何伏牛，李國峰，楊高峰，俞明杰

（河南晉控天慶煤化工有限責(zé)任公司，河南沁陽 454592）

0 引 言

河南晉控天慶煤化工有限責(zé)任公司（簡稱晉控天慶） “30·52·3”項(xiàng)目（300kt／a合成氨、520kt／a尿素、3×108m3／a煤制天然氣）于2015年1月18日投產(chǎn)。其中，氨合成系統(tǒng)采用卡薩利“三段兩換熱”低壓氨合成工藝。通過對多年來生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析與比較，發(fā)現(xiàn)氨合成系統(tǒng)在同等負(fù)荷條件下夏季比冬季平均氨產(chǎn)量偏低約0.95t／h（20～30t／d），表現(xiàn)為夏季氨產(chǎn)量逐漸跌入“波谷”、冬季又逐漸恢復(fù)到“波峰”，這種周期性變化每年周而復(fù)始。為提高夏季氨產(chǎn)量及降低系統(tǒng)消耗，晉控天慶對影響氨產(chǎn)量的因素逐一進(jìn)行了分析，并采取了相應(yīng)的優(yōu)化改造措施。以下對有關(guān)情況作一簡介。

1 氨合成系統(tǒng)工藝流程簡介

來自液氮洗系統(tǒng)的3.05MPa、N2含量約25.0%、H2含量約75.0%的氨合成原料氣（新鮮氣），經(jīng)合成氣壓縮機(jī)加壓至14.5MPa，與循環(huán)氣壓縮機(jī)來的循環(huán)氣混合后送入氨合成進(jìn)出塔換熱器，被出塔熱合成氣加熱至175～185℃，然后進(jìn)入氨合成塔內(nèi)換熱器，被催化劑床層的高溫氣體加熱至495～505℃后在催化劑床層進(jìn)行氨合成反應(yīng)。反應(yīng)后出塔氣經(jīng)廢熱鍋爐、進(jìn)出塔換熱器回收熱量后溫度降至90～110℃，經(jīng)合成水冷器（E63104）冷卻至25～40℃后進(jìn)入冷熱氣換熱器與入塔冷氣換熱，之后進(jìn)入第一氨冷器、第二氨冷器與液氨換熱依次降溫至0～14℃和-7～-11℃，出塔氣中的氣氨冷凝為液氨，然后進(jìn)入高壓氨分離器進(jìn)行氣液分離。高壓氨分離器出口的未反應(yīng)氣（循環(huán)氣）經(jīng)冷氣氣換熱器回收冷量后返回循環(huán)氣壓縮機(jī)，循環(huán)使用；高壓氨分離器分離出的液氨進(jìn)入中壓氨分離器，減壓閃蒸出的氣體補(bǔ)充至壓縮機(jī)一段入口（回收使用），減壓后的液氨經(jīng)計(jì)量后送往氨球罐儲存。

2 夏季氨產(chǎn)量低的原因分析

對氨分離器出口液氨流量計(jì)（FI63301）計(jì)量的夏季與冬季液氨產(chǎn)量（見表1）進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)冬季液氨產(chǎn)量比夏季液氨產(chǎn)量高出0.15～1.65t／h（月均值0.95t／h），生產(chǎn)負(fù)荷相同的條件下，為何冬季的氨產(chǎn)量比夏季高呢？以下從氨合成系統(tǒng)新鮮氣量、循環(huán)水冷器換熱管泄漏、氨冷器冷凝分離效果、循環(huán)水水質(zhì)、合成水冷器循環(huán)水溫度等方面查找原因。

表1 夏季與冬季液氨產(chǎn)量的對比t／h

2.1 新鮮氣量

對夏季與冬季氨合成系統(tǒng)新鮮氣量（見表2）進(jìn)行對比，夏季氨合成系統(tǒng)新鮮氣量月均值為122461m3／h，冬季氨合成系統(tǒng)新鮮氣量月均值為121018m3／h，夏季比冬季新鮮氣量月均值高出約1443m3／h，但冬季氨產(chǎn)量卻比夏季高出0.95t／h，顯然這是夏季工藝氣受環(huán)境溫度影響膨脹而致，盡管流量計(jì)計(jì)量有溫壓補(bǔ)償，但在極端高溫天氣下難免計(jì)量誤差增大，流量計(jì)示數(shù)與夏季實(shí)際新鮮氣量存在偏差，夏季實(shí)際新鮮氣量應(yīng)該較冬季偏小，進(jìn)而導(dǎo)致夏季氨產(chǎn)量有所降低?？傊?，晉控天慶氨合成系統(tǒng)夏季新鮮氣量受環(huán)境溫度的影響略有下降，但應(yīng)該不是影響合成氨產(chǎn)量的主要因素。

表2 夏季與冬季氨合成系統(tǒng)新鮮氣量的對比m3／h

2.2 循環(huán)水冷卻器換熱管泄漏

循環(huán)水冷卻器無論是換熱管的材料選型、加工焊接或裝配質(zhì)量方面的問題，還是循環(huán)水污染結(jié)垢形成的垢下腐蝕、電化學(xué)腐蝕導(dǎo)致的泄漏，都將進(jìn)一步影響和惡化循環(huán)水水質(zhì)，影響循環(huán)水冷卻器的換熱效率，進(jìn)而導(dǎo)致氨產(chǎn)量降低、生產(chǎn)成本增高；更嚴(yán)重的是，循環(huán)水冷卻器換熱管一旦發(fā)生泄漏，會導(dǎo)致高壓工藝氣漏入循環(huán)水中（高壓竄低壓），存在循環(huán)水管爆裂及著火的安全風(fēng)險(xiǎn)。

從設(shè)備管理方面來說，當(dāng)循環(huán)水冷卻器換熱管出現(xiàn)微量泄漏時(shí)，仍可監(jiān)護(hù)運(yùn)行，有機(jī)會系統(tǒng)短停時(shí)置換泄壓并用盲板隔離，換熱管試壓查漏、堵漏消缺即可；但若循環(huán)水冷卻器換熱管及管板沖刷腐蝕嚴(yán)重、大面積堵漏修復(fù)處理已無法滿足工藝運(yùn)行要求時(shí)，則只能升級使用高等級材料或更換設(shè)備。

但從晉控天慶氨合成系統(tǒng)循環(huán)水冷卻器的實(shí)際運(yùn)行情況來看，循環(huán)水冷卻器換熱管并無泄漏，日常設(shè)備管理也到位，不存在影響合成氨產(chǎn)量的問題。

2.3 氨冷器的冷凝分離效果

對夏季與冬季氨冷器出口氣溫度（見表3）進(jìn)行對比，夏季氨冷器出口氣溫度月均值為-9.93℃，冬季氨冷器出口氣溫度月均值為-10.68℃，冬季氨冷器出口氣溫度比夏季低0.75℃，表明隨著夏季環(huán)境溫度升高、合成水冷器出口氣溫度的升高，氨冷器出口氣溫度有所上升，氨冷器出口氣溫度的高低影響著氣氨在氨合成系統(tǒng)內(nèi)的冷凝分離效果，影響著氨合成反應(yīng)的進(jìn)程，進(jìn)而影響合成氨產(chǎn)量?？傊?，從夏季與冬季氨冷器出口氣溫度對比來看，晉控天慶氨合成系統(tǒng)氨冷器夏季的冷凝分離效果略有下降，會有一定的影響，但不是影響合成氨產(chǎn)量的主要因素。

表3 夏季與冬季氨冷器出口氣溫度的對比℃

2.4 循環(huán)水水質(zhì)

循環(huán)水的日常運(yùn)行管理，關(guān)鍵在于根據(jù)水質(zhì)分析數(shù)據(jù)控制補(bǔ)排水量和藥劑的投加量。循環(huán)水水質(zhì)分析至關(guān)重要，依據(jù)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤和及時(shí)調(diào)整鈣硬、堿度、濁度等指標(biāo)，進(jìn)行加酸、加殺菌劑控制細(xì)菌的增生和pH的平衡、排水置換。如果指標(biāo)長期偏離，鈣硬超標(biāo)（達(dá)800mg／L以上）、pH低于7（嚴(yán)重偏低），極易發(fā)生管線與設(shè)備的結(jié)垢及垢下腐蝕和酸性腐蝕，導(dǎo)致?lián)Q熱管泄漏，循環(huán)水被氨氮污染、鐵離子含量高，繼而形成惡性循環(huán)，甚至泄漏嚴(yán)重時(shí)大量高壓工藝氣竄入循環(huán)水系統(tǒng)造成循環(huán)水管線超壓而爆裂。

晉控天慶循環(huán)水系統(tǒng)日常管理中，定期巡檢循環(huán)水池、冷卻風(fēng)機(jī)和循環(huán)水泵管線、加藥裝置，保持動靜設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行；專人負(fù)責(zé)循環(huán)水水質(zhì)分析，嚴(yán)格控制水質(zhì)指標(biāo)（表4），每日按照分析頻次進(jìn)行水質(zhì)分析，根據(jù)分析結(jié)果調(diào)節(jié)補(bǔ)水量和排污量，控制液位穩(wěn)定以避免大排大補(bǔ)而造成數(shù)據(jù)突躍式波動；專人操作加酸、加藥（阻垢劑、殺菌劑），避免跑冒滴漏和藥劑加過量導(dǎo)致的設(shè)備管線結(jié)垢和腐蝕，保證設(shè)備的換熱效率、使用壽命以及穩(wěn)定運(yùn)行。

表4 循環(huán)水水質(zhì)控制指標(biāo)

總之，從循環(huán)水水質(zhì)分析數(shù)據(jù)和循環(huán)水系統(tǒng)日常管理來看，晉控天慶氨合成系統(tǒng)循環(huán)水水質(zhì)方面的因素對合成氨產(chǎn)量會產(chǎn)生一定影響，但不是影響合成氨產(chǎn)量的主要因素。

2.5 合成水冷器循環(huán)水溫度

對2019年7月份和2020年1月份合成水冷器循環(huán)水上水、回水溫度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：2019年7月份合成水冷器循環(huán)水上水溫度大致在29～33℃，上水與回水的溫差約6.83℃；2020年1月份合成水冷器循環(huán)水上水溫度大致在19～25℃，上水與回水的溫差約6.69℃；夏季的7月份比冬季的1月份合成水冷器循環(huán)水上水溫度、回水溫度平均分別高出10.28℃、10.41℃?？梢钥闯觯合募九c冬季合成水冷器循環(huán)水上水與回水的溫差基本一致，表明采集數(shù)據(jù)期間合成水冷器換熱效果沒有因結(jié)垢等水質(zhì)方面的問題有明顯差異，對合成氨產(chǎn)量造成的影響較小，可以忽略；但隨著夏季環(huán)境溫度的升高，合成水冷器循環(huán)水上水與回水溫度相較于冬季升高10～13℃——夏季上水溫度、回水溫度比冬季平均分別高出10.28℃、10.41℃，夏季上水、回水溫度的大幅升高必將使合成水冷器的換熱（冷卻）效果大打折扣，使氨合成反應(yīng)出塔氣溫度偏高，進(jìn)而對氨產(chǎn)量產(chǎn)生明顯的影響，即夏季合成水冷器冷卻效果不佳應(yīng)該是氨合成系統(tǒng)夏季氨產(chǎn)量低的根源。

3 氨合成系統(tǒng)出塔氣降溫方案

通過收集與分析氨合成系統(tǒng)各動靜設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及工藝運(yùn)行參數(shù)，確認(rèn)氨合成系統(tǒng)夏季氨產(chǎn)量低問題的根源在于夏季循環(huán)水上水、回水溫度大幅升高致合成水冷器冷卻效果不佳后，晉控天慶把解決問題的重點(diǎn)放在了降低氨合成反應(yīng)出塔氣溫度上。

基于以上數(shù)據(jù)的比較分析，結(jié)合河南夏季高溫天氣對氨合成系統(tǒng)產(chǎn)量會產(chǎn)生長達(dá)4個(gè)月（每年的5月中旬—9月中旬）的影響，亟需實(shí)施系統(tǒng)的優(yōu)化，以達(dá)到提高產(chǎn)量、降低消耗的目的。經(jīng)分析與論證，參考業(yè)內(nèi)的技改經(jīng)驗(yàn)，出塔氣降溫方案主要有兩個(gè)：第一種方案，利用溴化鋰制冷機(jī)組制低溫冷卻水（俗稱冷凍水）取代循環(huán)水對合成水冷器管程的工藝氣降溫；第二種方案，合成水冷器后串聯(lián)二級水冷器降溫。第一種降溫方案，一次性投資費(fèi)用高、設(shè)備占地面積大、運(yùn)行成本高，因技改后綜合效益差、投資回收期長等原因，逐漸被業(yè)內(nèi)淘汰，取而代之的是第二種方案。

3.1 溴化鋰制冷機(jī)組制冷凍水取代循環(huán)水降溫

利用晉控天慶魯奇爐氣化系統(tǒng)廢鍋及克勞斯硫回收系統(tǒng)廢鍋副產(chǎn)的富裕0.6MPa低壓蒸汽+尿素裝置副產(chǎn)的0.35MPa低壓蒸汽（流量10～15t／h），驅(qū)動溴化鋰制冷機(jī)組制低溫冷卻水，取代循環(huán)水對合成水冷器管程的工藝氣（氨合成塔出塔氣）進(jìn)行降溫，夏季預(yù)期再降溫10～15℃，實(shí)現(xiàn)低壓蒸汽的回收利用，進(jìn)一步提高出塔氣中氨的分離效率，降低系統(tǒng)壓力、提高氨產(chǎn)量。

具體方案為，夏季將溴化鋰制冷機(jī)組制得的低溫冷卻水導(dǎo)入合成水冷器，關(guān)閉合成水冷器原循環(huán)水上回水閥，取代循環(huán)水對出塔氣進(jìn)行冷卻，進(jìn)一步降溫10～15℃，從而提高合成氨產(chǎn)量；冬季及春秋季生產(chǎn)時(shí)，合成水冷器在線切換至原循環(huán)水冷卻流程，恢復(fù)為原工藝流程。

3.1.1 主要新增設(shè)備及消耗

通過核算，本降溫方案需增加的設(shè)備有：蒸汽制冷機(jī)組2套（兩開無備），消耗低壓蒸汽量10～15t／h，蒸汽制冷機(jī)組輔助設(shè)備（冷水泵、凝液泵等）功率18kW；循環(huán)水泵3臺（兩開一備），消耗循環(huán)水2400t／h，循環(huán)水泵電機(jī)功率2×55kW；冷卻水塔2臺，設(shè)計(jì)消耗循環(huán)水2×1500t／h，冷卻水泵電機(jī)功率2×45kW；制低溫冷卻水量1250t／h，低溫冷卻水泵3臺（兩開一備），低溫冷卻水泵電機(jī)功率2×66kW。本項(xiàng)技改投資約1000萬元，新增設(shè)備占地面積約180m2。

3.1.2 運(yùn)行費(fèi)用

溴化鋰制冷機(jī)組上述配套設(shè)備運(yùn)行期間總功率為18+（55×2）+（45×2）+（66×2）＝350 kW、消耗低壓蒸汽量13.5t／h，以電價(jià)0.63元／（kW·h）、低壓蒸汽均價(jià)80元／t、溴化鋰制冷機(jī)組年運(yùn)行4個(gè)月進(jìn)行核算，則年用電費(fèi)用為350×24×30×4×0.63÷10000＝63.50萬元，年用汽費(fèi)用為13.5×24×30×4×80÷10000＝311萬元，年運(yùn)行費(fèi)用總計(jì)為63.50+311＝374.50萬元。

3.2 合成水冷器后串聯(lián)二級水冷器

3.2.1 合成水冷器工況

（1）合成水冷器工藝設(shè)計(jì)參數(shù)：水冷器殼程循環(huán)水流量1300m3／h、熱負(fù)荷12060kW、換熱面積1050m2，循環(huán)水進(jìn)口溫度33℃、出口溫度41℃；水冷器管程工藝氣壓力14.1MPa、流量149.6t／h，工藝氣組分為H259.52%、N219.79%、NH320.05%、CH40.07%、Ar0.57%，管程工藝氣進(jìn)口溫度102.5℃、出口溫度40℃。

（2）摘選夏季和冬季極端天氣下合成水冷器的運(yùn)行參數(shù)：2019年7月15日（夏季）水冷器管程進(jìn)口溫度114℃、出口溫度38℃；2020年1月15日 （冬季）水冷器管程進(jìn)口溫度103.7℃、出口溫度25.7℃。

在合成水冷器后面串聯(lián)二級水冷器，夏季生產(chǎn)時(shí)，投用二級水冷器，將出塔氣進(jìn)一步降溫10～15℃（據(jù)生產(chǎn)需要可繼續(xù)適當(dāng)降低溫度），提高合成氨的產(chǎn)量；可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要在春秋季及冬季停用二級水冷器，恢復(fù)為原工藝流程，以降低生產(chǎn)成本。經(jīng)考察周邊已經(jīng)采用本項(xiàng)技改的同行企業(yè)，在現(xiàn)有的合成水冷器（E63104）后面串聯(lián)1臺換熱器（E63110），由溴化鋰制冷機(jī)組提供533t／h、10℃左右的低溫冷卻水，對出塔氣進(jìn)一步降溫以提高合成氨產(chǎn)量、降低運(yùn)行成本的方案切實(shí)可行，多套系統(tǒng)已完成技改并取得了不錯(cuò)的效益。

3.2.2 主要新增設(shè)備及消耗

通過核算，本降溫方案需增加的設(shè)備有：制冷量5MW 的蒸汽制冷機(jī)組1套，蒸汽制冷機(jī)組輔助設(shè)備（冷水泵、凝液泵等）功率18kW；制低溫冷卻水量533t／h，低溫冷卻水泵2臺（一開一備），低溫冷卻水泵電機(jī)功率2×45 kW；循環(huán)水泵2臺（一開一備），消耗循環(huán)水888t／h，循環(huán)水泵電機(jī)功率55kW。二級水冷器規(guī)格為φ1300mm×6000mm，本項(xiàng)技改投資費(fèi)用約800萬元，新增設(shè)備占地面積約100m2。

3.2.3 運(yùn)行費(fèi)用

以上設(shè)備運(yùn)行期間總功率為18+（2×45）+55＝163kW，消耗低壓蒸汽5t／h左右，以電價(jià)0.63元／（kW·h）、低壓蒸汽均價(jià)80元／t、溴化鋰制冷機(jī)組年運(yùn)行4個(gè)月進(jìn)行核算，則年用電費(fèi)用為163×24×30×4×0.63÷10000＝29.6萬元，年用汽費(fèi)用為5×24×30×4×80÷10000＝115.2萬元，年運(yùn)行費(fèi)用總計(jì)為29.6+115.2＝144.8萬元。

3.3 小 結(jié)

比較上述兩種降溫方案，夏季出塔氣均能進(jìn)一步降低10～15℃，實(shí)現(xiàn)多產(chǎn)0.95t／h合成氨的目標(biāo)，但通過投資費(fèi)用、占地面積、運(yùn)行費(fèi)用等三個(gè)方面的比較：第一種方案（溴化鋰制冷機(jī)組制冷凍水取代循環(huán)水降溫），設(shè)備占地面積大，晉控天慶現(xiàn)場布局條件達(dá)不到要求；第二種方案（合成水冷器后串聯(lián)二級水冷器）一次性投資費(fèi)用較第一種方案低約200萬元、占地面積少80m2、年運(yùn)行費(fèi)用低約229.70萬元，明顯更具有優(yōu)勢。

4 增設(shè)二級水冷器及應(yīng)用超聲波除垢防垢技術(shù)

4.1 增設(shè)二級水冷器后系統(tǒng)工藝流程簡述

在合成水冷器（E63104）后面串聯(lián)二級水冷器（E63110），夏季由溴化鋰制冷機(jī)組提供533t／h、10℃左右的低溫冷卻水對出塔氣進(jìn)一步進(jìn)行降溫，將出塔氣溫度降至20～25℃，提高氨的分離效率，降低氨合成塔進(jìn)口氣氨含量，降低氨合成系統(tǒng)反應(yīng)壓力和新鮮氣補(bǔ)充阻力，降低系統(tǒng)能耗，提高合成氨產(chǎn)量。

溴化鋰制冷機(jī)組冷卻系統(tǒng)主要由溴化鋰制冷機(jī)組、冷水泵、冷凝罐、凝液泵等及配套低壓蒸汽管線和冷卻水管線組成。溶液泵將吸收器的稀溶液（30～40℃）抽出，經(jīng)過低溫?zé)峤粨Q器、凝液換熱器、高溫?zé)峤粨Q器換熱升溫進(jìn)入高壓發(fā)生器，被來自管網(wǎng)的0.6MPa蒸汽加熱，使其濃縮成中間溶液（100～145℃），同時(shí)產(chǎn)生高溫冷劑蒸氣，中間溶液經(jīng)過高溫?zé)峤粨Q器加熱管內(nèi)的稀溶液，換熱降溫后進(jìn)入低壓發(fā)生器，在低壓發(fā)生器中被高溫冷劑蒸氣再次加熱，分離出冷劑蒸氣，濃縮成濃溶液（70～85℃），濃溶液經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器加熱稀溶液降溫后（30～50℃）回到吸收器循環(huán)使用。

高壓發(fā)生器產(chǎn)生的高溫冷劑蒸氣在低壓發(fā)生器中因加熱管外的溶液而冷凝成冷劑水，低壓發(fā)生器中產(chǎn)生的冷劑蒸氣也進(jìn)入冷凝器中，被流經(jīng)冷凝器換熱管內(nèi)的冷卻水（20～32℃）冷凝成冷劑水（5～13℃）。冷劑水經(jīng)U形管節(jié)流后進(jìn)入蒸發(fā)器冷劑水盤并由冷劑水泵抽出噴淋在蒸發(fā)器換熱管表面，吸收流經(jīng)蒸發(fā)器換熱管內(nèi)冷水的熱量而蒸發(fā)，成為冷劑蒸氣進(jìn)入吸收器，被濃溶液吸收，變成稀溶液，然后再通過溶液泵抽出；冷水降溫至9～12℃成為低溫冷卻水后送往新增的二級水冷器（E63110），與出塔氣換熱后，低溫冷卻水溫度升至16～19℃，回收至溴化鋰制冷機(jī)組循環(huán)使用。

4.2 增設(shè)二級水冷器降溫方案的實(shí)施

2020年4月，借氨合成系統(tǒng)停車大修之機(jī)，對合成水冷器出口高壓管線進(jìn)行配管施工，增設(shè)的二級水冷器安裝在鋼結(jié)構(gòu)上，溴化鋰制冷機(jī)組配套設(shè)備安裝在預(yù)留空地上。系統(tǒng)大修后開車逐漸加負(fù)荷，溴化鋰制冷機(jī)組試車后并入系統(tǒng)同步運(yùn)行。2020年7—8月（環(huán)境最高溫度下）系統(tǒng)滿負(fù)荷工況下測得的相關(guān)數(shù)據(jù)為：二級水冷器出口氣溫度最低為18℃，較技改前冬季合成水冷器出口最低溫度還低2℃；氨冷器出口氣溫度降低0.5～1.5℃，氨合成塔進(jìn)口氣氨含量降低0.2%、氨合成系統(tǒng)壓力降低0.6MPa，合成氣壓縮機(jī)出口壓力同步降低，合成氣壓縮機(jī)組汽輪機(jī)動力蒸汽消耗降低1.05t／h（測算年可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用20余萬元），合成氨產(chǎn)量提高約1.2t／h?？梢钥闯觯焙铣上到y(tǒng)壓力的下降，為氨合成系統(tǒng)的長周期、滿負(fù)荷、穩(wěn)定運(yùn)行預(yù)留了充足空間，所帶來的效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了技改方案核算時(shí)的經(jīng)濟(jì)效益。

4.3 TSP-M超聲波除垢防垢技術(shù)的應(yīng)用

考慮到合成水冷器殼程循環(huán)水長期運(yùn)行容易積垢和附著黏泥而腐蝕換熱管，影響設(shè)備使用壽命和換熱效果，考察周邊同行企業(yè)運(yùn)行可靠的除垢裝置，2020年4月系統(tǒng)大修時(shí)同步引進(jìn)和安裝了TSP-M超聲波除垢防垢裝置。

TSP-M超聲波除垢防垢裝置由1個(gè)電源接線箱和15個(gè)均分焊接安裝在管箱法蘭上的能量轉(zhuǎn)換器組成，電源接線箱安裝在合成水冷器附近，工作時(shí)小時(shí)用電量為0.9kW·h。工作時(shí)形成一個(gè)脈沖電路，利用脈沖發(fā)生電路產(chǎn)生的超聲波脈沖，通過功率放大器把脈沖能量放大驅(qū)動能量轉(zhuǎn)換器，產(chǎn)生超聲波頻率振動，振動激蕩合成水冷器內(nèi)部的水流產(chǎn)生旋渦狀湍動，提高水流速度以清除列管上積存的水垢和污泥，從而達(dá)到除垢防垢的目的。

TSP-M超聲波除垢防垢裝置能夠清除換熱設(shè)備的積垢，殺滅循環(huán)水中的菌類和藻類物，減少或防止設(shè)備的垢下腐蝕、氧化腐蝕，從而可提高換熱設(shè)備的換熱效率、延長換熱設(shè)備的使用壽命。應(yīng)用TSP-M超聲波除垢防垢裝置后，系統(tǒng)檢修時(shí)脫開合成水冷器外殼，發(fā)現(xiàn)換熱管間的軟泥和硬垢完全消失不見，換熱管表面陳年老垢徹底得到消除，換熱設(shè)備的流通面積恢復(fù)如初，達(dá)到了預(yù)期的除垢效果，利于降低系統(tǒng)消耗、提高設(shè)備在線率。

5 結(jié)束語

優(yōu)化技改后，每年5月中旬—9月中旬高溫季節(jié)二級水冷器及溴化鋰制冷機(jī)組投運(yùn)4個(gè)月，夏季多產(chǎn)液氨約0.95～1.20t／h，日多產(chǎn)液氨約22.8～28.8t，年可增產(chǎn)液氨2736～3456t，液氨銷售價(jià)格以3000元／t計(jì)，年可增加銷售收入約820.8～1036.8萬元。二級水冷器與溴化鋰制冷機(jī)組及附屬設(shè)備一次性投資800余萬元、該技改項(xiàng)目年運(yùn)行費(fèi)用約144.8萬元，運(yùn)行1a即可收回全部投資成本。

優(yōu)化技改后，夏季二級水冷器及溴化鋰制冷機(jī)組運(yùn)行狀況良好；合成水冷器（殼程循環(huán)水）配套的TSP-M超聲波除垢防垢裝置可有效清理水冷器水側(cè)長期積累的水垢、黏泥，提升循環(huán)水水質(zhì)，保證合成水冷器的長周期、安全運(yùn)行；氨合成系統(tǒng)運(yùn)行壓力下降，合成氣壓縮機(jī)組汽輪機(jī)蒸汽用量下降，氨合成系統(tǒng)運(yùn)行工況得到優(yōu)化，徹底解決了夏季合成氨產(chǎn)量受環(huán)境溫度影響而降低的問題。