尿素装置蒸汽和冷凝液系统通过合理使用不同等级的蒸汽能量，以满足工艺生产的需求，并形成相对封闭的循环系统。来自界区的3.8MPa过热蒸汽先用于驱动蒸汽透平，并抽出一定数量的蒸汽用来生产不同压力等级的蒸汽，为各用户提供热量。同时利用高压甲铵冷凝器的化学反应热，副产出的0.4MPa饱和蒸汽供各加热器使用，并作为蒸发系统各蒸汽喷射器的动力蒸汽，剩余的蒸汽注入透平。蒸汽冷凝所产生的冷凝液作为冲洗水供各工艺系统使用，多余的部分送水处理后，重新回到锅炉构成循环。图3-12为CO2气提法工艺的尿素装置（美荷型）蒸汽和冷凝液系统简明示意图。
0.4MPa蒸汽管网二段蒸发来自3.8MPa蒸汽管网一段蒸发蒸汽伴管蒸汽喷射器解吸塔循环加热器低压汽包0.8MPa高压甲铵冷凝蒸汽管网蒸汽伴管蒸汽透平2.5MPa蒸汽管网中压蒸汽饱和器液氨加热器 水解塔表面冷凝器气提塔蒸发夹套0.28MPa蒸汽0.28MPa蒸汽饱和器CO2加热器高压蒸汽饱和器去水处理冷凝液槽锅炉给水泵蒸汽冷凝液泵透平冷凝液泵图3-12 尿素装置蒸汽和冷凝液系统示意图
在CO2气提法装置中，蒸汽和冷凝液系统根据工艺生产要求设置了6个蒸汽压力等级。
3.6.1.1 3.8MPa中压蒸汽
3.8MPa中压蒸汽来自合成气压缩机背压透平的抽汽、快装蒸汽锅炉等，当合成气压缩机跳车时，高压蒸汽管网到3.8MPa中压蒸汽管网的减压阀动作，10.0 MPa过热蒸汽补入，以确保蒸汽平衡。
提高蒸汽压力和温度，蒸汽的焓值增加，做功能力随之提高，透平的汽耗相应减少，但对透平、管道和阀门的要求也将更高，在驱动透平过程中重要的是蒸汽不能有相变产生，否则会损坏透平，因此要求蒸汽必须有一定的过热度。CO2压缩机透平的动力蒸汽，采用压力为3.8MPa、温度为365~390℃的过热蒸汽。近年来新建的尿素装置驱动透平的中压蒸汽压力和温度有不断提高的趋势。
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3.6.1.2 透平抽出蒸汽
透平抽出蒸汽的压力为2.2~2.4 MPa，温度为315~340℃的过热蒸汽。在确定透平抽出蒸汽的参数时，主要考虑到气提塔壳侧加热的饱和蒸汽压力为1.7～2.0MPa。在装置开停工阶段，CO2压缩机尚未启动，3.8MPa中压蒸汽通过副线直接进入抽汽管网，以供后续用户使用。
透平抽出蒸汽的用户有以下五路：一路去高压蒸汽饱和器，生产1.7～2.0MPa的饱和蒸汽作为气提塔的热源；第二路去中压蒸汽饱和器，作为生产0.8MPa饱和蒸汽补充；第三路去低压蒸汽包，作为高压甲铵冷凝器自产0.4PMa饱和蒸汽的补充蒸汽，在高负荷时副产蒸汽量多，这路蒸汽不必补充；第四路去脱氢系统的CO2加热器，使CO2温度达到催化剂的活性温度，所产生的冷凝液排至中压蒸汽饱和器；第五路为尿素水解塔的直接加入蒸汽。 3.6.1.3气提塔加热蒸汽
CO2气提所需的热量由高压蒸汽饱和器产生的饱和蒸汽供给。因为饱和蒸汽压力与温度成对应关系，压力确定温度也随之而定，温度易于控制，而且冷凝相变给热系数大，可以减少蒸汽用量，所以气提塔加热蒸汽采用饱和蒸汽。进入气提塔的尿素甲铵溶液温度为183℃，这就意味着加热蒸汽温度必须大于此温度，也就是对应压力必须高于1.1MPa，如果加热蒸汽压力过高，副反应增加，气提塔腐蚀加剧，压力过低，热量不够，气提效率下降。
正常生产时，气提塔加热蒸汽压力与系统负荷有关。由于负荷不同，气提所需的热量不同，因此低负荷时蒸汽压力低，高负荷时压蒸汽高，一般70%负荷时蒸汽压力约1.7MPa，100%负荷蒸汽压力约2.0MPa。
气提塔加热蒸汽放热后产生的冷凝液，返回高压蒸汽饱和器，再通过液位调节阀排至中压蒸汽饱和器。 3.6.1.4中压蒸汽
0.8MPa蒸汽通过中压蒸汽饱和器产生，蒸汽的来源是高压蒸汽饱和器排出的冷凝液闪蒸和透平抽出蒸汽的补充。中压蒸汽主要用途是加热二段蒸发的尿液，二段蒸发的温度约138℃，因此中压蒸汽压力设定在0.8MPa其对应温度为175℃，就能够满足生产需求。中压蒸汽饱和器的冷凝液排至低压蒸汽包，减压闪蒸可以产生少量的低压蒸汽。
中压蒸汽的用户主要有二路：一路去二段蒸发加热器，为尿素溶液蒸发提供热
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量，产生的冷凝液排至一段蒸发加热器，把冷凝液中的热量进行再利用，可以减少低压蒸汽的用量；另一路去高压系统的蒸汽伴管，作为伴热管线的热源。 3.6.1.5低压蒸汽
冷凝液通过获得高压甲铵生成反应热在高压甲铵冷凝器壳侧产生低压蒸汽，中压蒸汽饱和器排出的冷凝液闪蒸也产生少量低压蒸汽，在低负荷运行中，由于高压甲铵冷凝器副产蒸汽量减少，需要补入少量透平抽出蒸汽，以平衡低压蒸汽用量。低压蒸汽是饱和蒸汽，通常压力为0.35MPa，温度为144℃，它的压力由合成反应条件所决定：低压蒸汽压力高，甲铵生成量减少，合成反应温度上升压力升高；压力低，则合成反应温度下降，CO2转化率下降。
正常生产时，低压蒸汽压力与系统负荷有关，为维持不同负荷下合成反应的温度压力不变，低负荷时应提高低压蒸汽压力，高负荷时应降低低压蒸汽压力，一般70％负荷时低压蒸汽压力为0.45MPa，100％负荷时低压蒸汽压力为0.35MPa。
低压蒸汽的用户主要有二路：一路去一段蒸发加热器，为尿素溶液蒸发提供热量；第二路作为尿素蒸发系统各喷射器的动力蒸汽，抽吸未冷凝的气体；第三路去循环加热器，加热分解尿液中的未反应物，生产的冷凝液进入氨第二加热器，加热液氨，达到废热利用的目的；第四路去第二解吸塔，作为氨水解吸的直接加入蒸汽；第五路去0.28PMa蒸汽饱和器，生产蒸发系统夹套保温蒸汽；第六路去低压、蒸发和其他系统的蒸汽伴管，作为伴热管线的热源；第七路多余的低压蒸汽进入透平作功。 3.6.1.6 蒸发夹套蒸汽
该蒸汽产自为0.28PMa蒸汽饱和器或0.4MPa蒸汽减压得到，用于二段蒸发分离器至造粒喷头的熔融尿素管线夹套保温。离开二段蒸发分离器的熔融尿素浓度为99.7%，温度为138℃左右，由于其结晶温度约132.7℃，如果保温不好，熔融尿素有结晶或造粒拉稀的可能，为此采用保温效果最好的夹套保温。保温蒸汽的温度应与熔融尿素温度一致，温度高则缩二脲生成多，温度低则有结晶拉稀的危险，因此采用压力为0.28PMa温度约138℃的饱和蒸汽作为夹套保温，可以确保熔融尿素在输送过程中的温度不升不降。图3-13为某尿素装置在100%负荷下各蒸汽的用量平衡。
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高压蒸汽38.0MPa92t/h17.1t/h注汽5.3t/h二段蒸发蒸汽透平8.9t/h70.2t/h3.2t/h抽汽2.4MPaCO2加热器3.6t/h蒸汽伴管28.7t/h一段蒸发62.4t/h高压蒸汽饱和器9.2t/h蒸汽喷射器2.3t/h中压蒸汽饱和器0.8MPa8.6t/h解吸塔2.3t/h0t/h76.4t/h9.3t/h循环加热器水解塔0.4MPa低压汽包3.4t/h蒸汽伴管0.3t/h0.28MPam蒸汽饱和器图3-13 某尿素装置100%负荷下各蒸汽的用量平衡图 高压蒸汽和注入的低压蒸汽在透平作功后，排出的乏汽经表冷器冷凝，用透平冷凝液泵送至界外，经水处理作为锅炉给水。尿素工艺框架部分的蒸汽换热后，所产生的冷凝液最终全部收集至蒸汽冷凝液槽，一部分经锅炉给水泵送入低压汽包，另一部分通过蒸汽冷凝液泵送至各楼层，提供冲洗水，多余的冷凝液送出界外。
生产中应防止工艺介质倒入蒸汽冷凝液系统，为及时发现换热器泄漏所引起的工艺介质、冷却水等电解质污染冷凝液系统，在外送冷凝液总管上设置了电导自动分析仪。冷凝液中的电导应小于30μs/cm，否则这部分水无法处理只能排放掉。冷凝液系统被污染后，蒸汽比热下降影响换热效率，另外低压蒸汽注入透平，透平真空度下降，作功效率降低。
如果尿素装置蒸汽中断，系统应立即按停蒸汽紧急停车处理。 3.6.2循环水系统
在尿素生产过程中，伴随着能量变化和物料的温度变化，将产生大量的热量，这些热量如不及时排除，就会影响生产的正常进行或降低生产效率。因此，尿素装置设置了十几台不同形式的换热器，冷却剂大部分采用循环冷却水。
尿素装置的冷却水系统分CO2压缩机组冷却水系统和工艺框架冷却水系统二部分。冷却水进装置的压力约为0.35MPa，温度一般小于32℃。各冷却器并联在冷却水进口总管和回水总管上，生产中要求用冷却水出口阀来控制冷却水量，进口阀应全开。为提高冷却水的利用率，一般要求各冷却器进出口温差不得小于10℃。
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如果冷却器或冷却水系统有空气结存，冷却效率将大幅度下降，为此在各冷却器和冷却水进出口总管最高点均设有排气阀，在系统引冷却水时，排尽空气，使设备充满冷却水。冷却水换热后离开尿素装置的回水压力为0.2MPa，温度比进水温度高约10℃。图3-14某尿素装置冷却水系统平衡图。
CO2压缩机组冷却水系统平衡工艺装置冷却水系统平衡6.680.240.442.812.762.54251.752.9711.20.524.160.540.540.675.923.29二段蒸发冷凝器35.040.3工艺鼓风机冷却器其他机组油冷器三段冷却器二段冷却器一段冷却器表冷器废水冷却器脱氢冷却器低压洗涤器循环冷却器低压甲铵冷凝器循环冷却器高压洗涤器循环冷却器闪蒸蒸汽却器回流冷凝器最终冷凝器二段蒸发后冷凝器闪蒸槽冷凝器15.08高压氨泵甲铵泵油冷器CO2CO225002542812762410441120592416175297329525454674242424242424242424242424221954242424242423232423389337553805401温度 ℃热负荷 kcal/h流量 m3/h回水去凉水塔循环水泵循环水泵回水去凉水塔图3-14 尿素装置冷却水系统平衡图
冷却水在各冷却器带走热量，经回水总管返回至凉水塔顶，循环使用。由于一部分水的蒸发，致使水体中各种无机离子和有机物质的浓缩，水质发生变化，尿素装置的冷却水系统就会产生一系列不良现象，主要存在污垢危害和腐蚀危害二种。
形成污垢的原因是水中存在一些微溶物质，如碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙和硫酸镁以及含硅物质在换热表面沉积一定厚度的垢层。空气中的泥尘等固体悬浮物在凉水塔中进入水体，以及补充水带入的固体悬浮物在系统中集聚，形成污垢。腐蚀产物单独会与其他杂物一起附在冷却面上形成污垢。另外凉水塔内繁殖的微生物（如细菌、真菌和藻类）也会形成污垢。
污垢对冷却器的冷却效率和设备危害非常严重。污垢的沉积降低了冷却器传热效率，会导致设备局部腐蚀，缩短使用寿命。污垢的沉积还降低了水流截面，增大了水流阻力，使运转费用升高，并增加了清洗、运行处理的药剂费用，增加了停车清洗时间，降低连续运转周期。
冷却水中的腐蚀物质主要有以下几种，一是来自冷却水中的溶解氧，这种溶解
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304215CO2CO2LEAKS一段蒸发冷凝器