減少無謂的阻力 降低合成氨綜合電耗

周生賢，王 丹，肖廣苓

（1.山東濟氮研究所，山東微山 277600；2.山東大學，山東濟南 250100）

合成氨是高耗能產業，耗電量較大，因此綜合電耗的高低對生產成本影響較大。電耗是一個企業生產水平高低的重要標志，降低電耗是企業應當追求的目標之一。降低電耗，一方面要從能量的綜合利用入手，改進工藝、改造設備，調整工藝指標，廣泛采用節能產品，如電機變頻、汽輪機拖動、渦輪機等等；另一方面，就是最大限度地消除系統瓶頸，減少無謂的系統阻力。相比而言，后一類措施是企業應當優先考慮的，特別是對于老裝置的改造更是非常必要的。這種改造，投資少，見效快，可以利用大修的機會實施。對于消除瓶頸，減少阻力的實施，不少廠家重視不夠，缺少相應的有效措施，本文就筆者在長期工作實踐中采用的部分減少系統阻力的方法介紹如下，供化肥、甲醇企業的同仁參考，以期達到較好的節電效果。

1 管道連接采用Y型接口代替原T型接口

在設備安裝過程中，經常遇到多臺設備并聯工作向總管碰頭，或多系統同時向另一系統輸送流體時，支管向總管碰頭，我們習慣于使用T型接口連接，這樣方便施工，同時也美觀規范。可是由于流體相互抵觸，增加了系統的阻力，造成動力的浪費。改成Y型接口，情況就大不一樣了。由于采用Y型接口，管道的流體是順著主管道流體方向并入總管的，根據文丘里效應，流體相互抽吸，不但降低了本臺設備的流體阻力，而且對主管道流體有一個相互帶動的力，降低系統阻力，壓縮機等動力設備的電流都有明顯的降低，進而實現節能。并有減震、消聲、節約管材等優點。

2 增設近路，消除分離設備縮口造成的阻力

對于化肥企業采用的氣液分離設備，設計部門和設備制造廠家采用提高氣體的流速來提高設備的氣液分離效果，因此，他們故意對高壓分離設備（諸如氨分、油分、醇分等）的進出口采用縮口的做法。大部分設備縮口至1／3～1／5，有的設備縮口至1／7以下，在氣體流程中人為造成諸多瓶頸。由于這些瓶頸的存在，氣流在此受阻嚴重，系統阻力增加較多，造成電耗增高。為了解決這些問題，我們沒有對設備進出口進行改造，因為高壓設備改動程序嚴格，手續復雜，我們只是將設備的進出口用合適的管道連接起來，增加設備近路，就減少了瓶頸，降低了阻力。當然，我們在近路管道內部增加了特制的分離內件，保證了通過近路氣體的氣液分離效果。保證出口氣體的質量合格。

3 排查管路，消除瓶頸，減少系統阻力

排查各個系統管路，認真核算流速。對于明顯制約氣體通過的管道進行更換。特別是那些從小規模逐步擴大而形成較大生產能力的生產廠，往往有些管道改造不到位，必須對每段管道都認真進行排查，湊檢修的機會予以更換。

取消造氣爐入爐蒸汽流量計，脫碳氣、液流量計，取消循環水泵止回閥，改造羅茨鼓風機止回閥等，只要是能夠形成阻力的配件都取消或者增加近路，以確保系統阻力的降低。

4 降低變換催化劑阻力

變換爐內阻力，一般是在每層催化劑層底部形成。這是因為在裝催化劑之前，需在柵板上面鋪設2～3層不銹鋼絲網，催化劑重重地壓在上面，形成較大的阻力。升溫和降溫采用的不是干氣體，而是含有一定水分的潮濕氣體，造成催化劑機械強度降低，容易粉化。隨著生產的進行，阻力越來越大，有時達到0.05MPa，甚至超過0.1MPa。這不僅造成羅茨鼓風機和高壓機電流升高，更嚴重的是造成高壓機三段入口壓力低，進氣量減少，送合成的氣量減少，總氨產量降低，噸氨平均電耗增高。對于催化劑阻力的產生，我們認為主要是在每段催化劑的底部，特別是催化劑與底部絲網、耐火球之間更容易，為此，我們在更換催化劑時，設計安裝了減阻器，大大降低了系統阻力，具體方法如下。

（1）在每層催化劑層底部絲網表面上增設數十只小減阻器，其規格為100×100mm的正方體，五面用絲網包裹，網孔略大于催化劑顆粒，數量視變換爐直徑而定。此項措施可增加流通截面積80%，同時也減少阻力80%。

（2）在原絲網兩層之間加隔筋若干，避免網眼因錯位而堵孔。

5 結 語

以上改造項目均是筆者在多年工作中積累的經驗，并在全國幾十家化肥企業得到應用，均取得了顯著的效益。這些改造項目投資少，見效快，利用大修即可完成，是一項值得推廣的技術，希望得到專家同行的支持，并在廣大化肥、甲醇企業得到應用，以期取得較明顯的節能效果。