db37 757-2007 合成氨产品能源消耗限额.pdf

ICS 71.020 G00 DB37 山东省地方标准 DB37/ 7572007 合成氨产品能源消耗限额 合成氨产品能源消耗限额 2007-11-01 发布 山东省质量技术监督局 发 布 2008-01-01 实施 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 DB37/ 7572007 前 言 本标准附录 A、B 为规范性附录，附录 C 为资料性附录。 本标准由山东省经济贸易委员会、山东省质量技术监督局提出。 本标准由山东能源标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：山东省石油化学工业办公室、山东省化肥工业协会等。 本标准主要起草人：杨春升、李卫东、杨振峰、张金成、李文峰、许立和、李月芳、刘忠发、田华、 谢海素。 I 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 DB37/ 7572007 合成氨产品能源消耗限额 合成氨产品能源消耗限额 1 1 2 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 范围 本标准规定了合成氨生产单位产品能源消耗的术语和定义、 数据统计、 计算方法以及能源消耗限额。 本标准适用于以煤为原料的合成氨装置，采用不同工艺技术生产合成氨产品的企业进行能耗的计 算、控制和考核。 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。 凡是注日期的引用文件， 其随后所有的 修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 536 液体无水氨 GB 2587 热设备能量平衡通则 GB/T 2589 综合能耗计算通则 GB 3484 企业热能量平衡通则 GB 8222 企业设备电能平衡导则 GB 12723 产品单位产量能源消耗定额编制通则 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 合成氨产品综合能耗 指统计报告期内合成氨生产过程中的能源消耗总量， 包括主要生产系统、 辅助生产系统和附属生产 系统以及安全、环保等消耗的各种能源消耗量和损失量，不包括基建、技改等项目建设消耗的、生产界 区内回收利用的和向外输出的能源量。 合成氨单位产品综合能耗 用合成氨单位产量表示的综合能耗，包括主要生产系统直接消耗的能源量，以及辅助生产系统、附 属生产系统分摊到该产品的能耗量和系统内的能源损失量。 合成氨生产输出能源 指合成氨系统向界区外输出的，供其它产品或装置使用的能源。对于合成氨系统中的废气、废液、 废渣等未回收使用的、无计量的、没有实测热值以及不作为能源再次利用的，均不得计入输出能源。输 出的耗能工质不能折标准煤计入合成氨输出能源。 合成氨生产界区 从原料煤、电力、蒸汽等原材料经计量进入工序开始，到液氨计量进氨库为止的整个合成氨产品生 产过程所涉及的区域范围。由主要生产系统 、辅助生产系统和附属生产系统三部分组成。 主要生产系统 从原材料经计量进入原料场（库）开始，经预处理、煤气化、净化、压缩、氨合成、冷冻，到氨库 为止的有关工序和装备所组成的完整的工艺过程。 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 DB37/ 7572007 2 3.6 3.7 4 4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.1.6 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 5 5.1 辅助生产系统 为满足主要生产系统需要而配置的工艺过程、设备和设施， 包括动力、供电、供水、供汽、采暖、 制冷、机修、仪表、厂内原料场地以及安全、环保装置和各种载能工质的生产装置。 附属生产系统 为主要生产系统配置的生产调度系统和合成氨生产界区内为生产服务的部门和设施,包括办公室、 操作室、休息室、更衣室、洗浴室、中控分析、成品检验、三废处理（硫磺回收、油回收、污水处理等） ； 电气、仪表检修和机械加工以及车间照明、通风、降温等设施。 能耗数据统计 统计范围 合成氨产品能源消耗量包括合成氨生产界区内实际消耗的一次能源量和二次能源量。耗能工质 （如水、氧气、压缩空气等） ，不论是外购的还是自产自用的均不应统计在能源消耗量中，其生产耗能 工质所消耗的能源应统计在能源消耗量中。 合成氨综合能耗的各单项消耗量（如原料煤耗、燃料煤耗、电耗等）是指生产每吨合成氨实际 投入使用或消耗的单项能源消耗量， 生产过程中回收的物料和能源都不能从单耗中扣除， 用于本系统时 不再计算消耗；向生产界区外输出时，应计入输出能源从综合能耗中扣除。 合成氨生产过程中向生产界区外输出的能源（如造气炉的返炭、造气吹风气、合成放空气、液 氮液燃料气、氨贮罐弛放气等） ，因已不同于投入系统时的状态，不可折标准煤从原料煤单耗中扣除， 而应计入综合能耗的输出能源项中。 利用合成氨生产过程中的废渣、废气副产蒸汽时，其蒸汽是合成氨系统废渣、废气的转化能源， 不可折成标准煤扣减原料煤、燃料煤耗，该蒸汽用于合成氨系统时也不计入消耗；用于其它用户时应计 入合成氨输出能源，从合成氨综合能耗中扣减。 合成氨生产中必须的安全、环保措施所消耗的能源，如：硫磺回收、油回收、污水处理、废气 除理（火炬）等应计入各项单耗。 多用户共享的原料气、公用工程（蒸汽、耗能工质等）以及有联醇、联碱、联电的合成氨企业 应合理分摊各项消耗。联醇、联电的分摊计算方法见附录 A 和附录 B。 统计方法及管理 各种能源的热值应折算为标准煤。各种能源的热值以企业在统计报告期内实测的热值为准。没 有实测条件的，采用附录 C 中各种能源折标准煤系数。 合成氨原材料消耗量以实物量统计，能源消耗统计、核算应包括全部生产环节和系统，既不应 重复，也不应漏计。 对于集中 (数月或全年)扣除的（或计入）的煤和电力等能源（如大修等） ，不能在当月一次扣 除（或计入） ，应该按月均摊，在当月累计数中调整，并以文字说明。 企业综合能耗的统计、核算必须按相关的国家标准、核算规程，由企业的归口（专业）部门完 成。 计算方法 合成氨单位产品综合能耗的计算 合成氨单位产品综合能耗等于合成氨单位产品消耗各种能源的折标准煤之和与合成氨单位产品输 出的各种能源折标准煤之差。 合成氨单位产品综合能耗按式（1）计算。 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 DB37/ 7572007 EA=EY + ER + ED0.1229 - ES （1） 式中：EA 合成氨单位产品综合能耗，单位为千克标准煤/吨（kgce/t） ； EY 合成氨单位产品入炉耗原料煤，单位为千克标准煤/吨（kgce/t） ； ER 合成氨单位产品耗燃料煤，单位为千克标准煤/吨（kgce/t） ； ED 合成氨单位产品耗电，单位为千瓦时/吨（kWh/t） ； ES 合成氨单位产品输出能源，单位为千克标准煤/吨（kgce/t） 。 3 5.2 5.2.1 5.2.1.1 5.2.1.2 5.2.2 合成氨产量的计算 合成氨产量以液态氨为最终计量状态，按实物量计算，不折 100的纯品。 合成氨产量包括：厂内各用氨单位的使用量、销售的商品液氨量、合成氨生产过程中的自用量以及 氨罐弛放气、合成放空气、中间槽解析气等气体回收到系统内加以利用或销售的氨水含氨量。 以仪表计量计算产量 总氨表装在氨库前时按式(2)计算。 MA = MBA+ MHA (2) 式中：MA 合成氨产量,单位为吨(t)； MBA 总氨表的表记值,单位为吨(t)； MHA 吹出、解析、弛放气回收氨量,单位为吨(t)。 5.2.1.2 总氨表装在氨库后时按式(3)计算。 MA= MBA + MZA + MSA + MHA +（MKA MKA） (3) 式中：MA 合成氨产量,单位为吨(t)； MBA 总氨表的表记值,单位为吨(t)； MZA 自用氨量,单位为吨(t)； MSA 商品液氨量,单位为吨； MHA 吹出、解析、弛放气回收氨量,单位为吨(t)； MKA氨罐期末库存量，单位为吨(t)； MKA 氨罐期初库存量，单位为吨(t)。 当以各用户的氨计量分表之和作为氨产量时按式（4）计算。 MA= MBA + MHA + （MKA MKA） (4) 式中：MA 合成氨产量，单位为吨(t)； MBA 各用户氨计量分表之和，包括自用氨、商品液氨量，单位为吨(t)； MHA 吹出、解析、弛放气回收氨量,单位为吨(t)； MKA 氨罐期末库存量，单位为吨(t)； MKA 氨罐期初库存量，单位为吨(t)。 以最终产品计算合成氨产量 以最终产品计算合成氨产量时按式（5）计算。 MA=(MHF + MBN)1.26654+(MHN + MBN)1.04167+MZA+MSA+（MKA MKA） (5) 式中：MA 合成氨产量,单位为吨(t)； MHF 合格固体化肥折氮 100%，单位为吨(t)； MBF 不合格固体化肥折氮 100%,单位为吨(t)； MHN 合格氨水折氨 100%，单位为吨(t)； MBH 不合格氨水折氨 100%,单位为吨(t)； MZA 自用氨量,单位为吨(t)； 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 DB37/ 7572007 MSA 商品液氨量，单位为吨(t)； MKA 氨罐期末库存量，单位为吨(t)； MKA 氨罐期初库存量，单位为吨(t)； 1.26654=1/ (0.8224596%)； 1.04167=1/ 96%； 0.82245 为氨理论含氮量； 96为固体化肥和氨水的氨利用率。 4 5.2.2.1 5.2.2.2 5.2.2.3 5.3 氨水折氨量 包括直接用合成吹出气、 中间槽解析气、 氨罐弛放气回收生产的合格及不合格农业氨水和工业氨水， 回收产品以含氨折 100%计。氨水折氨量不包括：铜洗、脱硫回收的氨水、碳化清洗塔及回收塔排出的 的氨水、铜洗和脱硫的自用氨水及排放掉的合格或不合格的氨水。 自用氨量 包括铜洗和脱硫用氨。当各用户均有氨计量表时，自用氨量以表记值为准。当各用户无表计量时， 对自用氨规定如下： 1） 铜洗法自用氨量为合成氨产量的 0.4； 2） 铜洗后氨洗的自用氨量为合成氨产量的 0.5； 3） 脱硫工艺自用氨为合成氨产量的 1。 上述三项自用氨有哪项就计算哪项， 没有的均不得计算自用氨， 同时也不得将其他形式的耗氨量计 在自用氨中。 商品液氨量以装瓶或装车量为准。 合成氨单位产品耗入炉标准原料煤 合成氨单位产品耗入炉标准原料煤按式（6）计算。 CY1000 EY = （6） MA 式中：EY合成氨单位产品耗入炉标准原料煤，单位为千克标准煤 / 吨（kgce/t） ； CY 合成氨耗入炉标准原料煤总量，单位为吨标准煤（t ce） ； MA 合成氨产量，单位为吨(t)。 5.4 合成氨单位产品耗标准燃料煤 合成氨单位产品耗标准燃料煤按式(7)计算。 （CR+S）1000 ER = （7） MA 式中：ER 合成氨单位产品耗标准燃料煤，单位为千克标准煤 / 吨（kgce/t） ； CR 合成氨耗实物燃料煤总量折标准煤，单位为吨(t)； S 合成氨耗外购蒸汽总量折标准煤，单位为吨(t)； MA 合成氨产量，单位为吨(t)。 5.5 合成氨单位产品耗电 合成氨单位产品耗电按式（8）计算。 W10000 ED = （8） MA 式中：ED 合成氨单位产品耗电，单位为千瓦时/吨（kWh/t） ； 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 DB37/ 7572007 W 成氨耗电总量，单位为万千瓦时（MkWh） ； MA 合成氨产量，单位为吨(t)。 5 5.6 6 合成氨输出能源的计算。 回收热能量并输出按式（9）计算。 Q DC（TC - TL）/ 29271 (9) 式中：Q回收并输出的热能量，单位为千克标准煤(kgce） ； D被预热的物料量，单位为千克(kg)； C被预热物料的比热，单位为千焦/千克度； TC被预热物料出合成氨系统的温度，单位为。 TL被预热物料入合成氨系统的温度，单位为。 合成氨产品能耗限额值 现有合成氨装置生产单位产品能耗限额应符合表（1）的要求。 表 1 合成氨产品能耗限额值 时 间 产品规格 综合能耗限额 （千克标准煤/吨） 2008 年 液体无水氨 1680 2010 年 液体无水氨 1640 2012 年 液体无水氨 1610 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 DB37/ 7572007 附 录 A （规范性附录） 合成氨联醇生产能耗分摊计算办法 A.1 合成氨联产甲醇生产中原料消耗分摊 单位合成氨原料消耗量：单位粗甲醇（100%）原料消耗量1 : 1.06 则：合成氨原料消耗总量= ()合成氨产量产量折粗甲醇 合成氨产量 原料消耗总量 + %10006. 1 推导如下: 合成氨联产甲醇的原料消耗分摊通过生成合成氨和粗甲醇的化学方程式推导得出分摊系数。 合成氨联醇生产中，合成氨和粗甲醇化学方程式如下： N2+3H22NH3（1） CO+2H2CH3OH （2） CO2+3H2CH3OH+H2O（3） 从上述化学方程式中可知，忽略不同程度变换、脱碳带来的差异，生成 2 个NH3与 1 个CH3OH所消耗 的有效气体（H2 、CO）相同。则单位产品原料消耗的分摊比例为： 单位合成氨原料消耗量：单位粗甲醇（100%）原料消耗量=32: 34=1: 1.0625 式中：34 为 2 个NH3的分子量，32 为一个CH3OH的分子量 为计算方便，将上式比例简化为 1: 1.06。 则：合成氨原料消耗总量= ()合成氨产量产量折粗甲醇 合成氨产量 原料消耗总量 + %10006. 1 此分摊办法适合各类原料。 A.2 合成氨联醇生产燃料（蒸汽）消耗的分摊办法 合成氨联醇生产燃料（蒸汽）消耗的分摊办法同原料消耗分摊办法。即： 单位合成氨燃料消耗量：单位粗甲醇（100%）燃料消耗量= 1: 1.06 合成氨燃料消耗总量= ()合成氨产量产量折粗甲醇 合成氨产量 燃料消耗总量 + %10006. 1 A.3 合成氨联醇生产电力消耗分摊 单位合成氨耗电：单位粗甲醇（折 100%）耗电1 : 0.8 则：合成氨耗电总量 = ()合成氨产量产量折粗甲醇 合成氨产量 氨醇耗电总量 + %1008 . 0 推导如下： 合成氨联醇生产中耗电需考虑分摊的工段有：造气工段、净化工段脱硫、变换、变脱、碳化（脱 碳）、压缩工段耗电、循环水工段。 A.3.1 造气工段耗电分摊（包括空分、型煤、制粉煤过程） 造气工段合成氨、粗甲醇电耗分摊与原料煤分摊相同，则： 6 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 DB37/ 7572007 造气工段氨耗电总量= ()合成氨产量产量折粗甲醇 合成氨产量 造气工段耗电总量 + %10006. 1 A.3.2 净化工段耗电分摊 由上述合成氨联醇生产的化学方程式（1） 、 （2） 、 （3）可知，生成 2 份合成氨要处理 3 份有效气和 1 份氮气，而生成 1 份粗甲醇要处理 3 份有效气和生成水相对应的一定量二氧化碳气。 单位合成氨耗电：单位粗甲醇（100%）耗电 = 43 4 :（ 18 11 32 3 + x x ）=1: m 式中：x 为粗甲醇含甲醇的重量%，1x 为含水量% m = 34 4 / 18 11 32 3 + x x 净化工段氨耗电总量= ()合成氨产量产量折粗甲醇 合成氨产量 净化工段耗电总量 + %100m A.3.3 压缩工段耗电分摊 由于合成氨与甲醇合成压力不同， 耗电量比重较大的压缩机电耗应按压缩机中合成气的压缩段数分 摊计算。假设系统压缩机为六段压缩，可将压缩工段总耗电量均分为六段。由于粗甲醇生产只到五段， 因此压缩机电耗有六分之一划入合成氨消耗，另外六分之五按净化工段的比例分摊消耗。 压缩工段氨耗电总量=压缩工段耗电总量 ()合成氨产量产量折粗甲醇 合成氨产量 + + %1006 5 6 1 m A.3.4 循环水耗电分摊 循环水合成氨耗电总量= ()合成氨产量产量折粗甲醇 合成氨产量 循环水耗电总量 + %100m A.3.5 单位合成氨耗电实际分摊比例测算 经企业按以上办法分工段计算合成氨与粗甲醇（折 100%）电耗，得出当粗甲醇含水量为 3-8%时, 单位合成氨耗电与单位粗甲醇（折 100%）耗电的比近似为 1:0.8。 则：合成氨耗电总量 = ()合成氨产量产量折粗甲醇 合成氨产量 氨醇耗电总量 + %1008 . 0 A.4 综合能耗分摊办法 合成氨综合能耗为各项单耗折标准煤后相加再减去输出能源。 以上已对各单项能源消耗分摊进行了 说明，输出能源可按原料分摊系数(1 : 1.06)分摊后再扣减。 7 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 DB37/ 7572007 附 录 B （规范性附录） 合成氨联电生产能耗分摊计算办法 本分摊办法适用于热电锅炉全部或部分用外购燃料的装置。 B.1 合成氨联产热电的企业热、电能耗的分摊办法 B.1.1 热电应分摊的界区输入能源包括锅炉耗燃料和热电公用耗电量 锅炉耗燃料包括：入炉烟煤、原料煤沫、煤矸石、以及合成氨造气炉返炭、炉渣等(注:因本系统独 立于合成氨系统)。 热电耗公用电包括：锅炉用电、水处理用电、锅炉输灰输渣用电、燃料的加工及皮带输送用电、热 电联产机组的油泵，凝结水泵等电等。不包括热电联产机组的循环水用电。 B.1.2 热电界区的输出总能源 界区的输出总能源Q总= Q1+Q2+Q3+Q4 式中：Q1为锅炉直接对外工序输出的蒸汽热量 Q2为经过减温减压装置对外工序输出的蒸汽热量 Q3为热电联产机组抽汽或背压对外工序输出的蒸汽热量 Q4为发电耗热量(以汽轮机发电所耗蒸汽热量表示，考虑发电的热损失) Q4发电耗热量汽轮发电机组输入蒸汽热量（千焦）Q0汽轮机主抽汽蒸汽热量（千焦） （或背压蒸 汽热量）Q3汽轮发电机组抽汽供锅炉系统自用蒸汽热量Q自（除氧抽汽蒸汽热量及高、低加热器抽汽热 量等）Q自（千焦） 。其它如轴封用汽忽略不计。 式中，Q自抽汽供除氧蒸汽量蒸汽焓值+锅炉给水量高加热器进出水焓差（抽汽供高加热量）+ 汽轮发电机组凝结水量加热器进出焓差（抽汽供低加热量） 。 所有输出蒸汽均以出热电联产界区的蒸汽流量（必须有压力和温度补偿装置）为计量依据。所有蒸 汽热量计算均使用以下计算公式：蒸汽热量（千焦）蒸汽量（千克）工况下的蒸汽焓值（千焦/千 克） 。 B.1.3 分摊系数计算 在不考虑入锅炉界区给水温度和其它未测量的如汽轮发电机组轴封用汽热量的情况下，系统输出 的蒸汽热量占输出能源的比例为分摊系数，即：输出给某用户的蒸汽热量Qn/界区的输出总能源Q总。 热电供某用户的蒸汽分摊锅炉耗燃料煤= () 总Q Qn 千克锅炉耗燃料煤总量 式中Qn为Q1，Q2，Q3等见本附件 1.2，锅炉耗燃料煤总见本附件 1.1。 B.2 合成氨热电联产燃料煤、电计算规定 B.2.1 合成氨热电联产的燃料消耗分摊 单位合成氨耗燃料煤 () 总 合 Q Q 千克锅炉耗燃料煤总量 /合成氨产量。 式中：锅炉耗燃料煤总量只包括入锅炉的烟煤、原料过筛下的粉煤、煤矸石，合成氨造气炉返炭、 炉渣等不重复计算消耗。 Q合为热电系统供合成氨系统的蒸汽总热量。 对于合成氨余热废锅产中压或次高压蒸汽送入热电界区汽轮机组发电， 再从汽轮机组抽部份低压蒸 汽供合成氨系统的情况。 应以汽轮机组输给合成氨系统的蒸汽总热量与合成氨送入汽轮机组的蒸汽热量 8 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 DB37/ 7572007 之差作为热电部份输出给合成氨的热量（Q合） ，来分摊热电系统的燃料煤和自用电量。如差值等于零则 合成氨从热电系统分摊的燃烧煤为零； 如差值小于零， 则小于零的部分计入合成氨系统的输出能源从合 成氨总能耗中扣除。 B.2.2 合成氨热电联产的耗电分摊 B.2.2.1 热电联产系统合成氨分摊的自用电 热电联产系统合成氨分摊的电耗仅为与热电系统产蒸汽相关的电量，即：热电公共耗电量。 热电系统合成氨分摊的电耗（千瓦时） ()