RU2803821C2 - Steam network system for plant containing ammonia production unit and urea production unit - Google Patents

Steam network system for plant containing ammonia production unit and urea production unit Download PDF

Info

Publication number
RU2803821C2
RU2803821C2 RU2021136124A RU2021136124A RU2803821C2 RU 2803821 C2 RU2803821 C2 RU 2803821C2 RU 2021136124 A RU2021136124 A RU 2021136124A RU 2021136124 A RU2021136124 A RU 2021136124A RU 2803821 C2 RU2803821 C2 RU 2803821C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steam
pressure
pressure steam
production unit
turbine
Prior art date
Application number
RU2021136124A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021136124A (en
Inventor
Дэнни ФРАНКЕУС
Лино Джованни ПОРРО
Original Assignee
Яра Интернэшнл Aса
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Яра Интернэшнл Aса filed Critical Яра Интернэшнл Aса
Publication of RU2021136124A publication Critical patent/RU2021136124A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2803821C2 publication Critical patent/RU2803821C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: ammonia and urea production.
SUBSTANCE: according to the first invention of the group, a steam network system is proposed for a plant containing an ammonia production unit and a urea production unit, containing a high-pressure steam line (1), two medium-pressure steam lines (2, 3), as well as the first and second turbines (10, 12) , which are supplied with high-pressure steam by a high-pressure steam line (1); wherein the first turbine (10), which is supplied with high-pressure steam by the high-pressure steam line (1), is a condensing-type turbine with discharge into one of the two medium-pressure steam lines (2) and is configured to transfer energy to the syngas compressor in the ammonia production unit the second turbine (12), which is supplied with high-pressure steam by the high-pressure steam line (1), is a counter-pressure type turbine with an outlet connected to two medium-pressure steam lines, and is configured to transfer energy to the CO2 compressor in the unit urea production plant. The second object relates to a unit containing a steam network system, that is, the first of the group's inventions. In addition, a method for distributing high pressure steam in a steam network system for the unit containing an ammonia production unit and a urea production unit, and a method for reconstructing a steam network system for the unit containing an ammonia production unit and a urea production unit are also presented.
EFFECT: improved efficiency of the steam network, in particular by reducing the cost of operating the unit.
8 cl, 1 ex, 2 dwg

Description

Область техники настоящего изобретенияField of the present invention

Согласно настоящему изобретению предложена паровая сетевая система для установки, содержащей блок производства аммиака и блок производства карбамида. Также предложен способ распределения пара в паровой сетевой системе, содержащей паропровод высокого давления и два паропровода среднего давления, для установки, содержащей блок производства аммиака и блок производства карбамида. Кроме того, предложен способ реконструкции паровой сетевой системы, содержащей паропровод высокого давления, два паропровода среднего давления и две турбины конденсационного типа, для установки, содержащей блок производства аммиака и блок производства карбамида.According to the present invention, a steam network system is provided for an installation comprising an ammonia production unit and a urea production unit. Also proposed is a method for distributing steam in a steam network system containing a high-pressure steam line and two medium-pressure steam lines for an installation containing an ammonia production unit and a urea production unit. In addition, a method is proposed for reconstructing a steam network system containing a high-pressure steam line, two medium-pressure steam lines and two condensing-type turbines for an installation containing an ammonia production unit and a urea production unit.

Уровень техники настоящего изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Для эксплуатации многочисленных промышленных машин или устройств, например, теплообменников, требуется пар, и, таким образом, паровая сеть представляет собой ключевой компонент любой крупной промышленной установки. Пар может быть использован для теплоснабжения устройства, или он может быть преобразован в механическую энергию с применением паровой турбины. Паровая турбина в ее современном виде была изобретена в 1884 году. В настоящее время турбины находят широкое применение в самых разнообразных промышленных установках, например, энергетических установках. Турбины получают пар под давлением, который может быть произведен с применением бойлера или других промышленных процессов в качестве источника энергии, с передачей механической энергии на вращающийся выходной вал. Например, турбина может быть присоединена к электрическому генератору для производства электроэнергии. Кроме того, она может быть присоединена к устройствам других типов, для которых требуется осуществление механической работы, таким как компрессоры или насосы.Numerous industrial machines or devices, such as heat exchangers, require steam to operate, and thus the steam network is a key component of any large industrial installation. The steam can be used to provide heat to the device, or it can be converted into mechanical energy using a steam turbine. The steam turbine in its modern form was invented in 1884. Turbines are now widely used in a wide variety of industrial applications, such as power plants. Turbines produce steam under pressure, which can be produced using a boiler or other industrial processes as a power source, with mechanical energy transferred to a rotating output shaft. For example, a turbine may be connected to an electrical generator to produce electricity. In addition, it can be connected to other types of devices that require mechanical work, such as compressors or pumps.

Существуют паровые турбины двух основных типов, представляющие собой турбины конденсационного типа и турбины типа противодавления (или обратного давления). Турбина конденсационного типа содержит конденсатор, который конденсирует отходящий пар с образованием жидкой воды. На этой стадии уменьшаются температура и давление отходящего пара, и увеличивается количество энергии, которая может быть отведена от пара посредством турбины: максимальная величина энергии, которая может быть отведена от потока пара, прямо пропорциональна разности между давлением и температурой входящего пара и давлением и температуры выходящего пара.There are two main types of steam turbines, which are condensing type turbines and back pressure (or back pressure) type turbines. A condensing type turbine contains a condenser that condenses the exhaust steam to form liquid water. At this stage, the temperature and pressure of the exhaust steam decrease and the amount of energy that can be removed from the steam by the turbine increases: the maximum amount of energy that can be removed from the steam flow is directly proportional to the difference between the pressure and temperature of the incoming steam and the pressure and temperature of the exiting steam. pair.

Турбина типа противодавления не осуществляет расширение пара высокого давления до давления на уровне или ниже атмосферного давления. Вместо этого она выпускает при заданном давлении технологический пар, который далее направляется на другие устройства, которые находятся в пределах установки, и для эксплуатации которых требуется пар. Турбины обоих типов могут быть дополнительно оборудованы отводящим выпуском, что позволяет выпускать из турбины некоторое количество пара при промежуточном давлении.A back pressure turbine does not expand high pressure steam to a pressure at or below atmospheric pressure. Instead, it releases process steam at a given pressure, which is then sent to other devices that are located within the installation and require steam for operation. Both types of turbines can be additionally equipped with a bleed outlet, which allows some steam to be released from the turbine at an intermediate pressure.

Карбамид представляет собой удобрение на основе азота, которое в настоящее время находит наиболее широкое применение во всем мире. Его производят в результате реакции аммиака с диоксидом углерода. Поскольку в синтезе аммиака, как правило, применяют газообразный азот из воздуха и природный газ и производят диоксид углерода, в блоке производства карбамида может находить применение диоксид углерода, полученный в блоке производства аммиака, то аммиак и карбамид часто производят на одной и той же установке.Urea is a nitrogen-based fertilizer that is currently in the most widespread use throughout the world. It is produced by the reaction of ammonia with carbon dioxide. Since ammonia synthesis typically uses nitrogen gas from air and natural gas and produces carbon dioxide, the urea production unit may use carbon dioxide produced in the ammonia production unit, ammonia and urea are often produced in the same plant.

На фиг. 1 представлена часть традиционной паровой сетевой системы для установки, содержащей блок производства аммиака и блок производства карбамида. В этой системе присутствуют три паропровода, переносящие пар при различных давлениях: паропровод 1 высокого давления и два паропровода 2 и 3 среднего давления. Паропровод 1 содержит пар под давлением, составляющим приблизительно 11 МПа; паропровод 2 содержит пар под давлением, составляющим приблизительно 3,7 МПа; и паропровод 3 под давлением, составляющим приблизительно 2,4 МПа. Две турбины 10 и 11 конденсационного типа с выпуском получают пар высокого давления из паропровода 1 высокого давления, и энергию, производимую турбиной 10, используют для приведения в действие компрессора синтез-газа (синтетического газа) в блоке производства аммиака установки, а энергию, производимую другой турбиной 11, используют для приведения в действие компрессора диоксида углерода (СО2) в блоке производства карбамида установки. Синтетический газ, который содержит монооксид углерода (СО), газообразный водород (Н2), диоксид углерода метан, используют в блоке производства аммиака для получения газообразной композиции, содержащей N2, H2, аргон и метан, которую направляют в реактор, представляющий собой аммиачный конвертер, для получения аммиака. Газообразный СО2 газ используют в синтезе карбамида, где аммиак реагирует с СО2, и образуется карбамат аммония, который затем разлагается с образованием карбамида и воды. Компрессор синтетического газа и компрессор СО2 представляют собой два блока, для которых требуется наибольшее количество механической энергии в установке для производства аммиака и карбамида. Исторически турбины конденсационного типа находили применение для необходимого энергоснабжения обоих компрессоров; при этом указанные турбины могут производить большое количество энергии из пара, который легко производится в бойлере высокого давления, и они также могут быть оборудованы отводящим выпуском для снабжения технологическим паром остальных устройств установки. Турбина 10 присоединена к конденсатору 20 через паропровод 4. Турбина также содержит отводящий выпуск, который присоединен к паропроводу 5, и паропровод 5 снабжает паром паропровод 2 среднего давления. Турбина 11 присоединена к конденсатору 21 через паропровод 6 и содержит отводящий выпуск, который присоединен к паропроводу 7. Паропровод 7 снабжает паром паропровод среднего давления 3. Паропроводы 2 и 3 снабжают паром технологических потребителей 40 и 41, соответственно. В этой системе присутствуют две взаимно независимые паровые сетки среднего давления, в которые входят соответствующие паропроводы и технологические потребители. Паропровод 2 среднего давления снабжает паром блок производства аммиака, и паропровод 3 среднего давления снабжает паром блок производства карбамида.In fig. 1 shows part of a conventional steam network system for an installation containing an ammonia production unit and a urea production unit. This system contains three steam lines that carry steam at different pressures: high pressure steam line 1 and two medium pressure steam lines 2 and 3. The steam line 1 contains steam under a pressure of approximately 11 MPa; steam line 2 contains steam at a pressure of approximately 3.7 MPa; and steam line 3 under a pressure of approximately 2.4 MPa. Two exhaust condensing type turbines 10 and 11 receive high pressure steam from the high pressure steam line 1, and the energy produced by the turbine 10 is used to drive the synthesis gas (syngas) compressor in the ammonia production unit of the plant, and the energy produced by the other turbine 11 is used to drive the carbon dioxide (CO 2 ) compressor in the urea production unit of the installation. Synthetic gas, which contains carbon monoxide (CO), hydrogen gas (H 2 ), carbon dioxide methane, is used in the ammonia production unit to produce a gaseous composition containing N 2 , H 2 , argon and methane, which is sent to the reactor, which is ammonia converter for producing ammonia. CO 2 gas is used in urea synthesis, where ammonia reacts with CO 2 to form ammonium carbamate, which then decomposes to form urea and water. The syngas compressor and the CO 2 compressor are the two units that require the largest amount of mechanical energy in an ammonia and urea production plant. Historically, condensing turbines have been used to supply the necessary energy to both compressors; these turbines can produce large amounts of power from steam, which is easily produced in a high pressure boiler, and they can also be equipped with a bleed outlet to supply process steam to the rest of the plant. The turbine 10 is connected to the condenser 20 via a steam line 4. The turbine also includes a discharge outlet which is connected to the steam line 5, and the steam line 5 supplies steam to the medium pressure steam line 2. Turbine 11 is connected to condenser 21 through steam line 6 and contains a discharge outlet, which is connected to steam line 7. Steam line 7 supplies steam to medium pressure steam line 3. Steam lines 2 and 3 supply steam to process consumers 40 and 41, respectively. This system contains two mutually independent medium-pressure steam networks, which include corresponding steam lines and process consumers. The medium pressure steam line 2 supplies steam to the ammonia production unit, and the medium pressure steam line 3 supplies steam to the urea production unit.

Краткое раскрытие настоящего изобретенияBrief Disclosure of the Present Invention

Согласно одному аспекту предложена паровая сетевая система для установки, содержащей блок производства аммиака и блок производства карбамида. Паровая сетевая система содержит паропровод высокого давления, два паропровода среднего давления, а также первую и вторую турбины, присоединенные к паропроводу высокого давления для снабжения обеих турбин паром высокого давления, причем первая турбина, которую снабжает паром высокого давления паропровод высокого давления, представляет собой турбину конденсационного типа с выпуском в один из двух паропроводов среднего давления и выполнена с возможностью передачи энергии в компрессор синтетического газа в блоке производства аммиака установки, и при этом вторая турбина, которую снабжает паром высокого давления паропровод высокого давления, представляет собой турбину типа противодавления с выпуском, присоединенным к двум паропроводам среднего давления, и выполнена с возможностью передачи энергии в компрессор СО2 в блоке производства карбамида установки.According to one aspect, a steam network system is provided for a plant comprising an ammonia production unit and a urea production unit. The steam network system includes a high pressure steam line, two medium pressure steam lines, and first and second turbines connected to the high pressure steam line to supply both turbines with high pressure steam, wherein the first turbine, which is supplied with high pressure steam by the high pressure steam line, is a condensing turbine type with an outlet into one of two medium-pressure steam lines and is configured to transfer energy to a synthetic gas compressor in the ammonia production unit of the plant, and wherein the second turbine, which is supplied with high-pressure steam by the high-pressure steam line, is a back-pressure type turbine with an outlet connected to two medium-pressure steam lines, and is configured to transfer energy to the CO 2 compressor in the urea production unit of the installation.

Согласно другому аспекту предложен способ распределения пара высокого давления в паровой сетевой системе для установки, содержащей блок производства аммиака и блок производства карбамида. Паровая сетевая система содержит паропровод высокого давления и два паропровода среднего давления, и способ включает стадию введения пара высокого давления из паропровода высокого давления в турбину конденсационного типа с выпуском в один из двух паропроводов среднего давления, выполненных с возможностью передачи энергии в компрессор синтетического газа в блоке производства аммиака установки, и в турбину типа противодавления с выпуском, присоединенным к двум паропроводам среднего давления, выполненным с возможностью передачи энергии в компрессор СО2 в блоке производства карбамида установки.According to another aspect, a method is provided for distributing high pressure steam in a steam network system for an installation comprising an ammonia production unit and a urea production unit. The steam network system contains a high-pressure steam line and two medium-pressure steam lines, and the method includes the stage of introducing high-pressure steam from the high-pressure steam line into a condensation-type turbine with discharge into one of two medium-pressure steam lines configured to transfer energy to a synthetic gas compressor in the unit ammonia production plant, and into a backpressure type turbine with an outlet connected to two medium pressure steam lines configured to transfer energy to a CO 2 compressor in the urea production unit of the plant.

Согласно следующему аспекту предложен способ реконструкции паровой сетевой системы для установки, содержащей блок производства аммиака и блок производства карбамида. Паровая сетевая система содержит паропровод высокого давления, два паропровода среднего давления, две турбины конденсационного типа с выпуском, которые снабжает паром паропровод высокого давления, и два конденсатора, причем одна из двух турбин конденсационного типа присоединена к одному из двух конденсаторов и к одному из двух паропроводов среднего давления, а другая из двух турбин конденсационного типа присоединена к другому из двух конденсаторов и к другому из двух паропроводов среднего давления, и при этом одна из двух турбин конденсационного типа выполнена с возможностью передачи энергии в компрессор синтетического газа в блоке производства аммиака установки, а другая из двух турбин конденсационного типа выполнена с возможностью передачи энергии в компрессор СО2 в блоке производства карбамида установки. Способ включает следующие стадии: (а) замена паровой турбины конденсационного типа, выполненной с возможностью передачи энергии в компрессор СО2, турбиной типа противодавления с выпуском, присоединенным к двум паропроводам среднего давления; и (b) удаление конденсатора, присоединенного к паровому выпуску турбины конденсационного типа, удаленной на стадии (а).According to a further aspect, a method is proposed for reconstructing a steam network system for an installation comprising an ammonia production unit and a urea production unit. The steam network system contains a high-pressure steam line, two medium-pressure steam lines, two condensation-type turbines with an outlet, which are supplied with steam by the high-pressure steam line, and two condensers, and one of the two condensation-type turbines is connected to one of the two condensers and to one of the two steam lines medium pressure, and the other of the two condensation type turbines is connected to the other of the two condensers and to the other of the two medium pressure steam lines, and wherein one of the two condensation type turbines is configured to transmit energy to the synthetic gas compressor in the ammonia production unit of the installation, and the other of the two condensing type turbines is configured to transfer energy to the CO 2 compressor in the urea production unit of the installation. The method includes the following steps: (a) replacing a condensing-type steam turbine, configured to transfer energy to a CO 2 compressor, with a back-pressure type turbine with an outlet connected to two medium-pressure steam lines; and (b) removing the condenser connected to the steam outlet of the condensing type turbine removed in step (a).

Краткое описание фигурBrief description of the figures

На фиг. 1 представлена возможная паровая сетевая система установки для производства аммиака и карбамида согласно известному уровню техники.In fig. 1 shows a possible steam network system for a plant for the production of ammonia and urea according to the prior art.

На фиг. 2 представлена паровая сетевая система согласно варианту осуществления настоящего изобретения.In fig. 2 illustrates a steam network system according to an embodiment of the present invention.

Подробное раскрытие настоящего изобретенияDetailed Disclosure of the Present Invention

Если не определены другие условия, все термины, которые используются в раскрытии настоящего изобретения, в том числе технические и научные термины, имеют значения, которые, как правило, понимает обычный специалист в области техники, к которой относится настоящее изобретение. В качестве дополнительного разъяснения, определения терминов представлены для лучшего понимания описания настоящего изобретения.Unless otherwise defined, all terms used in the disclosure of the present invention, including technical and scientific terms, have meanings that are generally understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention relates. By way of further clarification, definitions of terms are provided for a better understanding of the description of the present invention.

Все документы, процитированные в настоящем описании, во всей своей полноте считаются включенными в него посредством ссылки.All documents cited herein are deemed to be incorporated herein by reference in their entirety.

При использовании в настоящем документе представленные ниже термины имеют следующие значения:When used in this document, the following terms have the following meanings:

Грамматические формы единственного числа, которые используются в настоящем документе, означают как единственное, так и множественное число, если иное условие четко не продиктовано контекстом. В качестве примера, «отсек» означает один или более чем один отсек.The singular grammatical forms used in this document mean both the singular and the plural unless the context clearly dictates otherwise. By way of example, "compartment" means one or more than one compartment.

Термин «приблизительно», который используется в настоящем документе в отношении измеряемой величины, такой как параметр, количество, продолжительность времени и т.д., предназначен для охвата отклонений, составляющих +/-20% или менее, предпочтительно +/-10% или менее, предпочтительнее+1-5% или менее, еще предпочтительнее +/-1% или менее и еще предпочтительнее +/-0,1% или менее от указанной величины, при том условии, что такие отклонения соответствуют вариантам осуществления настоящего изобретения. Однако следует понимать, что и сама величина, к которой относится термин «приблизительно», также считается конкретно описанной.The term "about" as used herein in relation to a measurand such as a parameter, quantity, length of time, etc. is intended to cover variations of +/-20% or less, preferably +/-10% or less, more preferably +1-5% or less, even more preferably +/-1% or less, and even more preferably +/-0.1% or less of the specified value, provided that such deviations are consistent with embodiments of the present invention. However, it should be understood that the quantity to which the term “about” refers is also considered to be specifically described.

Термины «содержать», «содержащий», «содержит» и «содержащийся», которые используются в настоящем документе, являются синонимичными по отношению к терминам «включать», «включающий», «включает», «включенный», «охватывать», «охватывающий», «охватывает» и представляют собой открытые или неограничительные термины, которые означают присутствие объектов, например, компонентов, включенных в список, следующий за этими терминами, и при этом не исключено и не ограничено присутствие дополнительных не включенных в список компонентов, признаков, элементов, деталей и стадий, которые известны в технике или описаны в настоящем документе.The terms “comprise”, “containing”, “contains” and “contained” as used herein are synonymous with the terms “include”, “comprising”, “includes”, “included”, “cover”, “ encompassing", "encompasses" and are open-ended or non-restrictive terms that mean the presence of objects, for example, components included in the list following these terms, and the presence of additional unlisted components, features, elements, parts and steps that are known in the art or described herein.

Численные диапазоны, которые представлены конечными точками, включают все целые и дробные числа, находящиеся в пределах данного диапазона, а также указанные конечные точки.Numeric ranges that are represented by endpoints include all integer and fractional numbers within the range, as well as the specified endpoints.

Согласно одному аспекту предложена паровая сетевая система для установки, содержащей блок производства аммиака и блок производства карбамида. Паровая сетевая система содержит паропровод высокого давления, два паропровода среднего давления, а также первую и вторую турбину, присоединенные к паропроводу высокого давления для снабжения обеих турбин паром высокого давления, причем первая турбина, которую снабжает паром высокого давления паропровод высокого давления, представляет собой турбину конденсационного типа с выпуском в один из двух паропроводов среднего давления, выполненную с возможностью передачи энергии в компрессор синтетического газа в блоке производства аммиака установки, и при этом вторая турбина, которую снабжает паром высокого давления паропровод высокого давления, представляет собой турбину типа противодавления с выпуском, присоединенным к двум паропроводам среднего давления, и выполнена с возможностью передачи энергии в компрессор СО2 в блоке производства карбамида установки.According to one aspect, a steam network system is provided for a plant comprising an ammonia production unit and a urea production unit. The steam network system includes a high pressure steam line, two medium pressure steam lines, and a first and second turbine connected to the high pressure steam line to supply both turbines with high pressure steam, wherein the first turbine, which is supplied with high pressure steam by the high pressure steam line, is a condensing turbine type with an outlet into one of two medium-pressure steam lines, configured to transfer energy to a synthetic gas compressor in the ammonia production unit of the plant, and wherein the second turbine, which is supplied with high-pressure steam by the high-pressure steam line, is a back-pressure type turbine with an outlet connected to two medium-pressure steam lines, and is configured to transfer energy to the CO 2 compressor in the urea production unit of the installation.

Было обнаружено, что присутствующие в сочетании турбина конденсационного типа и турбина типа противодавления обеспечивают ряд преимуществ паровой сетевой системы для установки, содержащей блок производства аммиака и блок производства карбамида. В таком сочетании турбина типа противодавления обеспечивает преимущества, заключающиеся в том, что по сравнению с турбиной конденсационного типа сокращаются расходы на ее установку и эксплуатацию, поскольку не требуются конденсаторы и подключения к соответствующим технологическим системам (таким как водяное охлаждение для конденсации пара, насосы для откачивания конденсата, системы управления и т.д.) в паровой сетевой системе, уменьшается требуемое обслуживание, а также уменьшаются размеры по сравнению с турбиной конденсационного типа, в результате чего уменьшается пространство, которое требуется для всей паровой сетевой системы. Кроме того, турбина типа противодавления может обеспечивать промышленную установку технологическим паром при более чем одном уровне давления. Выходящий пар из турбины типа противодавления обеспечивает технологический пар при заданном уровне давления, составляющего, например, приблизительно 2,4 МПа. Кроме того, турбина типа противодавления может быть установлено с отводящим пар выпуском, который обеспечивает технологический пар под давлением на промежуточном уровне между высоким давлением входящего пара и низким давлением выходящего пара. Согласно одному варианту осуществления турбина типа противодавления имеет отводящий выпуск, из которого выходит пар под давлением, составляющим приблизительно 3,7 МПа. Этот пар может направляться технологическим потребителям, которые расположены в пределах той же установки, и для эксплуатации которых требуется пар. Как правило, для блока производства карбамида в установке для производства аммиака и карбамида требуется пар под давлением, составляющим приблизительно 2,4 МПа, и для блока производства аммиака требуется пар под давлением, составляющим приблизительно 3,7 МПа. С другой стороны, турбина конденсационного типа способна производить больше энергии из пара высокого давления, чем аналогичная турбина типа противодавления, поскольку давление и температура выпускаемого пара оказываются значительно меньше, чем в случае турбины типа противодавления. Кроме того, она может быть оборудована отводящим выпуском для подачи технологического пара при промежуточном давлении. Если обе турбины, в том числе турбина конденсационного типа и турбина типа противодавления, оборудованы отводящим выпуском при одинаковом давлении, составляющим, например, приблизительно 3,7 МПа, то поток пара, выходящий из каждой турбины необходимо регулировать в зависимости от требований к пару для данной установки. В этой конфигурации две паровые сетки среднего давления оказываются соединенными друг с другом. Как правило, это является нежелательным, поскольку усложняются операции по эксплуатации установки: если возникает проблема в паровой сети одного из блоков (блока производства аммиака или блока производства карбамида), она автоматически распространяется на другой блок, и, таким образом, система управления паровой сети должна быть приспособлена соответствующим образом. Однако было также обнаружено, что в режиме регулярной эксплуатации общее потребление пара для установки может быть сокращено. По существу, турбина типа противодавления теперь может обеспечивать технологический пар при двух различных значениях давления и температуры, которые требуются для блока производства аммиака и блока производства карбамида. Следовательно, при этом сокращается количество технологического пара, которое должно быть выпущено из турбины конденсационного типа. Если меньшее количество технологического пара при промежуточном давлении требуется от турбины конденсационного типа, то может быть сконденсировано большее количество пара, подаваемого в турбину. Таким образом, может уменьшаться массовый поток пара, который поступает в турбину конденсационного типа, в то время как остается неизменной величина работы, которую производит эта турбина. Это становится возможным, потому что коэффициент полезного действия турбины типа противодавления, как правило, оказывается выше, чем в случае турбины конденсационного типа: для эксплуатации турбины типа противодавления требуется только пар при относительно высоком давлении, в то время как нижние ступени турбины конденсационного типа работают при давлении на уровне или ниже атмосферного давления. При таких значениях давления некоторое количество пара конденсируется в турбине, и образуется смесь газа и жидкости, которая создает трение с лопастями турбины и снижает коэффициент полезного действия турбины. В контексте настоящей заявки коэффициент полезного действия турбины означает способность турбины преобразовывать энергию пара в механическую работу, т.е. представляет собой соотношение, вычисляемое в результате деления разности энергии, которую обеспечивает поступающий в турбину пар, и энергии пара, выходящего из турбины, на разность производимой турбиной механической работы и энергии пара, выходящего из турбины. Чем больше коэффициент полезного действия турбины, тем меньше энергии пара требуется для производства данной величины работы.It has been found that the combination of a condensing type turbine and a backpressure type turbine provides a number of advantages of a steam network system for an installation comprising an ammonia production unit and a urea production unit. In this combination, the backpressure turbine offers the advantage that installation and operating costs are reduced compared to the condensing turbine, since condensers and connections to associated process systems (such as water cooling for steam condensation, pumps for recovery) are not required. condensate, control system, etc.) in a steam network system, the required maintenance is reduced, and the size is also reduced compared to a condensing type turbine, resulting in a reduction in the space required for the entire steam network system. In addition, a backpressure type turbine can supply an industrial plant with process steam at more than one pressure level. The exhaust steam from the back pressure turbine provides process steam at a predetermined pressure level of, for example, approximately 2.4 MPa. In addition, a backpressure type turbine can be installed with a steam exhaust outlet that provides process steam at a pressure intermediate between the high pressure of the incoming steam and the low pressure of the exiting steam. According to one embodiment, the backpressure type turbine has a discharge outlet from which steam emerges at a pressure of approximately 3.7 MPa. This steam can be sent to process consumers that are located within the same installation and whose operation requires steam. Typically, the urea production unit in an ammonia-urea production plant requires steam at a pressure of approximately 2.4 MPa, and the ammonia production unit requires steam at a pressure of approximately 3.7 MPa. On the other hand, a condensing type turbine is capable of producing more power from high pressure steam than a similar backpressure type turbine, since the pressure and temperature of the released steam is much less than in the case of a backpressure type turbine. In addition, it can be equipped with a bleed outlet to supply process steam at intermediate pressure. If both turbines, including a condensing type turbine and a backpressure type turbine, are equipped with an exhaust outlet at the same pressure, for example approximately 3.7 MPa, then the steam flow leaving each turbine must be adjusted depending on the steam requirements for that particular turbine. installations. In this configuration, two medium pressure steam networks are connected to each other. This is generally undesirable because it increases the complexity of plant operation: if a problem occurs in the steam network of one of the units (ammonia production unit or urea unit), it automatically spreads to the other unit, and thus the steam network control system must be adjusted accordingly. However, it has also been found that during regular operation the overall steam consumption of the plant can be reduced. Essentially, the backpressure type turbine can now provide process steam at two different pressures and temperatures that are required for the ammonia production unit and the urea production unit. Consequently, this reduces the amount of process steam that must be released from the condensing type turbine. If less process steam at intermediate pressure is required from a condensing type turbine, then more steam supplied to the turbine can be condensed. Thus, the mass flow of steam that enters the condensing-type turbine can decrease, while the amount of work that this turbine produces remains unchanged. This is possible because the efficiency of a backpressure turbine is generally higher than that of a condensing turbine: a backpressure turbine requires only steam at a relatively high pressure to operate, while the lower stages of a condensing turbine operate at pressure at or below atmospheric pressure. At these pressures, some steam condenses in the turbine and a mixture of gas and liquid is formed, which creates friction with the turbine blades and reduces the efficiency of the turbine. In the context of this application, turbine efficiency means the ability of a turbine to convert steam energy into mechanical work, i.e. is a ratio calculated by dividing the difference between the energy provided by the steam entering the turbine and the energy of the steam leaving the turbine by the difference between the mechanical work produced by the turbine and the energy of the steam leaving the turbine. The greater the turbine efficiency, the less steam energy is required to produce a given amount of work.

В паровой сетевой системе дополнительно присутствуют по меньшей мере два паропровода среднего давления, причем с каждым из них соединен по меньшей мере один технологический потребитель. В установке, содержащая блок производства аммиака и блок производства карбамида, для большого числа технологических потребителей может требоваться пар в качестве источника энергии или тепла. Паровые турбины, испарители, отпарные колонны, конденсаторы, теплообменники представляют собой такие технологические блоки, для которых требуется пар при выполнении соответствующих задач. Вследствие многочисленных возможных конструкций и приложений, для них может требоваться пар, имеющий различные характеристики, такие как давление и температура. Для промышленной установки оказывается преимущественным присутствие паровой сетевой системы, содержащей несколько паропроводов с различными уровнями давления. Каждый паропровод может обеспечивать паром технологические блоки в соответствии с их потребностями. Паропровод среднего давления может содержать пар под давлением, составляющим от приблизительно 2,0 МПа до приблизительно 6,0 МПа, в частности, от приблизительно 3,0 МПа до приблизительно 4,0 МПа. Паропровод среднего давления также может содержать пар под давлением, составляющим от приблизительно 1,0 МПа до приблизительно 5,0 МПа, в частности, от приблизительно 1,5 МПа до приблизительно 3,0 МПа. Паропроводы среднего давления могут получать пар от различных производителей пара, например, от бойлеров или паровых турбин.The steam network system additionally contains at least two medium-pressure steam lines, with at least one process consumer connected to each of them. In a plant containing an ammonia production unit and a urea production unit, a large number of process consumers may require steam as a source of energy or heat. Steam turbines, evaporators, stripping columns, condensers, and heat exchangers are technological units that require steam to perform their respective tasks. Due to the numerous possible designs and applications, they may require steam having different characteristics such as pressure and temperature. For an industrial installation, it is advantageous to have a steam network system containing several steam lines with different pressure levels. Each steam line can supply steam to process units according to their needs. The medium pressure steam line may contain steam at a pressure of from about 2.0 MPa to about 6.0 MPa, in particular from about 3.0 MPa to about 4.0 MPa. The medium pressure steam line may also contain steam at a pressure of from about 1.0 MPa to about 5.0 MPa, in particular from about 1.5 MPa to about 3.0 MPa. Medium pressure steam lines can receive steam from a variety of steam producers, such as boilers or steam turbines.

Газовые компрессоры представляют собой пример промышленного технологического оборудования, для эксплуатации которого может потребоваться большое количество энергии. Они находят применение в многочисленных и разнообразных промышленных процессах, в которых присутствуют разнообразные исходные газы, такие как природный газ, синтетический газ, этилен, водород, монооксид углерода (СО) и диоксид углерода (СО2). Как правило, в промышленной установке присутствуют несколько компрессоров, для каждого из которых используются различные исходные газы. Для эксплуатационных целей оказывается желательным, чтобы все компрессоры получали энергию из различных источников, каждый из которых может представлять собой турбину.Gas compressors are an example of industrial process equipment that can require large amounts of energy to operate. They find application in numerous and varied industrial processes that involve a variety of feed gases such as natural gas, synthetic gas, ethylene, hydrogen, carbon monoxide (CO) and carbon dioxide (CO 2 ). Typically, an industrial installation contains several compressors, each using different feed gases. For operational purposes, it is desirable that all compressors receive their energy from different sources, each of which may be a turbine.

Для компрессора синтетического газа обычно требуется больше энергии, чем для компрессора СО2. Может оказаться предпочтительным присутствие турбины типа противодавления, выполненной с возможностью передачи энергии в компрессор СО2, потому что эта турбина, как правило, производит меньшее количество технологического пара, чем в том случае, если бы она была выполнена с возможностью передачи энергии в компрессор синтетического газа. Турбина типа противодавления, выполненная с возможностью передачи энергии в компрессор синтетического газа, производила бы большее количество пара, чем требуется для установки, и происходила бы потеря этого пара, что приводило бы к ненужному увеличению расходов на эксплуатацию установки.A syngas compressor typically requires more energy than a CO 2 compressor. It may be advantageous to have a backpressure type turbine configured to transfer power to the CO 2 compressor because the turbine typically produces less process steam than if it were configured to transfer power to the syngas compressor . A backpressure type turbine configured to transfer power to a syngas compressor would produce more steam than required for the plant and would lose that steam, resulting in an unnecessary increase in plant operating costs.

Согласно одному варианту осуществления паропровод высокого давления содержит пар под давлением, составляющим от приблизительно 8,0 МПа до приблизительно 12,0 МПа, в частности, от приблизительно 9,0 МПа до приблизительно 11,0 МПа. Энергия, переносимая паром, или энергия, которая может быть получена из пара с применением паровой турбины, зависит от давления и температуры пара. Чем выше давление и температура пара, тем больше энергии может производить паровая турбина из данного количества пара.According to one embodiment, the high pressure steam line contains steam at a pressure of from about 8.0 MPa to about 12.0 MPa, in particular from about 9.0 MPa to about 11.0 MPa. The energy carried by steam, or the energy that can be recovered from steam using a steam turbine, depends on the pressure and temperature of the steam. The higher the pressure and temperature of the steam, the more power a steam turbine can produce from a given amount of steam.

Согласно другому аспекту предложен способ распределения пара высокого давления в паровой сетевой системе для установки, содержащей блок производства аммиака и блок производства карбамида. Паровая сетевая система содержит паропровод высокого давления и два паропровода среднего давления, и способ включает стадию введения пара высокого давления из паропровода высокого давления в турбину конденсационного типа с выпуском в один из двух паропроводов среднего давления, выполненную с возможностью передачи энергии в компрессор синтетического газа в блоке производства аммиака установки, и в турбину типа противодавления с выпуском, присоединенным к двум паропроводам среднего давления, выполненную с возможностью передачи энергии в компрессор СО2 в блоке производства карбамида установки.According to another aspect, a method is provided for distributing high pressure steam in a steam network system for an installation comprising an ammonia production unit and a urea production unit. The steam network system contains a high-pressure steam line and two medium-pressure steam lines, and the method includes the step of introducing high-pressure steam from the high-pressure steam line into a condensation-type turbine with discharge into one of the two medium-pressure steam lines, configured to transfer energy to a synthetic gas compressor in the unit ammonia production plant, and into a backpressure type turbine with an outlet connected to two medium pressure steam lines, configured to transfer energy to a CO 2 compressor in the urea production unit of the plant.

В случае паровой сетевой системы для установки, содержащей блок производства аммиака и блок производства карбамида, может оказаться преимущественным присутствие паропровода высокого давления, который обеспечивает пар для турбины конденсационного типа с выпуском и турбины типа противодавления с выпуском. Турбина типа противодавления производит механическую энергию и технологический пар на промежуточном уровне давления, который может быть использован другими устройствами в пределах установки. При этом устраняется необходимость в установке устройств, в частности, для производства этого пара. Турбина конденсационного типа является подходящей для получения большого количества энергии из пара высокого давления посредством его конденсации до давления ниже атмосферного. Неожиданно оказалось, что такая паровая сеть, содержащая турбины двух различных типов, может быть более эффективной, чем сеть, содержащая две турбины одинакового типа. Для паропровода высокого давления, с которым соединены две турбины конденсационного типа, требуется дополнительное оборудование (второй конденсатор), а также и присутствуют соединительные приспособления, которые увеличивают расходы на установку, эксплуатацию и обслуживание сети. Паропровод высокого давления, с которым соединены две турбина типа противодавления, производил бы значительное количество технологического пара, превышающее потребности установки, что создает ненужные затраты. Обе турбины, в том числе турбина типа противодавления и турбина конденсационного типа, могут быть оборудованы отводящим пар выпуском для получения пара при промежуточных уровнях давления.In the case of a steam network system for a plant comprising an ammonia production unit and a urea production unit, it may be advantageous to have a high pressure steam line that provides steam for the condensing exhaust type turbine and the exhaust backpressure type turbine. A backpressure type turbine produces mechanical energy and process steam at an intermediate pressure level that can be used by other devices within the installation. This eliminates the need to install devices, in particular, to produce this steam. A condensing type turbine is suitable for recovering large amounts of energy from high pressure steam by condensing it to sub-atmospheric pressure. Surprisingly, it turns out that such a steam network containing two different types of turbines can be more efficient than a network containing two turbines of the same type. The high-pressure steam line to which two condensing-type turbines are connected requires additional equipment (a second condenser) and also contains connecting devices that increase the cost of installation, operation and maintenance of the network. A high pressure steam line to which two back pressure turbines are connected would produce a significant amount of process steam in excess of the plant's needs, creating unnecessary costs. Both the backpressure type turbine and the condensing type turbine can be equipped with a steam exhaust outlet to produce steam at intermediate pressure levels.

Паровая сетевая система представляет собой важную часть установки, содержащей блок производства аммиака и блок производства карбамида. Эта система содержит по меньшей мере три уровня (т.е. три паропровода с тремя различными значениями давления пара): уровень высокого давления (10 МПа и выше) и два уровня среднего давления (каждый из них содержащий пар под давлением, составляющим от приблизительно 2,0 до приблизительно 4,0 МПа). Пар может быть произведен с применением технологического оборудования или бойлеров и распределен для разнообразных потребительских блоков. Турбина типа противодавления может производить технологический пар для обоих паропроводов среднего давления. При этом образуется взаимное соединение между двумя сетками, и, таким образом, система управления паровая сеть должна быть приспособлена соответствующим образом. Но неожиданно было обнаружено, что такое взаимное соединение также может обеспечивать преимущества системы, такие как снижение общего потребления пара.The steam network system is an important part of the plant containing the ammonia production unit and the urea production unit. This system contains at least three levels (i.e. three steam lines with three different steam pressures): a high pressure level (10 MPa and above) and two medium pressure levels (each containing steam at a pressure of approximately 2 .0 to approximately 4.0 MPa). Steam can be produced using process equipment or boilers and distributed to a variety of consumer units. The backpressure type turbine can produce process steam for both medium pressure steam lines. This creates a mutual connection between the two networks, and thus the control system of the steam network must be adapted accordingly. But surprisingly, it has been discovered that such interconnection can also provide system benefits, such as a reduction in overall steam consumption.

Согласно следующему аспекту предложен способ реконструкции паровой сетевой системы для установки, содержащей блок производства аммиака и блок производства карбамида. Паровая сетевая система содержит паропровод высокого давления, два паропровода среднего давления, две турбины конденсационного типа с выпуском, который снабжает паром паропровод высокого давления, и два конденсатора, причем одна из двух турбин конденсационного типа присоединена к одному из двух конденсаторов и к одному из двух паропроводов среднего давления, а другая из двух турбин конденсационного типа присоединена к другому из двух конденсаторов и к другому из двух паропроводов среднего давления, и при этом одна из двух турбин конденсационного типа выполнена с возможностью передачи энергии в компрессор синтетического газа в блоке производства аммиака установки, а другая из двух турбин конденсационного типа выполнена с возможностью передачи энергии в компрессор СО2 в блоке производства карбамида установки. Способ включает следующие стадии: (а) замена паровой турбины конденсационного типа, выполненной с возможностью передачи энергии в компрессор СО2, турбиной типа противодавления с выпуском, присоединенным к двум паропроводам среднего давления; и (b) удаление конденсатора, присоединенного к паровому выпуску турбины конденсационного типа, удаленной на стадии (а).According to a further aspect, a method is proposed for reconstructing a steam network system for an installation comprising an ammonia production unit and a urea production unit. The steam network system contains a high-pressure steam line, two medium-pressure steam lines, two condensation-type turbines with an outlet that supplies steam to the high-pressure steam line, and two condensers, with one of the two condensing-type turbines connected to one of the two condensers and to one of the two steam lines medium pressure, and the other of the two condensation type turbines is connected to the other of the two condensers and to the other of the two medium pressure steam lines, and wherein one of the two condensation type turbines is configured to transmit energy to the synthetic gas compressor in the ammonia production unit of the installation, and the other of the two condensing type turbines is configured to transfer energy to the CO 2 compressor in the urea production unit of the installation. The method includes the following steps: (a) replacing a condensing-type steam turbine, configured to transfer energy to a CO 2 compressor, with a back-pressure type turbine with an outlet connected to two medium-pressure steam lines; and (b) removing the condenser connected to the steam outlet of the condensing type turbine removed in step (a).

Промышленные установки имеют очень высокую стоимость (вплоть до нескольких сотен миллионов евро), и, таким образом, оптимизация существующей установки оказывается весьма выгодной по сравнению со строительством новой установки. Когда паровая сетевая система установки, содержащая блок производства аммиака и блок производства карбамида, содержит паропровод высокого давления, два паропровода среднего давления и две турбины конденсационного типа, которые получают пар высокого давления, может оказаться преимущественным замена одной из двух турбин конденсационного типа турбиной типа противодавления. Аналогично любому химическому технологическому оборудованию, с течением времени у паровых турбин снижается коэффициент полезного действия, и они нуждаются в замене с регулярными временными интервалами. Замена обеих турбин конденсационного типа турбинами типа противодавления не рекомендуется, потому что в таком случае также производилось бы больше технологического пара, чем требуется для установки, что создавало бы ненужные затраты. Однако оказывается, что присутствие по одной турбине каждого типа является весьма предпочтительным, поскольку при этом паровая сетевая система приобретает преимущества турбин обоих типов (производство технологического пара турбиной типа противодавление и производство высокой мощности турбиной конденсационного типа). Поскольку для турбины типа противодавления не требуется конденсатор для обработки пара из ее выпуска, конденсатор, присоединенный к заменяемой турбине конденсационного типа, также может быть удален из паровой сетевой системы. При этом также дополнительно уменьшаются расходы на эксплуатацию и обслуживание установки. Обе турбины содержат по меньшей мере один отводящий выпуск, который подает при желательном давлении технологический пар, который используется в установке для разнообразных технологических потребителей. Турбина типа противодавления содержит дополнительный отводящий выпуск и может подавать технологический пар при двух различных промежуточных уровнях давления, составляющих, например, 2,4 и 3,7 МПа, по сравнению с единственным уровнем давления в случае турбины конденсационного типа. Один из указанных выпусков может работать при таком же давлении, как отводящий выпуск оставшейся турбины конденсационного типа. Это позволяет уменьшать количество пара, отводимого из турбины конденсационного типа. В результате этого меньшее количество впускаемого пара требуется для турбины конденсационного типа, которая может конденсировать значительную долю входящего пара, и, таким образом, поддерживается величина производимой механической работы. Поскольку коэффициент полезного действия турбины типа противодавления, как правило, выше, чем в случае турбины конденсационного типа, может быть уменьшено общее количество пара высокого давления, используемого обеими турбинами, что приводит к снижению расходов на эксплуатацию установки.Industrial plants have very high costs (up to several hundred million euros) and thus optimizing an existing plant is very cost-effective compared to building a new plant. When a plant steam network system comprising an ammonia production unit and a urea production unit contains a high pressure steam line, two medium pressure steam lines and two condensing type turbines that receive the high pressure steam, it may be advantageous to replace one of the two condensing type turbines with a back pressure type turbine. Like any chemical process equipment, steam turbines deteriorate in efficiency over time and need to be replaced at regular intervals. Replacing both condensing turbines with backpressure turbines is not recommended because it would also produce more process steam than required for the installation, creating unnecessary costs. However, it turns out that having one turbine of each type is highly advantageous because the steam network system then gains the benefits of both types of turbines (process steam production from the back pressure turbine and high power production from the condensing type turbine). Since the backpressure type turbine does not require a condenser to handle the steam from its outlet, the condenser attached to the replacement condensing type turbine can also be removed from the steam network system. This also further reduces the operating and maintenance costs of the installation. Both turbines contain at least one exhaust outlet that supplies process steam at a desired pressure, which is used in the installation for a variety of process consumers. The backpressure type turbine contains an additional exhaust outlet and can supply process steam at two different intermediate pressure levels, for example 2.4 and 3.7 MPa, compared to a single pressure level in the case of a condensing type turbine. One of these outlets can operate at the same pressure as the outlet outlet of the remaining condensing type turbine. This makes it possible to reduce the amount of steam removed from the condensing type turbine. As a result, less incoming steam is required for the condensing type turbine, which can condense a significant proportion of the incoming steam, and thus maintaining the amount of mechanical work produced. Since the efficiency of a backpressure type turbine is generally higher than that of a condensing type turbine, the total amount of high pressure steam used by both turbines can be reduced, resulting in lower plant operating costs.

Согласно следующему аспекту предложена установка, в частности, установка для производства удобрений, содержащая блок производства аммиака, блок производства карбамида и паровую сетевую систему, которая описана выше. Паровая сетевая система содержит паропровод высокого давления, два паропровода среднего давления, а также первую и вторую турбины, присоединенные к паропроводу высокого давления, для снабжения обеих турбин паром высокого давления; причем первая турбина, которую снабжает паром высокого давления паропровод высокого давления, представляет собой турбину конденсационного типа с выпуском в один из двух паропроводов среднего давления и выполнена с возможностью передачи энергии в компрессор синтетического газа в блоке производства аммиака установки; и при этом вторая турбина, которую снабжает паром высокого давления паропровод высокого давления, представляет собой турбину типа противодавления с выпуском, присоединенным к двум паропроводам среднего давления, которая выполнена с возможностью передачи энергии в компрессор диоксида углерода (СО2) в блоке производства карбамида установки.According to a further aspect, a plant is provided, in particular a fertilizer production plant, comprising an ammonia production unit, a urea production unit and a steam network system as described above. The steam network system includes a high pressure steam line, two medium pressure steam lines, and first and second turbines connected to the high pressure steam line to supply both turbines with high pressure steam; wherein the first turbine, which is supplied with high-pressure steam by the high-pressure steam line, is a condensing-type turbine with an outlet into one of two medium-pressure steam lines and is configured to transfer energy to a synthetic gas compressor in the ammonia production unit of the installation; and wherein the second turbine, which is supplied with high-pressure steam by the high-pressure steam line, is a back-pressure type turbine with an outlet connected to two medium-pressure steam lines, which is configured to transmit power to a carbon dioxide (CO 2 ) compressor in the urea production unit of the plant.

Пример 1Example 1

На фиг. 2 проиллюстрирована паровая сетевая система для установки, содержащей блок производства аммиака и блок производства карбамида, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Эта система содержит три паропровода, передающие пар при различных уровнях давления: паропровод 1 высокого давления и два паропровода 2 и 3 среднего давления. Паропроводы 2 и 3 содержат пар под давлением, составляющим приблизительно 3,7 МПа и 2,4 МПа соответственно. Паропровод 2 передает пар в блок производства аммиака установки, и паропровод 3 передает пар в блок производства карбамида. Одну турбину 10 конденсационного типа с выпуском снабжает паром высокого давления паропровод 1 высокого давления, и энергия, которую производит турбина 10, используется для приведения в действие компрессора синтетического газа. Одну турбину 12 типа противодавления с выпуском снабжает паром высокого давления паропровод 1 высокого давления, и энергия, которую производит турбина 12, используется для приведения в действие компрессора СО2. Турбина 10 присоединена к конденсатору 20 через паропровод 4. Она также подает пар под давлением 3,7 МПа в паропровод 2 среднего давления через паропровод 5. Турбина 12 типа противодавления содержит два паровых выпуска: один выпуск присоединен к паропроводу 8, который подает пар под давлением, составляющим приблизительно 2,4 МПа, и присоединен ко второму паропроводу среднего давления 3. Другой выпуск, присоединен к паропроводу 9, который выпускает пар под давлением, составляющим приблизительно 3,7 МПа, и присоединен к паропроводу 2 среднего давления. Паропроводы 2 и 3 обеспечивают паром среднего давления, соответственно, технологических потребителей 40 и 41, соответственно.In fig. 2 illustrates a steam network system for a plant comprising an ammonia production unit and a urea production unit, according to one embodiment of the present invention. This system contains three steam lines that transmit steam at different pressure levels: high pressure steam line 1 and two medium pressure steam lines 2 and 3. Steam lines 2 and 3 contain steam at a pressure of approximately 3.7 MPa and 2.4 MPa, respectively. Steam line 2 transfers steam to the ammonia production unit of the installation, and steam line 3 transfers steam to the urea production unit. One outlet condensing-type turbine 10 is supplied with high-pressure steam by a high-pressure steam line 1, and the energy produced by the turbine 10 is used to drive a synthetic gas compressor. One exhaust back pressure turbine 12 is supplied with high pressure steam by the high pressure steam line 1, and the energy produced by the turbine 12 is used to drive the CO 2 compressor. Turbine 10 is connected to condenser 20 through steam line 4. It also supplies steam at a pressure of 3.7 MPa to medium pressure steam line 2 through steam line 5. Backpressure type turbine 12 contains two steam outlets: one outlet is connected to steam line 8, which supplies steam under pressure , which is approximately 2.4 MPa, and is connected to the second medium pressure steam line 3. Another outlet is connected to the steam line 9, which releases steam at a pressure of approximately 3.7 MPa, and is connected to the medium pressure steam line 2. Steam lines 2 and 3 provide medium pressure steam to process consumers 40 and 41, respectively.

Специалист в данной области техники понимает, что настоящее изобретение никаким образом не может быть ограничено описанным выше вариантом осуществления. С другой стороны, возможны многочисленные модификации и вариации в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.One skilled in the art will understand that the present invention cannot be limited in any way to the embodiment described above. On the other hand, numerous modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

Claims (12)

1. Паровая сетевая система для установки, содержащей блок производства аммиака и блок производства карбамида, включающая паропровод (1) высокого давления, два паропровода (2, 3) среднего давления, а также первую и вторую турбины (10, 12), присоединенные к паропроводу (1) высокого давления для снабжения обеих турбин паром высокого давления;1. Steam network system for an installation containing an ammonia production unit and a urea production unit, including a high-pressure steam line (1), two medium-pressure steam lines (2, 3), as well as the first and second turbines (10, 12) connected to the steam line (1) high pressure to supply both turbines with high pressure steam; причем первая турбина (10), которую снабжает паром высокого давления паропровод (1) высокого давления, представляет собой турбину конденсационного типа с выпуском в один из двух паропроводов среднего давления (2) и выполнена с возможностью передачи энергии в компрессор синтетического газа в блоке производства аммиака установки; иwherein the first turbine (10), which is supplied with high-pressure steam by the high-pressure steam line (1), is a condensation-type turbine with an outlet into one of two medium-pressure steam lines (2) and is configured to transfer energy to the synthetic gas compressor in the ammonia production unit installations; And при этом вторая турбина (12), которую снабжает паром высокого давления паропровод (1) высокого давления, представляет собой турбину типа противодавления с выпуском, присоединенным к двум паропроводам (2, 3) среднего давления и выполнена с возможностью передачи энергии в компрессор диоксида углерода (СО2) в блоке производства карбамида установки.wherein the second turbine (12), which is supplied with high-pressure steam by the high-pressure steam line (1), is a back-pressure type turbine with an outlet connected to two medium-pressure steam lines (2, 3) and is configured to transfer energy to the carbon dioxide compressor ( CO 2 ) in the urea production unit of the installation. 2. Паровая сетевая система по п. 1, в которой паропровод (1) высокого давления содержит пар под давлением, составляющим от приблизительно 8,0 МПа до приблизительно 12,0 МПа, в частности, от приблизительно 9,0 МПа до приблизительно 11,0 МПа.2. Steam network system according to claim 1, in which the high pressure steam line (1) contains steam at a pressure of from about 8.0 MPa to about 12.0 MPa, in particular from about 9.0 MPa to about 11, 0 MPa. 3. Паровая сетевая система по п. 1 или 2, в которой один из двух паропроводов среднего давления (2) содержит пар под давлением, составляющим от приблизительно 2,0 МПа до приблизительно 6,0 МПа, в частности, от приблизительно 3,0 МПа до приблизительно 4,0 МПа.3. Steam network system according to claim 1 or 2, wherein one of the two medium pressure steam lines (2) contains steam at a pressure of from about 2.0 MPa to about 6.0 MPa, in particular from about 3.0 MPa to approximately 4.0 MPa. 4. Паровая сетевая система по п. 3, в которой другие один из двух паропроводов среднего давления (3) содержит пар под давлением, составляющим от приблизительно 1,0 МПа до приблизительно 5,0 МПа, в частности, от приблизительно 1,5 МПа до приблизительно 3,0 МПа.4. The steam network system according to claim 3, wherein the other one of the two medium pressure steam lines (3) contains steam at a pressure of from about 1.0 MPa to about 5.0 MPa, in particular from about 1.5 MPa to approximately 3.0 MPa. 5. Установка, содержащая блок производства аммиака, блок производства карбамида и паровую сетевую систему по любому из пп. 1-4.5. An installation containing an ammonia production unit, a urea production unit and a steam network system according to any one of paragraphs. 1-4. 6. Установка по п. 5, причем установка представляет собой установку для производства удобрений.6. Installation according to claim 5, wherein the installation is an installation for the production of fertilizers. 7. Способ распределения пара высокого давления в паровой сетевой системе, содержащей паропровод (1) высокого давления и два паропровода среднего давления (2, 3), для установки, содержащей блок производства аммиака и блок производства карбамида, включающий стадию введения пара высокого давления из паропровода (1) высокого давления в турбину конденсационного типа (10) с выпуском в один из двух паропроводов среднего давления (2) и турбину типа противодавления (12) с выпуском, присоединенным к двум паропроводам (2, 3) среднего давления, причем турбина конденсационного типа (10) выполнена с возможностью передачи энергии в компрессор синтетического газа в блоке производства аммиака установки, и турбина типа противодавления (12) выполнена с возможностью передачи энергии в компрессор СО2 в блоке производства карбамида установки.7. A method for distributing high-pressure steam in a steam network system containing a high-pressure steam line (1) and two medium-pressure steam lines (2, 3), for an installation containing an ammonia production unit and a urea production unit, including the stage of introducing high-pressure steam from the steam line (1) high pressure into a condensation type turbine (10) with an outlet into one of two medium pressure steam lines (2) and a backpressure type turbine (12) with an outlet connected to two medium pressure steam lines (2, 3), the condensation type turbine (10) is configured to transmit energy to a synthetic gas compressor in the ammonia production unit of the plant, and a backpressure type turbine (12) is configured to transmit energy to a CO 2 compressor in the urea production unit of the plant. 8. Способ реконструкции паровой сетевой системы для установки, содержащей блок производства аммиака и блок производства карбамида, содержащей паропровод (1) высокого давления, два паропровода (2, 3) среднего давления, две турбины конденсационного типа с выпуском (10, 11), которые снабжает паром паропровод высокого давления, и два конденсатора (20, 21), причем одна из двух турбин конденсационного типа (10) присоединена к одному из двух конденсаторов (20) и к одному из двух паропроводов среднего давления (2), а другая из двух турбин конденсационного типа (11) присоединена к другому из двух конденсаторов (21) и к другому из двух паропроводов среднего давления (3), и при этом одна из двух турбин конденсационного типа (10) выполнена с возможностью передачи выпускаемой энергии в компрессор синтетического газа, а другая из двух турбин конденсационного типа (11) выполнена с возможностью передачи энергии в компрессор СО2, причем способ включает следующие стадии:8. A method for reconstructing a steam network system for an installation containing an ammonia production unit and a urea production unit, containing a high-pressure steam line (1), two medium-pressure steam lines (2, 3), two condensation-type turbines with an outlet (10, 11), which supplies steam to a high-pressure steam line and two condensers (20, 21), with one of the two condensation-type turbines (10) connected to one of the two condensers (20) and to one of the two medium-pressure steam lines (2), and the other to the two a condensation type turbine (11) is connected to the other of two condensers (21) and to the other of two medium pressure steam lines (3), and one of the two condensation type turbines (10) is configured to transfer the output energy to a synthetic gas compressor, and the other of the two condensing type turbines (11) is configured to transfer energy to the CO 2 compressor, the method including the following stages: a) замена паровой турбины конденсационного типа (11), выполненной с возможностью передачи энергии в компрессор СО2, турбиной типа противодавления (12) с выпуском, присоединенным к двум паропроводам (2, 3) среднего давления; иa) replacing the condensing type steam turbine (11), configured to transfer energy to the CO 2 compressor, with a back pressure type turbine (12) with an outlet connected to two medium pressure steam lines (2, 3); And b) удаление конденсатора, присоединенного к турбине конденсационного типа, удаленной на стадии (а).b) removing the condenser attached to the condensing type turbine removed in step (a).
RU2021136124A 2019-05-10 2020-05-08 Steam network system for plant containing ammonia production unit and urea production unit RU2803821C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19173787.3 2019-05-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021136124A RU2021136124A (en) 2023-06-13
RU2803821C2 true RU2803821C2 (en) 2023-09-20

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4628462A (en) * 1984-09-11 1986-12-09 Westinghouse Electric Corp. Multiplane optimization method and apparatus for cogeneration of steam and power
RU2440977C1 (en) * 2010-10-11 2012-01-27 Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский И Проектный Институт Карбамида И Продуктов Органического Синтеза" (Оао Ниик) Method and apparatus for producing carbamide
CN104829494B (en) * 2015-05-27 2016-08-24 四川金象赛瑞化工股份有限公司 A kind of energy-saving carbamide production system and production technology thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4628462A (en) * 1984-09-11 1986-12-09 Westinghouse Electric Corp. Multiplane optimization method and apparatus for cogeneration of steam and power
RU2440977C1 (en) * 2010-10-11 2012-01-27 Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский И Проектный Институт Карбамида И Продуктов Органического Синтеза" (Оао Ниик) Method and apparatus for producing carbamide
CN104829494B (en) * 2015-05-27 2016-08-24 四川金象赛瑞化工股份有限公司 A kind of energy-saving carbamide production system and production technology thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2009259589B2 (en) Method and device for operating a steam power station comprising a steam turbine and a process steam consumer
RU2682601C2 (en) Method for production of ammonia and derivatives, in particular urea
MY120236A (en) Method for operating a combined-cycle power plant and combined-cycle power plant for carrying out the method
ZA200301989B (en) Method for recovering the energy of gas expansion and a recovery device for carrying out said method.
CA2967087C (en) A method for revamping an ammonia plant
RU2724051C2 (en) Ammonia synthesis unit modernization method
RU2682584C2 (en) Method for production of ammonia and derivatives, in particular urea
US20070039324A1 (en) Novel fuel production plant and seawater desalination system for use therein
Ozcan et al. Thermodynamic assessment of gas removal systems for single-flash geothermal power plants
EP2136039A2 (en) Heat pump system, operation procedure therefor and evaporator system
RU2803821C2 (en) Steam network system for plant containing ammonia production unit and urea production unit
US11293310B1 (en) Steam network assembly for a plant comprising an ammonia-producing unit and a urea-producing unit
US20230193908A1 (en) Method and system for operating a gas compressor in an ammonia and urea plant
CN110770161A (en) Plants comprising absorption refrigeration units, e.g. ammonia plants
RU2021136124A (en) STEAM NETWORK SYSTEM FOR INSTALLATION CONTAINING AMMONIA PRODUCTION UNIT AND UREA PRODUCTION UNIT
KR102230950B1 (en) Steam suplly system and method for steam supplying
EP4370470A1 (en) Control of pressure in an ammonia cooling circuit at varying loads
Nand et al. Energy conservation efforts in Indian ammonia plants
MXPA00004430A (en) Geothermal power plant and condenser therefor