瓮福紫金化工股份有限公司节能创新措施

2020-03-01陈泽恩

磷肥与复肥 2020年8期

陈泽恩

（瓮福紫金化工股份有限公司，福建龙岩 364000）

0 引言

瓮福紫金化工股份有限公司（以下简称公司）是一家年产30 万t 磷酸、40 万t 磷酸二铵和30 万t净化磷酸的磷化工企业，主要原材料是磷精矿和硫酸，主要能源消耗有燃煤、电、柴油等。能源加工转换主要通过2 台130 t/h、9.81 MPa 燃煤循环流化床锅炉实现，锅炉产生的高压蒸汽用于发电，低压蒸汽、电力供下游装置使用。公司秉持“绿色发展，科技领先”的思路，持续开展一系列节能技术创新工作，具体介绍如下。

1 主要节能创新措施

1.1 清洁循环水泵降压头节能

净化磷酸装置、热电装置等在生产过程中采用清洁循环水系统对生产介质冷却，循环水系统由凉水塔、循环输送泵、管网及用水设备等组成，其中循环输送泵是最大的耗能设备，其流量为4 500 m3/h，扬程48 m，电机功率800 kW，电压10 kV，功率因数为0.85。运行为2 开1 备，运行电流为52 A。通过对系统需求进行分析，发现仅需26 m 扬程就能满足系统运行压力要求，最终确定系统扬程30 m。结合泵性能曲线（厂家资料）分析，采用叶轮切割的方式调整水泵压力，使泵的运行工况从扬程48 m、流量4 500 m3/h 、轴功率680 kW 变为扬程35 m、流量6 100 m3/h、轴功率670 kW。很多节能公司在输水管线上增加水轮机来回收多余的机械能从而达到节能的目的，但增加水轮机需要重新增加投资而且还需要经过能源转换才能利用，它的效益远低于优化水泵带来的节能效益。

切割后单台水泵供水能力增大，运行2台切割泵也不再经济，公司采购1台流量3 000 m3/h、扬程30 m的水泵来满足原有系统供水需求。改造后，2台泵的运行电流分别为52 A和25 A，流量9 200 m3/h，达到了设计预期，年节约蒸汽折标准煤390 t，节能产生效益（按年运行8 000 h，电价按0.584元/（kW·h）计）185万元/a。

1.2 开展酸性循环水使用系统节能

酸性循环水系统为磷酸浓缩装置提供冷却水，使磷酸浓缩系统维持在绝对压力11～18 kPa的真空环境下，水泵是该系统的最大耗能装置，其参数为流量3 000 m3/h，扬程58 m，电机功率630 kW，功率因数0.85，电压10 kV，设计为3开1备。为维持磷酸浓缩系统真空度，生产中经常出现4台泵同时运行的情况，浪费严重，通过系统分析，采取了两种措施来实现系统优化：一是降低系统用水压力等级，充分利用好系统7 m水柱负压条件和设计富余度来综合测算系统压力需求，最终将泵扬程下调（采用切割技术处理）至40 m；二是加强对产品单位消耗用水定额管理，根据负荷及时调整系统用水量，提升循环水耗能工质的高效使用。通过以上两项措施实现了在相同生产负荷的情况下循环泵的总电流减少50 A，按年运行8 000 h，电价0.584元/（kW·h）计算，每年实现节能效益344万元，年节约蒸汽折标准煤723 t。

1.3 磷酸浓缩蒸汽喷射泵改液环真空泵

公司有3套磷酸浓缩装置，原采用中压蒸汽喷射为磷酸浓缩装置提供绝对压力11 ～18 kPa 的真空环境，每套装置消耗蒸汽3 t/h，通过系统分析，浓缩系统的真空度主要靠酸性循环水系统冷却蒸汽产生负压，而蒸汽喷射泵主要作用是抽出系统中的不凝气体，使烟气与循环水充分混合接触。分析得出该系统只用到中压蒸汽的势能，而占比大的热能不做功而白白浪费掉。通过以上分析，采用液环真空泵（75 kW）代替蒸汽喷射方案，实施后，每年节约标准煤4 747 t（每套装置每年运行6 000 h，1.6 MPa 蒸汽1 t 折标准煤0.091 t，标准煤价格900 元/t，电价0.584 元/（kW · h）），产生经济效益363万元。

1.4 提高稀磷酸浓度，降低浓缩蒸汽消耗

公司生产的稀磷酸通过低压蒸汽浓缩为w（P2O5）48%的浓磷酸供下游装置使用，最初生产控制稀磷酸w（P2O5）在23%左右，与同行较好企业生产的稀磷酸（w（P2O5）在25%）有较大差距，通过认真分析系统找差距，对反应系统各环节采取较为精准的控制，最终达到了w（P2O5）25%的控制目标，每年节省蒸汽12万t，折算成标准煤10 670 t，产生经济效益960万元。

1.5 回收锅炉乏汽，减少蒸汽排放热损失

公司锅炉给水采用高温热力除氧，每小时大约产生蒸汽乏汽1 t，排放到大气中造成了能源浪费和噪声污染，通过增加乏汽回收装置，回收系统自耗功率仅有15 kW，每年按运行8 000 h计，回收热能相当于标准煤712 t，产生经济效益约57万元。

1.6 采用低浓度磷酸生产磷酸二铵，降低原料磷酸浓缩成本

磷酸生产时浓磷酸w（P2O5）控制在48%左右，在生产磷酸二铵过程中需要在尾气系统中添加补充水14 t/h才能实现磷酸二铵生产系统正常运行，鉴于此，提出了降低磷酸浓度来实现正常生产的设想，从而达到磷酸浓缩节能。2014年通过工业化试验，实现了低浓度磷酸生产磷酸二铵工艺技术革新，同时使磷酸二铵装置补水量减少10 t/h，则磷酸装置减少浓缩蒸发量为10×5 000 t（按磷酸二铵装置年运行5 000 h计），每年可节省标准煤5 117 t，产生经济效益460万元。

目前，公司生产的浓磷酸需全部净化后再用来生产磷酸二铵，工艺已发生改变，但该技术可以给同行业磷酸二铵生产企业以启迪与借鉴，避免磷酸浓缩后又加水稀释而浪费能源情况发生，实现了工艺节能，为企业增效。

2 节能成效

公司通过节能技术改造，为企业增加年收入（不含1.6 节项目收益）1 905 万元，节约能源折标煤17 262 t。前面的收益是按等量值折标准煤来计算的，若按能源的加工转换损耗来计算，节能收益更为可观。在社会效益方面，通过节能技改减少能源的使用，实现了减排粉尘1.2 万t/a、温室气体CO24.47万t/a、SO21 345 t/a和NOx672 t/a，践行了国家的节能绿色发展理念，同时还获得了国家绿色制造奖励资金支持。