汝志山

(中化吉林長山化工有限公司生產(chǎn)調(diào)度室，吉林 松原　131109)

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工業(yè)汽輪機(jī)及水輪機(jī)在氮肥節(jié)能中的應(yīng)用

汝志山

(中化吉林長山化工有限公司生產(chǎn)調(diào)度室，吉林 松原131109)

摘要：吉林長山化工有限公司是一家中型化肥企業(yè)，工業(yè)生產(chǎn)存在著從0.1～1.3MPa不同壓力等級的蒸汽使用崗位。而鍋爐的工作壓力是一定的，因此低壓蒸汽只能通過減壓后得到。隨著電價的逐步上漲和企業(yè)節(jié)能意識的加強(qiáng)，通過拖動式汽輪機(jī)，將高壓蒸汽減壓到低壓蒸汽供生產(chǎn)中不同崗位應(yīng)用，對降低生產(chǎn)成本是一種比較好的節(jié)能措施。

關(guān)鍵詞：工業(yè)汽輪機(jī)；水輪機(jī)；應(yīng)用

1工業(yè)汽輪機(jī)在化肥廠的應(yīng)用分析

長山化肥廠在生產(chǎn)中對于蒸汽應(yīng)用不同壓力等級，生產(chǎn)中需要將高壓蒸汽通過減壓閥降為低壓蒸汽或中壓蒸汽使用，拖動式汽輪機(jī)利用蒸汽的壓差帶動水泵，由此省去了水泵的電動機(jī)，這就是節(jié)能之所在。同時背壓所產(chǎn)生的蒸汽可用于工業(yè)生產(chǎn)，其效率很高，節(jié)能效果非常明顯。

1.1　基本條件

長山化工有限公司動力車間有4臺75t流化床鍋爐，正常生產(chǎn)中2臺蒸汽帶動式壓縮機(jī)所產(chǎn)生的冷凝液和脫鹽水站送出軟水到動力車間除氧器除氧后，作為鍋爐用水。除氧器除氧都是采用常壓熱力除氧。當(dāng)鍋爐給水量大，給水溫度較低時，除氧用汽量很大。大量的蒸汽往往直接來自中壓蒸汽母管，經(jīng)減壓后壓力多為0.2MPa，這種蒸汽品質(zhì)很高，直接用于除氧是極大的浪費(fèi)。如果改變工藝流程，讓1.0～0.8MPa的蒸汽先進(jìn)小汽輪機(jī)做功，帶動鍋爐給水泵，然后利用排汽除氧。除氧系統(tǒng)無需改變，而汽輪機(jī)的功率是‘白揀’的，由此省去了水泵的電動機(jī)，這就是節(jié)能之所在。

圖1　汽輪機(jī)流程圖

1.2　節(jié)能效果分析

我廠動力車間除氧器在正常生產(chǎn)的情況下，用低壓蒸汽約為10～15t之間，利用拖動式汽輪機(jī)來帶動高壓給水泵，水泵電機(jī)功率315kW，實(shí)際運(yùn)行按85%的來計(jì)算，功率在260kW左右。從幾天運(yùn)行效果看，小時節(jié)電在200度左右，電費(fèi)按0.42元計(jì)算，運(yùn)行1d可節(jié)約資金約為2000元左右，全月給企業(yè)節(jié)約費(fèi)用約60000余元。而且汽輪機(jī)做功大小可根據(jù)除氧器用蒸汽量進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果汽輪機(jī)出現(xiàn)問題，可使用電機(jī)帶動水泵運(yùn)行，保證鍋爐生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。

1.3　經(jīng)濟(jì)效益分析

采用汽輪機(jī)給水泵代替電機(jī)，可減少企業(yè)電網(wǎng)用電，減少電費(fèi)支出，電價按0.42元計(jì)算，1臺水泵給企業(yè)帶來的效益如下：

200kW×7200h×0.42元/kW·h=60×104元/a

1.4　運(yùn)行成本

運(yùn)行成本包括耗煤成本，維護(hù)費(fèi)用及汽輪機(jī)用油等。

如果鍋爐效率按90%計(jì)算，汽輪機(jī)效益按90%來算，煤價按300元計(jì)算，

則汽輪機(jī)帶動水泵輸出200kW的標(biāo)煤耗量：

200kW×3600/7000×4.18×0.9×0.9=30.37kg/h

耗煤成本：

30.37×7200×7000×300÷(5000×1000)=91838元/a

運(yùn)行成本及維護(hù)費(fèi)用按8萬元/a

合計(jì)費(fèi)用：91838+80000=171838元

1.5　企業(yè)收益

凈收益：600000-171838=428162元

從生產(chǎn)運(yùn)行效果看，外供蒸汽壓力越高，汽輪機(jī)耗汽越小，節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益越好。

2循環(huán)水系統(tǒng)電動風(fēng)機(jī)改用水輪機(jī)驅(qū)動改造

中化長山共有6套供水系統(tǒng)。通過對吉林化肥廠等附近幾家企業(yè)考察，決定先對尿素供水系統(tǒng)進(jìn)行電動風(fēng)機(jī)改用水輪機(jī)驅(qū)動改造。尿素供水系統(tǒng)即6#循環(huán)水系統(tǒng)。該系統(tǒng)有LD85-10型13.4m×13.4m 132kW風(fēng)機(jī)逆流通風(fēng)冷卻塔2臺，裝置設(shè)計(jì)涼水能力為6000m3/h，循環(huán)水設(shè)計(jì)溫差為8℃(供水32℃，回水40℃)，配套泵房有高壓泵3臺(型號為DFSS400-520H=63.5mQ=2338m3/h1、2、3#泵630kW)。

2.1　技術(shù)原理

水輪機(jī)的工作動力來自循環(huán)冷卻水體系水的重力勢能以及循環(huán)水泵的富余揚(yáng)程。工作時保證冷卻塔的技術(shù)參數(shù)，而且循環(huán)水泵的能耗不變。水輪機(jī)的輸出軸直接與風(fēng)機(jī)連接并帶動其轉(zhuǎn)動，取消了原電機(jī)驅(qū)動風(fēng)機(jī)體系，節(jié)約了電能。

2.2　工藝流程

改造的流程：取消冷卻塔減速箱和電機(jī)，把冷卻塔用水輪機(jī)安裝在原減速箱基礎(chǔ)上，安裝原風(fēng)機(jī)，連通進(jìn)水管和水輪進(jìn)口，連通布水器和水輪機(jī)出口。

2.3　重要技術(shù)指標(biāo)

(1)水輪機(jī)服從η≥88%、形狀設(shè)計(jì)尺寸滿足冷卻塔內(nèi)部工作要求；

(2)噪音降低20%；

(3)水輪機(jī)替換電機(jī)后，節(jié)電100%。

重要技改內(nèi)容：用水輪機(jī)替換風(fēng)機(jī)電機(jī)、傳動軸和減速機(jī)。

重要設(shè)備：冷卻塔用水輪機(jī)2臺。節(jié)能技改投資額50萬元，建設(shè)期15d。

2.4　節(jié)電分析

每臺風(fēng)機(jī)為132kW，如按運(yùn)行330d，每臺風(fēng)機(jī)按80%負(fù)荷運(yùn)行，則用電量約105kW，那么1a用電量為831600kW，兩臺共用量為1663200kW。按電費(fèi)為0.42元計(jì)算，則1a節(jié)約為電費(fèi)支出為70萬元。

投資回收期0.7a從1a運(yùn)行效果來看，改造后在風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、降水溫方面其使用效果與原電動機(jī)比較接近，能基本滿足生產(chǎn)需要，具有實(shí)用性。充分利用了循環(huán)水余壓節(jié)能、取消了傳統(tǒng)型冷卻塔配備電機(jī)及減速器配置，環(huán)境噪音低，維修費(fèi)用少，且其轉(zhuǎn)速可根據(jù)水輪機(jī)進(jìn)水量的變化實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的無級變速，可根據(jù)季節(jié)變化相應(yīng)調(diào)整冷卻后水溫，可適應(yīng)北方冬季生產(chǎn)，企業(yè)現(xiàn)在在1#供水及2#供水系統(tǒng)已推廣使用。

3結(jié)束語

從生產(chǎn)運(yùn)行效果來看，外供蒸汽壓力越高，汽輪機(jī)耗汽越小，節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益越好。通過以上分析，工業(yè)汽輪機(jī)及水輪機(jī)在化肥生產(chǎn)的應(yīng)用，具有很好節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益。我廠將對全廠蒸汽系統(tǒng)進(jìn)行階梯利用，如尿素深度水解系統(tǒng)的中壓蒸汽利用。將原來動力來的3.82MPa高壓蒸汽通過減壓閥減壓到1.8MPa供尿素深度水解系統(tǒng)使用?，F(xiàn)在采用工業(yè)汽輪機(jī)帶動小型電機(jī)發(fā)電，利用汽輪機(jī)的排汽供給尿素車間深度水解系統(tǒng)。同時，對各供水系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)機(jī)進(jìn)行水量計(jì)算，為以后水輪機(jī)應(yīng)用打下基礎(chǔ)。這樣既利用能源，又為企業(yè)節(jié)約了大量的資金。工業(yè)汽輪機(jī)及水輪機(jī)在化肥廠應(yīng)用促使長山化工有限公司的能源利用和節(jié)能工作進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]工業(yè)汽輪機(jī)在熱電廠中的應(yīng)用.中國科技教育(理論版)：2012，(3).

有機(jī)化工

Application of Steam Turbine And Water Turbine in Nitrogenous Fertilizer Industry

RUZhi-shan

(Jilin Changshan Chemical Co.，Ltd of SINOCHEM Group，Songyuan，131109)

Abstract：Steam Turbine is used to depressurize high-pressure steam into low-pressure steam in nitrogenous fertilizer plant. Energy-saving is achieved.

Key words：steam turbine；water turbine；application

中圖分類號：TK26

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1003-6490(2015)01-0080-02

作者簡介：汝志山(1969-)，男，松原市人，1990年畢業(yè)于吉林化工學(xué)院化學(xué)工程專業(yè)，助理工程師，從事氨合成技術(shù)管理及生產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)度工作，現(xiàn)任中化吉林長山化工有限公司生產(chǎn)調(diào)處值班調(diào)度。

收稿日期：2014-07-10