化肥廠汽輪機(jī)組的工藝優(yōu)化

胡海蘭 趙捷（蘭州石化公司研究院）

化肥廠汽輪機(jī)組的工藝優(yōu)化

胡海蘭 趙捷（蘭州石化公司研究院）

某石化公司化肥廠2#汽輪機(jī)組存在發(fā)電量損失大、熱轉(zhuǎn)化效率低的問(wèn)題。為此，在化肥廠停車(chē)檢修時(shí)，對(duì)汽輪機(jī)組進(jìn)行了配套改造。多產(chǎn)蒸汽通過(guò)2#發(fā)電機(jī)組發(fā)電，抽汽部分輸出，提供給丙烯酸裝置，從而使丙烯酸車(chē)間擺脫對(duì)電廠供汽的依賴。增大機(jī)組抽汽量后，裝置能耗降低，節(jié)能效果顯著。

化肥廠 汽輪機(jī) 優(yōu)化 節(jié)能

某石化公司化肥廠2#汽輪機(jī)裝置采用抽汽背壓式 （EHNK40/56/20型） 汽輪機(jī)，1997年建設(shè)，2000年6月投用。該汽輪機(jī)發(fā)電能力為18 000 kWh，采用DCS控制系統(tǒng)。2#汽輪機(jī)的物料平衡主要是蒸汽平衡，來(lái)自10 MPa蒸汽管網(wǎng)的高壓蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，機(jī)組抽汽并入2.50 MPa蒸汽網(wǎng)管，排汽并入1 MPa蒸汽管網(wǎng)。

1 存在問(wèn)題

化肥廠動(dòng)力車(chē)間2#汽輪機(jī)為抽汽背壓式汽輪機(jī)，主蒸汽壓力為10 MPa，溫度480～520℃，抽汽壓力2.5 MPa，溫度290～320℃，設(shè)計(jì)排汽壓力為1 MPa，因?yàn)槌槠蟮?.5 MPa蒸汽沒(méi)有用戶，導(dǎo)致抽汽量達(dá)不到設(shè)計(jì)值，蒸汽利用效率降低。

1）為了滿足硝酸車(chē)間的需要，排汽壓力保持在1.3 MPa左右，與設(shè)計(jì)值1 MPa相差較大。

2）原先抽汽后的2.5 MPa蒸汽去鍋爐給水泵透平做功，后來(lái)鍋爐給水泵改為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，這部分抽汽無(wú)用戶，導(dǎo)致2#汽輪機(jī)停止抽汽。

3）大量的蒸汽通過(guò)減溫減壓器到用戶，造成發(fā)電量損失很大。

4）2#汽輪機(jī)在高背壓、低抽汽量的工況下運(yùn)行，導(dǎo)致熱轉(zhuǎn)化效率較低。

2011年8月化肥廠停車(chē)大檢修，車(chē)間利用停車(chē)機(jī)會(huì)進(jìn)行配套改造。

2 優(yōu)化方案

方案為化肥廠蒸汽系統(tǒng)整體優(yōu)化的拓展部分，通過(guò)動(dòng)力車(chē)間鍋爐多產(chǎn)汽，將這部分多產(chǎn)蒸汽通過(guò)2#發(fā)電機(jī)組發(fā)電，抽汽部分（此部分蒸汽原從電廠購(gòu)買(mǎi)）提供給丙烯酸裝置，從而使丙烯酸車(chē)間擺脫對(duì)電廠供汽的依賴。供給丙烯酸裝置的中壓蒸汽為20 t/h。

在化肥廠大檢修后，鍋爐生產(chǎn)平穩(wěn)后實(shí)施如下步驟：

◇記錄1#減溫減壓器的開(kāi)度和2#發(fā)電機(jī)組的操作參數(shù)、發(fā)電量；

◇打開(kāi)抽汽連通閥；

◇觀察減溫減壓流量和抽汽流量，以求得最佳的匹配量；

◇操作穩(wěn)定后，記錄抽汽的流量。

3 方案實(shí)施與效果

優(yōu)化方案自2011年10月開(kāi)始實(shí)施。2011年11月，抽汽負(fù)荷從10 t/h增加到35 t/h。

2011年10月，大檢修結(jié)束后，2#汽輪機(jī)開(kāi)車(chē)運(yùn)行，在鍋爐負(fù)荷未變的情況下，2#發(fā)電機(jī)的抽汽從10 t/h增加到35 t/h，發(fā)電負(fù)荷每小時(shí)從4000 kW增加到8000 kW，發(fā)電量提高了100%（表1）。

表1 方案實(shí)施前后的操作參數(shù)對(duì)比

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的觀察，汽輪機(jī)排汽壓力和溫度均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。抽汽量由10 t/h增加到40 t/h，發(fā)電負(fù)荷每小時(shí)由4000 kW提高到9000 kW。

由此可見(jiàn)，通過(guò)對(duì)化肥廠蒸汽系統(tǒng)的整體優(yōu)化，增加了2#汽輪發(fā)電機(jī)的抽汽量，使汽輪機(jī)抽汽流量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)了透平機(jī)組高效運(yùn)行、合理使用不同梯級(jí)蒸汽的目標(biāo)。工藝優(yōu)化后的節(jié)能效果見(jiàn)表2。

表2 方案實(shí)施后節(jié)能效果

4 結(jié)束語(yǔ)

某石化公司化肥廠2#汽輪機(jī)組經(jīng)工藝優(yōu)化改造，增加了2#汽輪發(fā)電機(jī)的抽汽量，發(fā)電負(fù)荷也提高了100%，部分抽汽提供給丙烯酸裝置，使丙烯酸車(chē)間擺脫對(duì)電廠供汽的依賴。

表3 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)不合格情況統(tǒng)計(jì)

5）計(jì)量效益顯著上升，提高了單井電量的計(jì)量準(zhǔn)確度。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，該線路單井平均電量計(jì)量誤差由治理前的3.3%下降到治理后的1.47%，達(dá)到了單井電量計(jì)量的技術(shù)要求。

6）提高了電網(wǎng)可用容量。諧波電流在電網(wǎng)中流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生有功功率損失，它構(gòu)成了電網(wǎng)線損的一部分，對(duì)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行很不利。諧波源外送的諧波有功功率是由從電網(wǎng)吸收的基波有功功率的一部分轉(zhuǎn)化而來(lái)的，由此減少了電網(wǎng)可用容量，同時(shí)諧波功率本身即構(gòu)成了經(jīng)濟(jì)損失。

5 結(jié)束語(yǔ)

開(kāi)展油井低壓供電系統(tǒng)電能質(zhì)量技術(shù)研究是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，只有通過(guò)積極推廣應(yīng)用無(wú)諧波油井變頻控制柜或低諧波油井變頻控制柜，才能從源頭上把好油井低壓供電系統(tǒng)電能質(zhì)量關(guān)。要持續(xù)做好油井變頻控制柜諧波污染治理技術(shù)研究與應(yīng)用工作，著力解決影響油井變頻控制柜產(chǎn)生諧波信號(hào)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，落實(shí)諧波信號(hào)抑制各項(xiàng)技術(shù)措施，及時(shí)消除因油井變頻控制柜等節(jié)能電氣設(shè)備的大量應(yīng)用而造成電能質(zhì)量不合格的問(wèn)題。同時(shí)，要加強(qiáng)油井低壓供電系統(tǒng)諧波信號(hào)跟蹤監(jiān)測(cè)，做好諧波污染源治理，從而確保油井低壓供電系統(tǒng)電能質(zhì)量。

[1]朱益飛.提高油田電網(wǎng)電能質(zhì)量的探討[J].電能質(zhì)量, 2011,1(10):117-120.

[2]朱益飛.油田變頻器的諧波危害及對(duì)策措施[J].電能質(zhì)量,2012,2(2):92-108.

[3]能源部電力司.GB/T 14549—1993電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.

（收稿日期：2015-01-03）

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.007.015

2015-04-02）

胡海蘭，高級(jí)工程師，2010年畢業(yè)于華東理工大學(xué)，從事能量?jī)?yōu)化技術(shù)研究工作，E-mail：cnhhl@163.com，地址：甘肅省蘭州市西固區(qū)清水街17號(hào)蘭州石化公司研究院，730060。