1引言
化工合成氨生产过程中，经气柜送到脱硫工段的混合气体，首先须去除混合气体中的H2S，然后再经过变换、变脱、脱碳、烷烃化、压缩及合成最终反应生成NH3，制得合格的液氨存储在液氨槽中。脱硫在合成氨整个生产过程中是至关重要的一个工段，进脱硫塔半水煤气流量与压力的综合调节与控制关系到整个合成氨的生产能力、液氨质量、以及生产过程中设备运行状态与寿命。
脱硫工段的罗茨风机在是合成氨生产的关键设备，罗茨风机的出口气体的流量及压力直接影响合成氨的生产质量。传统的罗茨风机控制方法为人工调节旁路阀的方法(即手工或半自动打回流法)以保证气体流量和压力的稳定，如下图1。
图1 人工控制方法
但由于合成氨生产的连续性、复杂性受很多因素的影响，很多厂家选择的罗茨风机的容量时往往留有一定的裕量。罗茨风机在正常运行时一部分能量将消耗在风门上，增加了此工段的电耗，其次电机和风机一直处于满负荷运行，也将缩短电机的使用寿命。为解决以上问题，本文设计制定了较为理想的控制方案，罗茨风机变频调速与回路伐的综合控制。
2节能方案设计
一般合成氨厂脱硫工段的罗茨机会配置3台，功率不一定相同，根据生产任务情况确定罗茨机的开停，采用人工调节副线的方法，增加生产人员的工作量，也降低了生产效率。本文在深入生产现场的工段调查的基础上，根据绝大多数企业生产工况确定：通常情况选取其中一台罗茨机进行变频调速改造，其余2台一备一用，副线回流阀采用电动控制并检测气体压力引入压力信号至变频器，综合调节变频器及回流阀开度以实现输送气体的恒流恒压控制，这样改造既可以满足生产要求还可以节能降耗。如下图2。
图2 变频器综合控制方法
脱硫罗茨机实现方法如图3所示，由自控系统、PLC模块、变频器、回流阀、压力变送器组成压力闭环控制系统自动调节电机转速及回流阀开度，使半水煤气在进入脱硫塔前的压力及流量保持在设计范围之内，进行综合控制。反馈压力与设定压力进行比较运算，实时控制变频器的输出量控制电机转速及回流阀的开度，以保证满足脱硫工段生产的实际要求。
图3 罗茨机改造控制方块图
脱硫罗茨机综合改造如下图4所示，变频改造时保留初始启动柜不变，需增加将启动装置的进线和出线、回流阀控制模块与综合控制系统开关柜连接，若变频器需检修或出现其它原因不能正常工作时，系统可以切换到初始启动方式运行，回流阀控制模块切换到独立运行模式，综合保证正常生产要求。
图4 综合节能改造示意图
3节能改造效益分析
某合成氨分厂其脱硫工段半水煤气的压力根据生产工艺要求主要靠副线阀门调节，现选取其中一台罗茨机进行综合节能改造，收集设备技术参数如下：
罗茨机属于恒转矩类负载，在选用罗茨机变频调速装置时，应选用恒转矩负载的通用变频器，变频器要有内置PID调节功能和4~20mA或0~10V模拟信号接口，使用地点的电压变化率要求变频器在允许输入电压范围内。
合成氨生产时，需根据生产负荷、季节、反应情况及时调整进入脱硫塔的风量，罗茨机输出管道管径为800mm，排风管管径为600mm，须将手动调节阀门改造为电动控制阀门，并在管道内取压力信号。
根据管道流量与罗茨机输入功率在对应工况下运行时近似线性关系理论计算分析可知：
综合节能改造之后，根据福禄克测量电机的功率数据计算出系统的节电率可达到22.5%，与理论值比较接近，据此分析脱硫工段罗茨机的综合改造确实具有明显的节能效果，降低了生产员工作量等重要意义。
4结论
脱硫工段罗茨机的综合改造，实现了脱硫系统的经济运行，提高了罗茨机的使用寿命，具有调速性能好、改造方便、节能效果显著等优点，可以在合成氨脱硫系统改造中得到广泛推广与运用。
原标题：脱硫工段综合节能改造实现方法
