尿素能量系统优化工程节能评估报告.docx

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尿素能量系统优化工程节能评估报告

一、评估目的

建设项目合理用能、合理用水评估，是根据国家有关法律、法规、标准及规定的要求，针对工程项目的具体情况，对工程项目的节能新工艺、新技术、新设备和新材料选用情况和项目应实现的余热、余压、放散可燃气体的回收利用以及资源的综合利用情况进行评估，论证节能、节水措施在技术上的可行性和经济上的合理性，避免盲目投资和低水平重复建设，从源头上把住能源、资源节约关。

二、评估依据

1、有关法律、法规、规定

（1）《中华人民共和国节约能源法》

（2）《中华人民共和国清洁生产促进法》

（3）《节约用电管理办法》

（4）《山东省节约能源条例》

（5）《山东省节能监察办法》

（6）《德州市固定资产投资项目合理用能评估和审查管理暂行办法》

2、指导性文件

（1）《国务院节能减排综合性工作方案》

（2）《国务院关于加强节能工作的决定》国发[2006]28号

（3）《国务院关于发布促进产业结构调整暂行规定的通知》

（4）《国务院办公厅关于开展资源节约活动的通知》

（5）国家发改委、国家经贸委、建设部《关于固定资产投资工程项目可行性研究报告“节能篇（章）”编制及评估的规定》

（6）《国家发展改革委关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作通知》

（7）《山东省人民政府办公厅关于切实做好固定资产投资项目节能评估审查工作的通知》

（8）国家发改委《“十一五”资源综合利用指导意见》

3、国家、行业标准及规范

（1）《中国节能技术政策大纲（2006年）》

（2）《综合能耗计算通则》GB/T2589-1990

（3）《节能中长期专项规划》国家发改委2004

（4）《评价企业合理用电技术导则》GB/T3485-1998

（5）《节电措施经济效益计算与评价》GB/T13471-1992

（6）《产业结构调整指导目录（2005年本）》

（7）《当前部分行业制止低水平重复建设目录》

三、评估范围

山东**中农润田化工有限公司30×104t/a尿素能量系统优化工程。

四、建设单位概况

山东**中农润田化工有限公司是由中国农业生产资料集团公司联合21个股东于2002年10月份组建的股份制公司，属有限公司。

公司前身山东**化肥厂始建于1970年，经多年技术更新改造，现形成合成氨180kt/a、尿素300kt/a生产能力。

现公司拥有总资产19157万元，其中：

净资产9677万元。

职工2038人，其中工程技术人员296人。

占地面积23万m2,公司银行信誉等级“AAA+”级。

2006年，公司实现年销售收入5.2052亿元，实现利税1571万元，其中净利润678万元。

公司目前位于全国小氮肥行业尿素产量50强、合成氨与产品销售收入50强、中国化肥企业100强、中国化工企业500强、中国化工企业经济效益500强。

2006年先后通过了国家ISO9001-2000质量管理体系认证、液氨生产许可认证和国家产品质量免检认证。

其主导产品尿素曾获“首届中国金榜技术与博览会金奖”、“山东省农民最喜爱的农资产品奖”等荣誉称号。

多年来，山东**中农润田化工有限公司在坚持做好传统尿素产品生产经营的基础上，始终在技术改造、技术创新、高新技术应用及开发新产品上下大功夫，不断研制开发高附加值的高新技术项目。

企业研发生产的多肽尿素克服了传统化肥的缺陷，具有环保、绿色、广谱、高效等优点，多肽尿素所含金属蛋白对植物所需养分具有极大的催化功能，能加快土壤中氮、磷、钾及中微量营养元素供植物吸收利用的速度，减少肥料养分的流失。

它不但适用于各种植物和土壤，而且可以改善土壤品质，提高作物品质。

经农科院试验，与施用普通等量尿素相比，多肽尿素可提高作物产量15%~20%，目前公司已生产13万吨/年多肽尿素。

今年山东**中农润田化工有限公司与中国农业科学院签订了成立新肥料研发中心的协议,新肥料研发中心主要致力于肥料增效、提高肥料利用率，提高农作物产品品质等研究。

公司先后获“清洁文明工厂”、“全国化肥生产先进企业”、省级“先进企业”、“全国节能1000家企业”、“山东省节能先进企业”“山东省企业生产管理样板企业”、“无泄漏工厂”等多项荣誉称号。

山东**中农润田化工有限公司坐落于**市西南方向，毗邻京福高速公路和308国道，距火车站1.5km,距省会济南仅50Km的路程,具有优越的地理环境和交通便利条件。

五、项目建设概况

本项目为节能改造项目，其主要改造项目为：

1、新上氨回收及其放空气提氢装置，该装置可将合成氨生产过程中贮罐驰放气中大部分的NH3冷凝成回收，其他气体（氢气、甲烷等）送至三废锅炉热能利用；

2、氢回收装置，采用膜技术，该装置可将有用成分氢气、二氧化碳等分离后重新返回系统合成氨；并回收甲烷、氮气、一氧化碳等气体送至三废锅炉热能利用；

3、碳丙闪蒸汽变压吸附装置，采用该装置可将分离后的含甲烷、氮气、一氧化碳等气体送入生产系统，提高系统氨的产量，并改善环境；

4、溴化锂制冷机组，采用该装置后可利用尿素一吸冷却器的循环热水（脱盐水）作为热源，送溴化锂机组，制取冷媒水，冷却脱碳碳丙液。

此装置使热水直接转化成冷量，不仅节省了大量循环冷却水，而且可使脱碳碳丙液温度较前有明显降低，提高了脱碳效果；

5、将生产过程中的造气吹风气、无动力氨回收后的氨库驰放气和氢回收的尾气等可燃气体和造气炉炉渣回收利用，送至三废混燃炉和50t/h的余热锅炉，回收余热、产生蒸汽，送新建6000kW背压汽轮发电机组，蒸汽压力由3.5MPa降至尿素生产工艺所需用蒸汽压力1.2MPa，送尿素生产各用汽岗位；所发电送本公司尿素生产系统自用；

新建B0.16-1.27/0.49工业汽轮机带动循环水泵，将1.2MPa减压得到0.4Mpa供甲醇精馏使用；

锅炉上水泵由新建B0.16-1.27/0.3工业汽轮机带动，将1.2MPa蒸汽降为0.3MPa，送造气系统做为气化剂使用；

6、合成氨装置富余的二氧化碳气体生产食品级二氧化碳，该装置将过剩的二氧化碳回收，经脱硫、干燥等工艺，制得食品级二氧化碳；

7、尿素自汽提系统，该装置克服原生产流程中蒸汽消耗较高，出口气体温度高，装置生产能力再提高困难的问题，提高一段分解率，降低低压系统的回收负荷。

出口气相温度降低，吨尿素可减少蒸汽消耗0.2吨；

8、尿素深度解吸装置，通过该装置将来自原解吸塔的含NH3、CO2及尿素的解吸液和合成系统来的稀氨水处理使解吸废水达到10PPm以下，可回收作为合成氨造气的工艺软水用和循环水补水用，以提高该公司环保效益；

9、造气循环水微涡流处理装置及水平衡优化改造与配套循环水净化装置及项目消防，都可将造气循环水中的杂质吸附、分离、排出，解决造气循环水大量外排的问题，可实现造气循环水的“零排放”；

10、新上一次水微涡流澄清装置一套，将一次水送入澄清塔内反应室，借助多层反应塔板的“微涡流”作用，通过药物将小颗粒物体逐步长大成大絮体，吸附掉一次水中的杂质，并通过斜管分离沉降后排出。

可大幅度提高一次水的水质，减少后续工序的处理成本。

11．项目配套变电所及电气节能改造，新上就地补偿DFJ—B3综合节电器，以新型S11变压器淘汰原高损耗的SL7变压器，并采用交流变频调速技术；

12、项目配套DCS系统，利用DCS对生产过程进行监控,正常情况下操作人员在中控室就可以使工艺生产装置连续安全生产，并使其自动化水平达到国内同类型装置中最先进水平。

六、合理用能评估：

该项目为尿素系统能量系统优化工程，分为12个部分，该项目各装置在吸收国外先进技术和总结国内同类型装置实践经验的基础上，积极采用新工艺、新设备、新技术和新材料，使生产过程中的水、电、汽及燃料的消耗得到进一步的减少，尽量降低产品的能耗。

1、无动力氨回收装置

采用中科院物理研究所的深冷技术，增上无动力氨回收装置，将排放的驰放气中氨回收，并冷凝成液氨，送入生产系统。

氨回收后的其他气体（氢气、甲烷等）送至三废锅炉热能利用，不仅减少了有害气体的排放，改善了环境，而且将液氨回收利用提高了氨的产量，降低了单位产品的能源消耗。

符合国家节能减排相关政策。

节能计算的基础数据：

本项目合成氨能力按18万吨/年，尿素按30万吨/年

液氨按2100元/吨；循环水按0.2元/吨；电按0.365元/千瓦时

空气按0.2元/立方米；一次水2.2元/吨；脱氧脱盐水5元/吨；

蒸汽按100元/吨；

一年按7200小时计，

吨液氨能耗按46.89GJ，则折标煤1.6吨

折标煤系数

能源

1000kW电

1t蒸汽

1000t水

1t氨

1000m3二氧化碳

折标煤t

3.66

0.1286

0.086

1.6

0.214

节能效益核算：

回收液氨量为1吨液氨按回收11kg氨计算

年回收液氨：

180000×0.011=1980吨

折标煤1980×1.6=3168吨。

2、新上氢回收装置

新上氢回收装置采用膜技术，在膜两侧压力差作用下根据渗透速率的不同，在驱动力用来回收氨合成塔定期排放的惰性气体中的氢、二氧化碳送入生产系统提高系统氨的产量，并回收甲烷、氮气、一氧化碳等气体送至三废锅炉热能利用。

提高了合成氨的产量，降低了产品单耗，符合《中国节能技术政策大纲（2006年）》中研发、推广膜技术在气体分离、污水处理、电解等领域的应用的规定。

节能效益核算：

可研报告中按照成本计算节能量为：

回收氢气折液氨量为1吨液氨按回收氢气折氨10kg计算

年回收液氨：

180000×0.01=1800吨

1800×1.6=2880吨标准煤

每小时产液氨：

1800/7200=0.25吨

每小时总成本：

114.425×1.3=148.525元

制造吨氨成本：

148.525/0.25=594.1元

装置年效益：

1800×（2100-594.1）=271.06万元

折节液氨271.06×10000/2100=1290.76吨

折标煤1290.76×1.6=2065.22吨

3、碳丙闪蒸汽变压吸附装置

采用碳丙闪蒸汽变压吸附将原来直接放空碳丙闪蒸汽，进行回收利用，将分离后的含甲烷、氮气、一氧化碳等气体送入生产系统，提高系统氨的产量，降低能耗，符合《节能中长期专项规划》中小型合成氨采用变压吸附回收技术，降低能源消耗的规定。

4、溴化锂制冷机组

该项目采用溴化锂制冷机组后利用尿素一吸冷却器的循环热水（脱盐水约90℃）作为热源，送溴化锂机组，制取冷媒水，冷却脱碳碳丙液，此装置将原来直接排放到循环水中的热水直接转化成冷量，不仅节省了大量循环冷却水，而且可使脱碳碳丙液温度较前有明显降低，提高了脱碳效果。

符合《中国节能技术政策大纲（2006年）》中推广生产过程余热、余压、余能的回收利用技术，遵循“梯级利用，高质高用”原则，优先把高品位余热余能用于做功或发电，低温余热用于空调、采暖或生活用热的规定。

节能效益核算：

利用溴化锂制冷机组制取冷水供碳丙脱碳后，可节省尿素循环水400m3/h,碳丙脱碳装置可节省150万大卡冰机2台，冰机配用功率300kW。

改造后生产成本构成：

（按每小时）

成本构成

消耗指标

单位成本（元）

循环水

400t

电

70kWh

25.55

工人工资

管理费用

2.4

维修费用

折旧（5年）

其他

合计

132.95

利用溴化锂制冷机组制取冷水供碳丙脱碳后，碳丙脱碳装置可节省150万大卡冰机2台，冰机配用功率300kW.

改造前生产成本构成：

（按每小时）

成本构成

消耗指标

单位成本（元）

循环水

400t

电

600kWh

219

工人工资

管理费用

2.6

维修费用

4.5

折旧（5年）

其他

合计

343.1

溴化锂制冷机组年节约电：

（600-70）X7200=381.6万kWh

年折标煤：

381.6X3.66=1396.66吨

5、吹风气余热回收装置及蒸汽梯级利用（50t三废锅炉）

该项目将生产过程中的造气吹风气、无动力氨回收后的氨库弛放气和氢回收的尾气等可燃气体和造气炉炉渣回收利用，送至三废混燃炉和50t/h的余热锅炉，回收余热、产生蒸汽，送6000kW背压汽轮发电机组，蒸汽压力由3.5MPa降至尿素生产工艺所需用蒸汽压力1.2MPa，送尿素生产各用汽岗位；所发电送本公司尿素生产系统自用。

甲醇精馏所需用的0.4MPa的低压蒸汽，由1.2MPa的管网蒸汽送入B0.16-1.27/0.49工业汽轮机带动循环水泵后减压得到；锅炉上水泵由B0.16-1.27/0.3工业汽轮机带动，将1.2MPa蒸汽降为0.3MPa，0.3MPa的低压蒸汽送造气系统做为气化剂使用。

蒸汽减压过程实现了能量的梯级综合利用，代替两台160kW电动机，节省了水泵驱动电能。

符合国家关于汽动泵代替电动泵，并利用低压蒸汽，节约电能的原则。

符合《“十一五”资源综合利用指导意见》中对热的分级利用的发展要求。

节能效益核算：

利用三废气（氨回收废气、氢回收废气、吹风尾气）和造气炉渣回收利用热量比改造前多产蒸汽20t/h，减少了外购蒸汽。

生产成本构成：

（按每吨蒸汽）

成本构成

消耗指标

费用（元）

软水

1.1m3

5.5

三废气

废渣

工人工资

0.2

管理费用

0.6

维修费用

1.5

折旧

10.375

其他

合计

59.375

节约蒸汽：

20X7200=144000吨

折标煤：

144000X0.1286=18518.4吨标准煤

蒸汽梯级利用发电

年发电量：

6000X0.8X7200=3456万kWh

年节电3456X（0.365-0.24）X10000/0.365=1183.56万kWh

年折标煤1183.56X3.66=4331.83吨。

循环水泵和上水泵节能量：

320X0.8X7200=184.32万kWh，

折合标准煤674.611吨标准煤。

6、食品级二氧化碳装置

该公司尿素生产过程中二氧化碳气体有部分剩余，新上回收装置，将过剩的二氧化碳回收，经脱硫、干燥等工艺，制得食品级二氧化碳。

回收了多余的二氧化碳，减少了排放，增加了企业效益，符合国家节能减排的要求。

符合《“十一五”资源综合利用指导意见》中对生产过程中的二氧化碳进行资源化回收利用的十一五发展目标。

充分利用脱碳过程中的废气二氧化碳，据核算每生产一吨食品级二氧化碳可减少约650Nm3二氧化碳废气的排放，本装置可产食品级二氧化碳3.3万吨/年，减少约2145万Nm3二氧化碳废气的排放。

7、尿素自汽提系统

原来尿素装置一段分解系统采用预分离流程，蒸汽消耗较高，出口气体温度高，装置生产能力再提高困难。

该项目采用尿素自汽提系统进行改造，提高一段分解率，降低低压系统的回收负荷。

出口气相温度降低，吨尿素可减少蒸汽消耗0.2吨。

该项目通过工艺改造可以提高产能，并降低蒸汽消耗，符合节能减排的原则。

8、尿素深度解吸装置

通过尿素深度解吸将来自原解吸塔的含NH3、CO2及尿素的解吸液和合成系统来的稀氨水处理，提高解析液中氨氮的回收利用率，并回收解析废水作为合成氨造气的工艺软水和循环水补水用，大大减轻了企业的环保压力。

回收了氨氮和水，减少了排放，符合节能减排政策。

本装置深度解吸废水40m3/h，解吸后有约50m3/h－55m3/h的水可利用作为合成氨造气的工艺软水用（13m3/h）和循环水补水用。

则年可节约水40×24×300=288000m3，其中节约软水93600m3

尿素深度解吸可节约一次水：

40m3/h

尿素深度解吸可节约脱盐水：

13m3/h

9、造气循环水微涡流处理装置及水平衡优化改造。

将造气循环水送入澄清塔内的反应室，将原来使用的磷系药品更换为HW—1多功能循环水阻垢、缓蚀药剂，借助多层反应塔板的“微涡流”作用，通过药物将小颗粒物体逐步长大成大絮体，吸附掉造气循环水中携带的悬浮物杂质，并通过斜管分离沉降排出，处理后的水进入造气循环水冷水池，经泵送入造气生产冷却系统。

本装置彻底解决了造气循环水大量外排的问题，实现了造气循环水的“零排放”。

该项目采用新型处理剂，利用“微涡流”作用进行水处理，实现造气循环水的“零排放”，符合节能减排的规定。

符合《“十一五”资源综合利用指导意见》中发展造纸、食品酿造、印染、皮革、化工、纺织、农畜产品加工等行业废液的资源化利用，重点回收可利用的资源；推进工业废水循环利用的要求。

10.配套循环水净化装置及项目消防。

由于公司一次水水质较差，大量的泥沙滞留在一次水管道内，致使循环水补水水质差、反渗透预处理困难、循环水排水大、过滤器反洗频繁、浪费一次水。

新上一次水微涡流澄清装置一套，将一次水送入澄清塔内反应室，借助多层反应塔板的“微涡流”作用，通过药物将小颗粒物体逐步长大成大絮体，吸附掉一次水中的杂质，并通过斜管分离沉降后排出。

本装置可大幅度提高一次水的水质，减少后续工序的处理成本。

处理后的水进入清水池，经清水泵送入生产系统。

该项目采用新型处理剂，利用“微涡流”作用进行水处理，提高了水质和水的利用率，减少了浪费，符合节能减排的规定。

循环水、一次水微涡流处理共节约一次水：

152.2m3/h

其中冷凝液和脱盐水的利用可节约脱盐水：

35m3/h

11、项目配套变电所及电气节能改造

该项目变压器改造,利用新型低损耗S11型变压器淘汰高损耗的SL7型老式变压器，对主要电机设备新增变频器，采用高压节电器,滤除配电网中的瞬变浪涌,减少由瞬变引起的用电设备的能耗增加,提高整个用电系统的用电效率.并可保护末端设备不受其影响和破坏,具有节电和安全保护之双重功能.，装置照明选用高效长寿气体放电灯，需要调速的电动机采用变频器控制调速，二次回路的控制设备采用节能型元件等。

符合《中国节能技术政策大纲（2006年）》中发展、推广高效机电设备，推广S11型及低损耗变压器、低能耗导线、金具等节能型配电设备及附件。

发展、推广变频调速技术与装置及内反馈斩波调速技术与装置。

研究、发展节能高效电动机。

采用冷轧硅钢片代替热轧硅钢片，生产动力用电动机和与变频器集成的变频电动机的相关规定。

符合《产业结构调整指导目录（2005年本）》中鼓励类交流变频调速节能技术开发及应用的规定。

符合《节能中长期专项规划》电机系统节能工程中在煤炭、电力、有色、石化等行业实施高效节能风机、水泵、压缩机系统优化改造，推广变频调速、自动化系统控制技术的规定。

节能效益估算

（1）变压器改造：

更新变压器如下表

序号

型号

容量（kVA）

高压/低压（kV）

数量

单价

万元

总价

万元

SF11-8000/35/6

8000

35/6

180

S11-2000/35

2000

35/0.4

19.5

S11-1600/35

1600

35/0.4

S11-1250/35

1250

35/0.4

S11-800/6

800

6/0.4

S11-1250/6

1250

6/0.4

14.5

S11-500/6

500

6/0.4

7.2

14.4

共计

以上变压器按国际铜业协会执行的总拥有费用法TOC计算，每台变压器的投资回收年限约为2年。

1）S11—800/6与S7—800/6变压器的总拥有费用比较。

使用年限20年，变压器运行在化肥厂，三班制生产，变压器负载率为75%。

S11—800/6型，800kVA变压器的无功功率在内的损耗数值：

空载损耗PNL=P0+KQ0=P0+K×（I0%Se/100）

=1.40+（0.1×0.008×800）=2.04kW

负载损耗PLL=Pf+KQf=P+K×（U%Se/100）

=7.5+（0.1×0.045×800）=11.09kW

同理，S7—800/6的损耗数值

空载损耗：

S7为2.5kW

负载损耗：

S7为13.49kW

S11型10KV，800KVA变压器年节电（年运行时间为300天）计算：