减少无谓的阻力 降低合成氨综合电耗

周生贤，王 丹，肖广苓

（1.山东济氮研究所，山东微山 277600；2.山东大学，山东济南 250100）

合成氨是高耗能产业，耗电量较大，因此综合电耗的高低对生产成本影响较大。电耗是一个企业生产水平高低的重要标志，降低电耗是企业应当追求的目标之一。降低电耗，一方面要从能量的综合利用入手，改进工艺、改造设备，调整工艺指标，广泛采用节能产品，如电机变频、汽轮机拖动、涡轮机等等；另一方面，就是最大限度地消除系统瓶颈，减少无谓的系统阻力。相比而言，后一类措施是企业应当优先考虑的，特别是对于老装置的改造更是非常必要的。这种改造，投资少，见效快，可以利用大修的机会实施。对于消除瓶颈，减少阻力的实施，不少厂家重视不够，缺少相应的有效措施，本文就笔者在长期工作实践中采用的部分减少系统阻力的方法介绍如下，供化肥、甲醇企业的同仁参考，以期达到较好的节电效果。

1 管道连接采用Y型接口代替原T型接口

在设备安装过程中，经常遇到多台设备并联工作向总管碰头，或多系统同时向另一系统输送流体时，支管向总管碰头，我们习惯于使用T型接口连接，这样方便施工，同时也美观规范。可是由于流体相互抵触，增加了系统的阻力，造成动力的浪费。改成Y型接口，情况就大不一样了。由于采用Y型接口，管道的流体是顺着主管道流体方向并入总管的，根据文丘里效应，流体相互抽吸，不但降低了本台设备的流体阻力，而且对主管道流体有一个相互带动的力，降低系统阻力，压缩机等动力设备的电流都有明显的降低，进而实现节能。并有减震、消声、节约管材等优点。

2 增设近路，消除分离设备缩口造成的阻力

对于化肥企业采用的气液分离设备，设计部门和设备制造厂家采用提高气体的流速来提高设备的气液分离效果，因此，他们故意对高压分离设备（诸如氨分、油分、醇分等）的进出口采用缩口的做法。大部分设备缩口至1／3～1／5，有的设备缩口至1／7以下，在气体流程中人为造成诸多瓶颈。由于这些瓶颈的存在，气流在此受阻严重，系统阻力增加较多，造成电耗增高。为了解决这些问题，我们没有对设备进出口进行改造，因为高压设备改动程序严格，手续复杂，我们只是将设备的进出口用合适的管道连接起来，增加设备近路，就减少了瓶颈，降低了阻力。当然，我们在近路管道内部增加了特制的分离内件，保证了通过近路气体的气液分离效果。保证出口气体的质量合格。

3 排查管路，消除瓶颈，减少系统阻力

排查各个系统管路，认真核算流速。对于明显制约气体通过的管道进行更换。特别是那些从小规模逐步扩大而形成较大生产能力的生产厂，往往有些管道改造不到位，必须对每段管道都认真进行排查，凑检修的机会予以更换。

取消造气炉入炉蒸汽流量计，脱碳气、液流量计，取消循环水泵止回阀，改造罗茨鼓风机止回阀等，只要是能够形成阻力的配件都取消或者增加近路，以确保系统阻力的降低。

4 降低变换催化剂阻力

变换炉内阻力，一般是在每层催化剂层底部形成。这是因为在装催化剂之前，需在栅板上面铺设2～3层不锈钢丝网，催化剂重重地压在上面，形成较大的阻力。升温和降温采用的不是干气体，而是含有一定水分的潮湿气体，造成催化剂机械强度降低，容易粉化。随着生产的进行，阻力越来越大，有时达到0.05MPa，甚至超过0.1MPa。这不仅造成罗茨鼓风机和高压机电流升高，更严重的是造成高压机三段入口压力低，进气量减少，送合成的气量减少，总氨产量降低，吨氨平均电耗增高。对于催化剂阻力的产生，我们认为主要是在每段催化剂的底部，特别是催化剂与底部丝网、耐火球之间更容易，为此，我们在更换催化剂时，设计安装了减阻器，大大降低了系统阻力，具体方法如下。

（1）在每层催化剂层底部丝网表面上增设数十只小减阻器，其规格为100×100mm的正方体，五面用丝网包裹，网孔略大于催化剂颗粒，数量视变换炉直径而定。此项措施可增加流通截面积80%，同时也减少阻力80%。

（2）在原丝网两层之间加隔筋若干，避免网眼因错位而堵孔。

5 结 语

以上改造项目均是笔者在多年工作中积累的经验，并在全国几十家化肥企业得到应用，均取得了显著的效益。这些改造项目投资少，见效快，利用大修即可完成，是一项值得推广的技术，希望得到专家同行的支持，并在广大化肥、甲醇企业得到应用，以期取得较明显的节能效果。