低压蒸汽型双效溴化锂制冷机组的应用

　　山西晋丰煤化工有限责任公司高平分公司( 简称晋丰公司) 有A、B2 套生产装置，具备总氨50万t/a、尿素80万t/a、精甲醇8万t/a 的生产能力。装置的基本生产工艺流程为: 固定床间歇气化法制取半水煤气，常压半水煤气脱硫，2. 2MPa 全低温变换，NHD 物理吸收法脱碳，12.5 MPa 双甲工艺。氨合成采用安淳公司技术。尿素工艺均为二氧化碳汽提工艺。其中，A 系统为高塔造粒，B 系统为海德鲁大颗粒尿素。

　　受夏季高温影响，每年6、7、8 月份氢氮气压缩机一段进口半水煤气温度最高达到35 ℃以上，比冬季升高15 ℃～20 ℃，使压缩机打气量减少5% ～6% ，每天减少总氨产量60t。同时，由于煤气温度高、各段压力升高、增开辅机设备等原因，致使电耗增加。经多方考察论证，公司将溴化锂制冷列入2012 年重点技改项目。2012 年6 月10日，1 号、2 号制冷机组一次试车成功投入运行，取得了良好的运行效果。本文对运行情况进行总结。

　　1 技术方案确定

　　1.1 热源条件

　　晋丰公司现有2套300kt/a 二氧化碳气提工艺的尿素装置，共外送0.35MPa 副产饱和蒸汽15 t/h，用于造气炉。但由于温度偏低，一定程度上影响了制气工艺的稳定。

　　1.2 需要冷却降温的介质条件

　　1) A 系统有4 台6M50 和1台6M25 氢、氮气压缩机，单机半水煤气气量分别为 20 000 m3/ h、12 000 m3/ h，进口压力38 kPa，夏季一段进口最高温度35 ℃，需降温至15 ℃。

　　2) B 系统有5 台6M50 氢、氮气压缩机，单机半水煤气气量为2000m³/ h，进口压力34kPa，夏季一段进口最高温度35 ℃，需降温至15 ℃。

　　3) B 系统二氧化碳压缩机为蒸汽驱动离心式压缩机，脱碳低闪气(CO2纯度为98. 5%) 流量为 000m³/h，进口压力为20kPa，夏季最高温度为30 ℃ ，需降温至 5 ℃ 。

　　4) B 系统脱碳冷冻能力偏小，导致夏季NHD溶液温度偏高，吸收效果差，脱碳净化气CO2超标。变换气流量为125000m³/h，压力1. 9 MPa，温度35 ℃ ，需降低进塔变换气温度5 ℃ 。

　　5) 大颗粒尿素造粒装置的最终冷却器原设计使用尿素循环水，水量200m³/h，夏季水温最高32 ℃ ，冷却效果差，大颗粒成品最高温度达56 ℃ ，码放高度超过10层时，结块现象严重，需降低温度至45 ℃。

　　6) A、B 系统半水煤气脱硫工段的进口半水煤气夏季最高温度达到43 ℃，影响罗茨鼓风机打气量，需增开1台，使电耗增加500kW/h，需降低温度至38 ℃。

　　1.3 设备选型

　　1.3.1 溴化锂制冷机组

　　经计算，1.2 所述需要冷却降温介质的理论总交换热量约为2850×10⁴kJ/h(680×10⁴kcal/h) 。考虑到热损失及今后用途扩展的需要，决定选用2台制冷量为4650kW(400×10⁴kcal/h) 的低压蒸汽型溴化锂制冷机组。为防止机组内部换热器腐蚀，在技术协议中明确规定机组蒸发器、吸收器、冷凝器传热管材质均为0Cr18Ni9(304不锈钢) ，各水室整体及管板材质为碳钢。蒸汽高压发生器传热管材质采用0Cr17Ni14Mo2( 316L 不锈钢) ，其封头整体及管板材质为碳钢。公开招标后确定的制冷机组主要技术参数见表1。