王　敏　劉　杰

(安徽三星化工有限責(zé)任公司安徽渦陽(yáng)233610)

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功熱電聯(lián)產(chǎn)造氣汽輪機(jī)的運(yùn)用小結(jié)

王敏劉杰

(安徽三星化工有限責(zé)任公司安徽渦陽(yáng)233610)

安徽三星化工有限公司目前年產(chǎn)生產(chǎn)能力為合成氨200 kt、甲醇100 kt、尿素330 kt，造氣系統(tǒng)現(xiàn)有18臺(tái)造氣爐(4臺(tái)Φ3 600 mm造氣爐，8臺(tái)Φ2 650 mm造氣爐，6臺(tái)Φ2 800 mm造氣爐)，正常生產(chǎn)時(shí)運(yùn)行16臺(tái)造氣爐。公司使用蒸汽能量不合理之處：①造氣系統(tǒng)使用的蒸汽壓力為0.1 MPa(表壓)、溫度200 ℃的低壓蒸汽，壓力低、數(shù)量較大，這些大部分(80%以上)蒸汽由抽背式汽輪機(jī)組的背壓蒸汽(0.3 MPa，220 ℃)經(jīng)過(guò)造氣緩沖罐降壓(至0.1 MPa，200 ℃)提供，其余部分蒸汽由抽汽(壓力1.3 MPa、溫度250 ℃)經(jīng)減壓閥減壓提供，能量損失大；②鍋爐除氧器使用的過(guò)熱蒸汽壓力為1.1 MPa(表壓)、溫度 240 ℃，它是由過(guò)熱蒸汽(壓力為3.82 MPa、溫度435 ℃、12 t/h)經(jīng)低壓雙減(減溫、減壓)閥后提供，使過(guò)熱蒸汽存在大量的蒸汽壓力節(jié)流損失和能量浪費(fèi)。為此，經(jīng)多方考察、論證，結(jié)合實(shí)際工況，決定先在造氣系統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)采用功熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機(jī)技術(shù)，提高能源的利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

1　改造方案

固定層造氣系統(tǒng)需用低壓蒸汽在造氣爐內(nèi)與煤反應(yīng)生成半水煤氣，目前公司擁有1臺(tái) 12 MW的抽背式汽輪機(jī)組，抽汽壓力1.3 MPa(表壓)、溫度250 ℃、蒸汽流量40 t/h左右；背壓排汽壓力0.5 MPa(表壓)、溫度220 ℃、蒸汽流量約80 t/h；背壓蒸汽全供造氣系統(tǒng)4臺(tái)Φ3 600 mm造氣爐(3開(kāi)1備)、8臺(tái)Φ2 650 mm造氣爐(7開(kāi)1備)及6臺(tái)Φ2 800 mm造氣爐(全開(kāi))使用，但所供的背壓蒸汽量不能滿(mǎn)足造氣系統(tǒng)的需求，還需用1.3 MPa(溫度250 ℃)壓力等級(jí)蒸汽經(jīng)過(guò)造氣壓力自調(diào)閥減壓至0.1 MPa(表壓)；0.25 MPa、溫度200 ℃的蒸汽作為造氣系統(tǒng)的補(bǔ)充蒸汽，這部分蒸汽的能量浪費(fèi)很大。為回收這部分損失的能量，對(duì)生產(chǎn)工藝的蒸汽利用情況和造氣系統(tǒng)等工藝進(jìn)行調(diào)查和分析，決定先對(duì)新造氣系統(tǒng)(6臺(tái)Φ2 800 mm造氣爐)的1#和3#造氣鼓風(fēng)機(jī)(2#造氣鼓風(fēng)機(jī)電驅(qū)動(dòng)備用)進(jìn)行功熱電聯(lián)產(chǎn)改造，即采用2臺(tái)400 kW熱功汽輪機(jī)拖動(dòng)2臺(tái)C500型造氣風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)功熱電聯(lián)產(chǎn)。

來(lái)自熱網(wǎng)的1.3 MPa(表壓)、溫度250 ℃的蒸汽先進(jìn)入汽輪機(jī)主汽門(mén)，推動(dòng)汽輪機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)風(fēng)機(jī)正常做功，汽輪機(jī)出口蒸汽壓力減壓至0.1 MPa(表壓)、溫度降到190 ℃進(jìn)入蒸汽緩沖罐并入造氣系統(tǒng)蒸汽總管內(nèi)，供造氣制氣使用，從而提高蒸汽的利用率。風(fēng)機(jī)電機(jī)是通過(guò)一個(gè)聯(lián)軸器與汽輪機(jī)相連，汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行，如果汽輪機(jī)發(fā)電量大，其發(fā)電量還可以并入電網(wǎng)，從而將造氣鼓風(fēng)機(jī)用電完全省去。

主要運(yùn)行參數(shù)：進(jìn)汽壓力1.3 MPa(表壓)、溫度250 ℃；出汽壓力0.1 MPa(表壓)、溫度190 ℃。

2　運(yùn)行效果及目前狀況

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)72 h實(shí)測(cè)1#和3#造氣鼓風(fēng)機(jī)，改造前、后造氣鼓風(fēng)機(jī)用電量、發(fā)電量見(jiàn)表1。

表1　改造前、后造氣鼓風(fēng)機(jī)用電量、發(fā)電量　kW

經(jīng)濟(jì)效益：汽輪機(jī)額定功率400 kW、進(jìn)汽量7 t/h；改造后日節(jié)電量1.598萬(wàn)kW·h，按全年運(yùn)行時(shí)間330 d、電價(jià)格0.43元/(kW·h)計(jì)，年節(jié)省電費(fèi)226.76萬(wàn)元；改造后增加燃原料煤消耗0.614 t/d(以入爐蒸汽溫度由改造前200 ℃降至190 ℃、造氣原料煤發(fā)熱值25.12 kJ/kg、燃燒效率85%計(jì))，每年增加造氣原料煤費(fèi)用支出24.31萬(wàn)元(原料煤1 200元/t)；全年實(shí)際經(jīng)濟(jì)收益為202.45萬(wàn)元；全部投資包括設(shè)備費(fèi)、基礎(chǔ)改造、管道、閥門(mén)及改造施工費(fèi)等共計(jì)約68萬(wàn)元，投資回收期為約5個(gè)月。

自2009年11月底2臺(tái)功熱電聯(lián)產(chǎn)的汽輪機(jī)投入運(yùn)行，至今已經(jīng)運(yùn)行5年多，通過(guò)不斷觀察、摸索，造氣系統(tǒng)使用汽輪機(jī)做功后的蒸汽，蒸汽緩沖罐的蒸汽壓力比較穩(wěn)定，而降低蒸汽溫度又有利于造氣爐爐況的穩(wěn)定，對(duì)造氣系統(tǒng)的工藝調(diào)節(jié)帶來(lái)較多有利因素。汽輪機(jī)在運(yùn)行期間除了進(jìn)行正常的維修外，運(yùn)行狀況一直很穩(wěn)定，為公司在夏季限電運(yùn)行打下了良好的基礎(chǔ)。

3　結(jié)語(yǔ)

安徽三星化工有限責(zé)任公司通過(guò)生產(chǎn)系統(tǒng)蒸汽能量的合理梯級(jí)利用，噸氨醇電耗下降了約18.58 kW·h，節(jié)電效果明顯。自2015年4月20日取消化肥電價(jià)優(yōu)惠政策后，電費(fèi)在化肥行業(yè)中所占的成本有所提高，而高電耗的固定層間歇?dú)饣夹g(shù)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的劣勢(shì)更加明顯，降低電耗迫在眉睫，為此，將計(jì)劃對(duì)全公司各蒸汽系統(tǒng)進(jìn)一步認(rèn)真調(diào)查、分析，繼續(xù)采取節(jié)能挖潛措施。目前正常運(yùn)行2臺(tái)75 t/h流化床鍋爐，相應(yīng)配套的2臺(tái)鍋爐除氧器需消耗大量的1.1 MPa(表壓)、溫度240 ℃低壓蒸汽，消耗量在12 t/h左右，計(jì)劃利用原來(lái)供給低壓雙減閥的3.82 MPa(表壓)、溫度435 ℃的蒸汽先拖動(dòng)鍋爐給水泵后，使其壓力降低至1.1 MPa(表壓)、溫度降到240 ℃，供給鍋爐2臺(tái)除氧器使用，使這部分蒸汽的能級(jí)利用將更加合理，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和增加效益。

(收到修改日期2016- 03- 04)