比，具有流程短、设备少、系统阻力小、CO转化率高、操作简单、调节灵活、投资省等特点，对企业降耗节能、增加效益有明显效果。

此外，可结合企业产品结构调整与改造，将变换系统压力从0.8 MPa提升至2.1 MPa(视整个生产工艺不同而定)，从而吨氨可减少870～940 m3(标态)气体从0.8 MPa提压至2.1 MPa的压缩功，节约压缩电耗30 kW·h左右。

2.2.3低能耗变压吸附(PSA)脱碳工艺技术

为进一步降低能耗，成都天立化工科技公司在原有PSA脱碳工艺技术基础上，研发了低能耗二段全回收PSA脱碳工艺技术，其核心原理是利用系统内杂质气体的动能和浓度差异，对净化和提纯段分别进行吹扫解吸、冲洗再生，取代真空泵，提高有效气体的收率。实际运行结果表明：H2损失<0.5%，N2损失<2.0%；与原有工艺相比，吨氨节电35～40 kW·h，节水8～9 m3。

2.2.4醇烃化或醇烷化精制工艺技术

该技术属清洁生产工艺，主要是取代落后的铜洗精制工艺，具有工艺流程短、气体净化度高、操作安全稳定、能耗低、运行费用低等优点。使用该技术可节约原材料(铜、氨、乙酸)，吨氨可节省蒸汽350 kg左右，节电30 kW· h左右，又有很好的保护环境效果。

2.2.5低压氨合成工艺技术

随着技术不断提升，氨合成已逐步向低压力、低阻力、低空速、高净值的低能耗方向发展。国内多家专业技术公司开发了多种<20 MPa的低压氨合成工艺技术，并在部分企业获得应用成果。通过使用结果证明，该技术具有明显的节能与经济效益，吨氨可节电50～60 kW·h。

2.3采用热功、热电制冷联产节电技术

随着合成氨生产规模的不断扩大，蒸汽用量及低位能余热也不断增加，如何合理利用蒸汽与低位能余热的能量、提高能量利用率，已逐步引起重视。

(1) 蒸汽热功联产：该技术是利用蒸汽压差，通过蒸汽动力装置(也称蒸汽透平)取代电机来驱动生产工序中有关转动设备(泵、风机等)，具有投资小、易改造、节电与效益明显等优点。

(2) 蒸汽热电联产：该技术是利用自产的中、高压蒸汽通过汽轮发电机先发电，然后背压出低压蒸汽供生产自用，从而减少外供电力，有利降低用电成本。

(3) 低位能余热利用：该技术是利用合成氨生产过程产生的低位能余热(热水、蒸汽冷凝液等)，通过溴化锂制冷机组制取低温冷水，降低氮氢压缩机进口煤气温度、脱碳系统脱碳吸收液用量、氨合成系统循环气气量等，可达到增产、节能、节电的效果。

2.4机泵电机采用变频调速技术

对因负荷变化、经常造成机泵电机“大马拉小车”的转动设备，如造气的炉条机、锅炉给煤机、给水泵、空气鼓风机、罗茨鼓风机、甲铵泵、液氨泵等，采用变频调速技术，实现平滑的无级调速，在生产过程中能获得较佳调速效果，从而可取得明显节电效果。对于高压大、中容量交流电机的调速，可采用内窥载波调速技术，与高压变频调速技术相比，具有效率高、价格低、功率因数高等优点。

2.5高效蒸发冷凝(冷却)器节电、节水技术

该技术是采用热力学、传热学、工程学的先进技术及高效传热元件，对交叉式冷却塔和传统蒸发式冷凝器进行优化组合，从而使蒸发冷凝(冷却)器具备结构紧凑、占地少、质量轻、安装方便等优点，提高换热效率与冷却冷凝效果，达到运转功率小、耗电量少、冷却水耗量少的节能效果，是取代传统的水冷冷凝器与冷却塔的有效节能设备，已在氨冷冻、氨合成、气体压缩、甲醇精馏等系统的气体冷却、冷凝及液体冷却方面得到应用，取得明显节能增效的成果，吨氨可节电30～40 kW·h。

2.6系统优化节电技术

该节电技术是对半导体瞬流控制技术、复合式实时滤液技术和远程跟踪与诊断技术的重大突破，以10-12s的反应速度对瞬流和高次谐波进行及时测试和有效控制，同时能拟制消除设备开关启合引起的色络效应和高能量突变引起的瞬流，提高电源质量、减少电损和提高系统用电设备的效率，达到节电的目的。采用该节电技术后，吨氨可节电10 kW·h左右。

除上述主要节电技术措施外，应重视以下几个方面工作：加强更新与淘汰落后高耗电设备；加强电气设备与线路的管理，减少电力损耗；不断完善用电、用水计量设施并强化考核和奖罚制度；加强职工节电、节水教育；发动职工群策群力并开展节电、节水技术创新。

3关注电力体制改革，争取合理用电价格

我国的电力体制改革自2002年国务院下发《关于印发电力体制改革方案的通知》(简称5号文)至今已十多年来，还没有彻底完成，遇到的阻力大，进展也很困难。我国电力系统发电机组中有72%左右为常规火力发电机组，目前的电力市场仍缺乏统一开放的竞争机制，无论是发电量还是上网和售电价格，均带有较强的计划经济色彩，电价的确定缺乏科学合理的机制。对此状态，各方面都希望加快推进电力体制改革。

中共中央与国务院对电力体制的改革也十分重视，国务院2014年9月10日批准《广东电力用户与发电企业直接交易深化试点方案》、2014年11月4日发布的《关于深圳市开展输配电价改革试点通知》的试点工作，这一改革已经迅速扩大到5个省区。

2015年3月，中共中央、国务院发布《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》，要求电力行业实施“三个开放、一个独立、一个深化、三个加强”，重构发电、输配电和售电市场及其秩序，建立有效竞争的电力交易市场机制。这次电力市场改革将构建有效竞争的电力市场交易体系，电价通过市场来决定，使电力生产和售电价格趋于合理，使企业具有一定的转移成本能力，并通过电力市场的有效配置和电价的合理确定，引导电力市场的供需结构。

价格是市场机制的核心，价格改革始终是经济改革的重要组成部分，是建立市场机制必须要闯的一道“坎”，电力系统输配电价改革试点已在部分省区加快进行。2015年8月24日中共中央、国务院颁布《关于深化国有企业改革的指导意见》，2015年9月15日中央深化改革领导小组第16次会议通过《关于推进价格机制改革的若干意见》，这必将有力地推进发电、输配电价格改革的进程，期盼早日完成，能确定合理的用电价格，促进氮肥企业健康发展。

(收到修改稿日期2015- 12- 03)