關于催化裂化裝置主風機組運行情況及煙機是否能夠發電的研究

孫振飛，王建禹

大慶煉化公司煉油二廠二套ARGG 車間，黑龍江大慶 163000

1 主風機組簡介

本套機組于1999 年10 月投入使用。它是由煙氣輪機（YL-19000B）、軸流式主風機（AV80-11）、齒輪箱和電動機（YCH1000-4）組成的“同軸式機組”。 煙氣輪機將催化裂化高溫煙氣的熱能、動能和壓力能，轉化為機組轉子的動能，煙氣輪機轉子帶動壓縮機轉子轉動，然后對空氣進行壓縮，為催化裂化反應提供必須的氧氣和動力。電動機為壓縮機提供補充能量，并限制機組轉速。

2010 年1 月，曾對煙氣輪機進行過一次大的改造，改造后煙氣輪機的動、靜葉片的角度均有變化，殼體、導流錐也做了車削加工。煙氣輪機由原來的YL-19000A 型變成現在的YL-19000B 型。改造后節能效果明顯。

2 機組運行參數

我們隨機選取了近期主風機組兩個不同時間的運行參數，如下表所示：

表3 煙氣輪機實際運行參數

表4 軸流壓縮機的運行參數

表5 電動機運行參數

3 主要理論依據

在此主要研究的是煙氣輪機、軸流式主風機、電動機三者之間的功率關系。具體用到的理論如下：

煙氣輪機效率：η=（T1-T2)/T1/[1-（P2/P1）（Kt-1）/ Kt]

煙機軸功率：N煙機=1.63*P1QV*[ Kt/( Kt-1)]*[1-(P1/P2)（Kt-1）/ Kt*η]

T1-入口溫度，K。

T2-出口溫度，K。

P1-入口壓力，MPa。

P2-出口壓力，MPa。

Kt-煙氣膨脹系數，取1.313。

QV-煙氣流速，m3/min。

主風機多變效率：ηpol=（K-1）/K×lg（P2/P1)/lg（T2/T1)

主 風 機 功 率：N主風機=16.745*P1QV*K/(K-1)*[（P2/P1)K/(K-1)-1]*(Z1+Z2)/2Z1/ηpol

T1-入口溫度，K。

T2-出口溫度，K。

P1-入口壓力，MPa。

P2-出口壓力，MPa。

Kt-空氣的壓縮系數，取1.4。

QV-主風流速，m3/min。

Z1，Z2—出入口壓縮比。

電機的軸功率：N 電機=1.732*U*I*η

U-電壓，V。

I-電流，A。

η-軸效率。

4 相關計算及結論

根據以上公式可以計算出：

2012.11.27 1：00，

煙機入口煙氣流速：QV= V0*P0*T1/ (T0*P1)=5200*0.1*260/2 93/0.272=6257m3/min

將相關參數帶入煙氣輪機效率和軸功率公式，求出：

煙氣輪機效率為：η=59.285%。

煙氣輪機軸功率為：N煙機=2950.36kW。

將相關參數帶入電機軸功率計算公式求出：N 電機= 1387.33kW。

將相關參數帶入煙氣輪機效率和軸功率公式，求出：

主風機的多變效率為：ηpol=65.15%。

主風機軸功率為：N主風機=4310.23kW。

由以上所求得的數據我們可以看出，

N煙機+N電機=2950.36+1387.33=4337.69kW 與主風機軸功率N主風機=4310.23kW 相近，所以在此工況下，煙機不可能發電。

同理，我們通過以上理論公式可以計算出2012.11.27 13：00 的煙機效率、煙機軸功率、主風機效率、主風機軸功率、電機效率。分別為：

煙氣輪機效率為：η=59.236%。

煙氣輪機軸功率為：N煙機=2970.87kW。

電機軸功率為：N電機= 1387.33kW。

主風機的多變效率為：ηpol=65.48%。

主風機軸功率為：N主風機=4298.21kW。

5 結論

由以上所求得的數據我們可以看出，N煙機+N電機=2970.87+1387.33=4357.5kW 與 主 風 機 軸 功 率N主風機=4298.21kW 相近，所以在此工況下，煙機也不可能發電。

通過以上計算我們還可以看出，在現在的工況下，對煙機來說還屬于低負荷運行，煙機效率約為59%，較低（而額定軸功率下運行時效率可達78%）。

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[2]陳福來，丁克勤，帥健.煙氣輪機在線監測及故障診斷系統的現狀與展望[J].石油化工設備技術，2005(3).

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