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机泵节能技术综述

2015-03-24钱伯章李秀红

化工装备技术 2015年3期
关键词:气阀节电变频

钱伯章 李秀红

(上海擎督信息科技有限公司金秋能源石化工作室)(太原理工大学)

0 前言

在我国,机泵节能技术正日益显现。一方面,我国在许多大型化工项目中成功地引进并掌握了先进的机泵节能技术;另一方面,我国拥有自主知识产权的节能技术 (包括机泵节能技术)也取得了长足的进步。本文介绍了石油和化学工业生产中的机泵节能技术,也包括生产中常用的风机、压缩机等流体输送机械和压缩机械的节能技术。

1 高效节能压缩机

由江苏滨海中汇化工设备有限公司自主研发的XDM (西达姆)—210/0.45型氯气、氢气压缩机,经过运行,各项技术参数完全达到设计要求,可以替代进口产品。该压缩机工作效能相当于传统压缩机的2倍,且每年可节约电费30万元以上。

该产品研发历时3年。新型压缩机将传统的悬臂式结构改为双支撑式结构,解决了传统压缩机运行不平稳、同轴度低、磨损故障率较高、维修不方便、耗能高等缺陷,且制造简单、易于装配调整。贵州遵义碱厂2年多的实际应用证明,与传统YLJ—1250/0.3型压缩机相比,该压缩机具有节能效果显著、安全可靠、使用寿命长等优点。此外,该压缩机还可按照用户实际需求,无需更换底座即可进行无障碍安装,改造费用低廉。

2 防污气阀助压缩机节能

在化肥、石油化工、矿山开采、发电等行业使用的压缩机中,都要用到气阀。目前,一般气阀设计的前提是在清洁环境中工作,而当气阀应用于含有大量粉尘、焦油或活性炭等污物的复杂气体环境时,气体中的污物极易粘附在气阀流道槽的表面,导致气阀磨损加快,密封不严,跑气、漏气严重,气阀使用寿命大大缩短,仅为理想工作寿命的百分之一,有的仅用一两个月就必须更换。有的气阀极易被污物堵塞,一旦堵塞必须停机拆下清洗。有的企业不得不十几天就停机拆洗一次,而频繁地停开机不仅损耗了原料气,使企业的产量降低,还会大大增加电耗。

这种现象在以煤为原料的化肥企业中表现得尤为明显。据企业反映,不算机器损耗等间接损失,一台气量为57 m3/min的压缩机一次停开机就将损失2000多元。

由温州布莱恩压缩机制造有限公司开发的、已获得国家专利的防污菌状气阀,能在含有粉尘、焦油、活性炭等杂质的复杂气体条件下正常工作。由于这种气阀在阀体表面喷涂有防污层,所以空气中的污物不易粘附到阀体上,气阀的磨损大大减小,同时也解决了跑气、漏气的问题,使生产过程中的能耗降低3%~8%,并且在使用过程中易于维护。通过在阀座和阀盖之间设置定位销,使二者的连接更加稳定,不会因震动等原因发生移位导致密封不严、气阀磨损的现象,气阀使用寿命可提高5倍以上。

该气阀目前已经在湖北宜化集团、武汉福源化工有限公司、福州耀隆化工集团公司氮肥厂、广西柳州化工股份有限公司、青岛碱业股份有限公司、山西晋丰煤化工有限公司、河南绿宇化电有限公司等几十个企业得到了应用。企业普遍反映,使用该气阀降低了能耗,节约了成本。湖北宜化集团的防污气阀已经安装了两年多时间,目前仍然在压缩机上正常使用。福州耀隆化工集团公司氮肥厂将其用在美国进口的压缩机上,也收到了很好的效果。

3 合成氨厂压缩机节能技术

山东潍坊顺利节能润滑技术有限公司自主开发的压缩机节能技术,通过对压缩机气阀和活塞环进行改造,使氮肥企业的压缩机电耗占吨氨综合电耗的比例降到60%,大型压缩机的电耗比节省10%~15%,吨氨电耗在原基础上下降50~100 kW·h。

据介绍,气阀、活塞环是影响压缩机可靠性连续运行的关键部件,气阀漏气浪费的电能占压缩机总电耗的20%,活塞环摩擦功率消耗占压缩机总电耗的5%左右。气阀的设计质量决定气阀是否节能。氮肥厂压缩机节能改造时,首先要选用一个主要压缩机做为基本机型,此后再根据所压缩的气体性质、压缩机转速等指标,并在计算多工况基础上,按优选参数设计气阀。

压缩机节能改造技术所选用的高效压缩机气阀是PEEK(聚醚醚酮)阀片和高效缓冲片的结合体,其阻力小而寿命长,气阀能在一个较长的高效区工作半年以上,具有一定的节能效果;节能活塞环通过合理设计间隙,可使活塞环和气缸的磨损极小,密封效果极佳。以年产20万t合成氨厂为例,采用这种技术进行改造,年可节电1600 kW·h,吨氨节省28元,半年即可收回技改投资。

4 茂名石化首台国产丁二烯螺杆压缩机通过验收

由茂名石化与中国船舶重工集团公司第七一一研究所共同承担的科研开发项目,茂名石化2号丁二烯装置丁二烯螺杆压缩机的国产化技术顺利通过中石化组织的技术鉴定。该技术的成功应用填补了国内同类装置压缩机国产化的空白,改写了丁二烯螺杆压缩机组一直依靠进口的历史。丁二烯螺杆压缩机组是丁二烯装置的核心设备,由于国内没有丁二烯螺杆压缩机组的生产企业,此前,国内所有丁二烯装置中的螺杆压缩机都一直从国外进口。进口机组价格高,而且交货周期长,售后服务不及时,对国内丁二烯产业的发展带来了较大的影响。为了推进石化产业重大设备国产化进程,中国石化明确提出,要对丁二烯气体螺杆压缩机国产化。该项目于2009年9月立项,并列入 “2009年度中国石化重大装备国产化攻关计划”。在中石化的大力支持下,茂名石化与七一一研究所通过长期的技术调研、论证与技术交流,成功攻克了丁二烯气体螺杆压缩机的关键技术。项目于2009年1月启动以来,先后经过前期调研、方案设计、施工设计、机组制造、工程现场配套建设、安装调试及现场试车等阶段工作。研制出的首台丁二烯螺杆压缩机组样机自2011年3月1日在茂名石化2号丁二烯装置作为备用机组正式实物料投运以来,至今总有效运行时间588天。技术鉴定委员会一致认为,国产压缩机组运行情况良好,主要性能指标均达到同类型进口机组水平,达到了丁二烯螺杆压缩机国产化的预期目标。国产丁二烯螺杆压缩机的成功研制,取得了良好的经济效益和社会效益。

5 MVR用离心蒸汽压缩机节能明显

由溧阳德维透平机械有限公司自主研发生产的离心蒸汽压缩机,已在青岛明月海藻集团重点节能项目机械蒸汽再压缩 (MVR)蒸发系统中连续稳定运行,与之前使用的传统三效蒸发器相比,节能超过70%。

据介绍,该MVR蒸发器用于甘露糖醇浓缩,根据实际运行测算,每蒸发1 t水耗电约35 kW·h,无蒸汽消耗;而项目改造前使用的三效浓缩蒸发系统,每蒸发1 t水消耗蒸汽0.35 t,耗电10 kW·h。以蒸汽价格260元/吨、电价0.7元/千瓦小时计算,利用MVR系统后每天可节约能源费用近1万元,不到一年即可收回全部投资。

作为优秀的新兴热量循环回用技术,MVR的工作原理就是把工业蒸发过程中回收的二次蒸汽升温后返回到热交换器中重新利用,最大限度利用二次蒸汽中的余热。该技术比传统单效蒸发减少约90%的能源消耗,比常用的三效蒸发节能70%以上,同时还实现了能源、物料的循环运行。

MVR蒸发系统的核心设备是离心蒸汽压缩机,其作用是把回收的二次蒸汽温度提升至设计要求的高度,并回送到热交换器中。国内目前应用的MVR系统都选用国外进口的蒸汽压缩机,主要有离心风机和罗茨风机。离心风机产品价格高,订货周期长,且售后服务很难做到及时周到。罗茨风机运行稳定性差,维护成本高。德维透平公司自2008年成立以来,一直致力于离心蒸汽压缩机的研发和生产,历时3年终于取得突破,所生产的离心蒸汽压缩机性能好、稳定性强,除了在价格上有很强的竞争力,还极大缩短了产品供货周期,售后服务有保证,推动了MVR技术在国内的推广。

据了解,目前使用的蒸发器绝大多数都是高耗能的传统单效或多效蒸发器,用MVR技术替代传统蒸发蒸馏结晶技术有着广阔的市场前景。

6 锅炉用新型风机高效节电

鞍山风机集团有限责任公司拥有的大型锅炉用新型高效节能风机技术节约电能效果显著,可广泛用于冶金、建材、化工等行业,需求十分可观。该技术被列入辽宁省科技计划项目和鞍山市科技计划项目,已取得实用新型专利4项。

我国目前循环流化床锅炉用风机,效率普遍较低,尤其是噪声指标较大,该项目的实施将在很大程度上改善电厂的工作环境。以每台风机轴功率800 kW、每天运行10 h计算,效率提高3%,每台风机每天可节电240 kW·h,每年按运行300天计算,可节电7.2万kW·h。

该新型高效节能风机技术是通过计算机辅助设计,采用新型风机气动力通道形状和结构参数,实现风机的低噪音、高效、节能。该技术改变了传统的设计方法,采用微机辅助设计叶片进口角、叶轮进口加速系数、叶轮进出口宽度比和叶片数等;该技术还采用微机预测性能指标和结构参数,可减少试验次数、试验费用和试验时间。

大型锅炉用新型高效节能风机技术及其装备的关键包括下述几项:计算机辅助设计技术;按优化结果进行样机试制和性能试验,考核预估结果,进行修改设计;以FLUENT软件为基础的风机流场分析和性能预估的实用软件技术;风机整机相互耦合影响技术;风机通道形状和结构技术等。大型风机生产装备包括数控切割、进口旋压设备,以及大型龙门铣刨、双柱立车、主轴加工中心、风机检测中心等。该技术目前已在新疆庆华煤化55亿m3/a煤制天然气项目一期工程、河南洛阳龙羽集团宜电一期、山西大同华岳热电厂等实施。

7 节能的高温熔盐泵

泵作为通用动力设备,是目前耗能大的设备,提高泵效对节能意义重大。江苏金麟化工机械有限公司与江苏大学联合研发的新型节能产品——系列高温熔盐泵,可有效降低能耗,替代进口产品。该系列产品流量范围为6~1000 m3/h,扬程10~100 m。泵设计采用了先进的CFD技术,同时在结构上也进行了创新设计,攻克了熔盐泵效率偏低、上轴承寿命短、不均匀热变形导致滑动轴承抱死等关键技术,使泵的最高效率达到76%,轴承寿命超过2万h,与国际先进水平相当。该泵具有如下一些特点:高扬程参数泵采用二级叶轮结构,降低了泵单级叶轮的扬程,减小了泵的径向尺寸,同时也有助于泵效的提高;泵壳采用空间导叶结构,其全对称性完全消除了叶轮的径向力,降低了泵体的振动等级;完全消除了熔盐经出液管流出而产生的热膨胀不均匀性;轴下端采用滑动轴承结构,配以优质耐磨合金材质的轴套,保证了叶轮运转的平稳性和泵运行周期;创新性地提出了利用叶轮旋转驱动空气对流对高温熔盐泵轴承进行强化冷却的方法,解决了泵轴承冷却问题,大大延长了轴承的使用寿命。高温熔盐泵作为一种立式液下离心泵,用于高温硝酸盐、亚硝酸盐的输送,并广泛用于三聚氰胺、离子膜烧碱、尿素等化工制备流程中。该泵效率与原来产品相比提高了3%~8%,其中600RYC型高温熔盐泵最高效率超过76%,处于国内领先水平。以年产100台泵,每台平均功率160 kW,年运转300天计算,年节电量可达到5.76×106kW·h。

8 变频调速节能

交流变频调速器是电力电子技术、微电子技术、控制技术相结合的综合性高技术产品。电机系统在设计中都留有一定的余量。使用交流变频调速器控制电机后,变频器通过调整输出频率降低电机转速,从而减少输出功耗,实现按需供能,达到节能效果。

变频调速可节电。针对企业大马拉小车情况,可采用几种不同方式的调节:档板调节、风机动叶可调调节、液力偶合器调节、水电阻调节、高压变频器调节等。变频调速分为低压变频调速和高压变频调速。低压变频调速技术作为成熟技术早已经过市场的检验;高压变频器的使用经历了两个阶段:第一阶段是高-低-高模式;第二阶段为高-高模式。解决大马拉小车问题也可以使用更换电动机的办法。

变频技术能实时改变用电设备的供电频率,进而达到控制设备输出功率的目的。该技术通过变频调速改变轴输出功率,使电动机能根据实际需要输出功率,达到减少输入功率、节省电能的目的,这也是感应式异步电动机节能的重要技术手段之一。变频传动调速的特点是:不用改动原有设备包括电机本身;可实现无级调速,满足传动设备要求;变频器软启、软停功能,可以避免启动电流冲击对电网的不良影响,在减少电源容量的同时还可减少机械惯动量,减少机械损耗;不受电源频率的影响,可以开环、闭环手动/自动控制;低速时,定转矩输出和低速过载能力较好;电机的功率因数随转速增高、功率增大而提高。

我国目前石化工业系统电机的变频器使用率为10%,节能潜力十分可观,如果每台电机使用变频器,可提高能效20%~30%。

在石油和化工行业,风机、水泵和压缩机等电机传动设备的用量很大,理论上都能采用变频技术进行节能改造,节能潜力巨大。以注塑机为例,将注塑机上传统的定量泵改造成变频变量泵,能使溢流阀的回油流量降到最小,避免了高压节流能量损失,进而将传统的有高压节流的 “耗能型”注塑机升级为无高压节流的 “节能型”注塑机,节电率可达20%~30%,甚至更大。

一种新型节能矩阵变频环保电梯在山东百斯特电梯公司研制成功。该产品是矩阵变频拖动与永磁同步无齿轮曳引系统相结合的机电一体化产品,配置具有反馈功能 (带逆变器)的 “矩阵变频器”(调速器),具有电源反馈功能 (可控制输入功率因数);输入电源高次谐波少,可减少电污染;主回路无电解电容;具有交流—直流直接变换等特点。大转距、低转速的永磁同步曳引机具有机械效率高、噪音低、无需加油的特点。试验数据显示,采用该项技术的电梯与传统电梯相比,节能效果可达77.2%。目前,电梯节能的主要途径是提高电动机的运行效率。如永磁同步无齿轮曳引机在解决机械损耗、提高负载运行效率方面取得了突破;同时通过变频调速技术及其优化控制方案,在满足电梯运行过程中的速度、转距与系统动态响应等要求的前提下可实现 “按需供能”。如果能够通过这两个成熟技术的整合,并且将其进一步延伸,利用电梯运行固有特性——位能负载,将电机已转换到负载上的位能变换成电能,回馈再生利用,将会大大降低电梯运行的电能消耗。百斯特节能型矩阵变频环保电梯就是基于这样的创新思想研发而成的。这为消费者提供了更具价值的创造性产品。

全球领先的电力和自动化集团ABB作为推广节能型产品和技术的代表,与上海焦化有限公司签署了节能改造项目合作协议。ABB向上海焦化公司提供高效节能的ACS800变频器,实现对其高压水煤浆泵的节能控制。项目完成后,预计上海焦化公司年节电量140万kW·h。上海焦化公司是以煤为主要原料的综合性大型化工企业,多年来一直致力于对项目进行节能改造,其碳一分公司的高、低压水煤浆泵、气体分公司的高压氧泵和动力分公司的工业水泵、冷却塔风机等都选用了ABB节能型系列变频器产品,通过对电机转速的控制,取得显著的节能效果。

巨化合成氨厂在对电气设备实施电机变频技术改造后,节电效果显著。仅此一项该厂每天就可节电2万kW·h,年节省电费300多万元。巨化合成氨厂是一家老中氮企业。近年来,随着产品结构的调整和生产经济运行模式的完善,在生产过程中,该厂许多大功率的设备经常出现大马拉小车的现象,造成了电力资源的浪费。为此,该厂把目光投向了投资回报率较高的电机变频改造。2006年,该厂在对主要机泵的工艺及运行效率调查后,新增了9台变频器,对甲醇富液泵、造气污水泵等9台低压设备进行了第一阶段变频改造。经过动力系统技术人员近半年的努力,设备顺利完成了全部改造。在富液泵改造后,不仅每天可以节电1000 kW·h,而且大大降低了工人的劳动强度。化肥车间的二氧化碳压缩机使用的是6 kV高压同步电动机,这种电动机的变频改造技术在国内还是一片空白。该厂与某电气技术公司合作,共同对二氧化碳压缩机实施变频改造。该厂与变频器提供厂家紧密协作,克服工艺复杂、边生产边试车等困难,不断改进技术参数,成功完成了高压同步电动机的变频改造。据测算,改造后1台二氧化碳压缩机每年可以节电30万kW·h,而且还可延长设备的使用寿命和保养周期,降低检修维护费用。

沧州炼化公司采用西门子无谐波高压变频技术,在450 kW循环水泵电动机上成功应用了首套高压变频装置,获得了异常显著的节电效果。在项目实施过程中,该公司采用变频器内置的PID调节器,通过泵出口压力变送器,实现了系统的恒压自动控制方式。这项技术的应用,可使企业每天节电3800 kW·h,全年节电138.7万kW·h,预计18个月以内即可收回全部投资。

扬子石化公司中压加氢裂化装置反应器加热炉于2009年6月5日实施鼓风机、引风机增设变频设备改造。经过精心调节,反应器加热炉的热效率从原先的87%提高到了92%,同时通过合理调节鼓风机、引风机的电机转速,有效降低了风机电能的消耗,每年可节电近10万元。加氢装置反应炉在开工时热量消耗很大,而正常运行时负荷偏低,这种差异造成了反应炉燃料日积月累被白白浪费。扬子炼油厂联合加氢装置自开工以来,反应器加热炉一直处于低负荷运行状态,设计所用烟气预热回收系统的鼓风机、引风机功率较大,出现大马拉小车的现象,使加热炉氧含量长期超标,火嘴经常出现结焦、积炭现象,影响装置长周期运行,既增加了装置的燃料消耗,又浪费了大量电能。针对反应加热炉的现状,扬子石化加氢车间认真计算和分析风量、氧含量之间的关系,查找节能途径,提出了在反应炉鼓风机、引风机上增加变频设备的合理化建议。该项目投资小,见效快,又不影响装置正常生产,施工也十分简单。通过实施变频技术改造,使反应炉氧含量从9%降到了5%,仅此一项每年节约燃料费就达到近百万元。

锦州石化公司主要生产装置共有大小电机千余台,其中有相当一部分设备长期未满负荷运转,造成了能源浪费。公司积极实施电机变频调速优化技术,节能效果显著,仅2008年就实现节电0.25亿kW·h,节电率达50%,节约电费1250万元。

2009年10月28日,大庆炼化公司柴油加氢装置新氢压缩机无级控制系统改造项目投用,实现正常运行。该项目为中国石油2009年节能专项投资项目,共投资800万元,可以实现正常负荷下氢气压缩机回流量基本为零的目标,节电效果显著。这项技术此前已在国外和中国石化等多家炼厂得到成功应用。据了解,经过初步标定显示,改造后柴油加氢装置日节电量达到15000 kW·h左右,全年可节电450万kW·h,经济效益十分可观。

变频器水冷技术开发及工业化应用项目2012年1月中旬通过了甘肃省科技厅组织的专家鉴定,与会专家一致认为该技术达到了国际先进水平。据了解,由兰州化工研究中心开发的高效纯水精制剂和三级纯水精制反应器经过几年的工业运行,已相继替代了两家国外著名公司的水冷技术。运行结果表明,与两种国外水冷技术相比,该技术使纯水精制效率提高了50%,冷却效率提高了40%,从而减少了兰州石化公司尿素和高压聚乙烯生产非计划停车次数,减少了相应的经济损失。该技术可广泛应用于使用水冷式变频器的工业领域。

潍坊亚星集团子公司亚星湖石化工有限公司运用合同能源管理 (EMC)模式,对6万t/a氯化聚乙烯装置的6台干燥鼓风机实施变频改造,投运以来效果显著。2012年仅第一季度就实现节电160万kW·h,节约电费开支109万元。该项目自2011年10月初动工,投资额为710万元。经过改造,该套装置鼓风机由变频器根据工艺要求控制风量和风压,并通过安装远程控制系统,有效降低了电耗,提高了风机控制精度。据悉,2011年以来潍坊亚星采用节能效益分成方式先后与4家节能公司签订了EMC合同,合同投资总额约1.2亿元,预计年总收益可达4500万元。

2012年6月15日,大庆石化化肥厂深入挖掘装置节能潜力,通过对尿素熔融泵采用加装永磁调速驱动器的方法,年节约费用2.63万元。尿素熔融泵是尿素装置蒸发与造粒系统的重要设备。过去,通常采用关小泵出口阀和调节阀开度来控制泵的流量。但是这种流量控制方式,使阀门节流损失和管网的阻力损失较大。为减少阀门节流损失,减少电能消耗,化肥厂组织技术人员对比变频、液耦等多种调速方式,对尿素熔融泵采用加装永磁调速驱动器的方法。据了解,永磁磁力驱动技术具有设备构造简单、安全可靠性高、使用寿命长的特点,能减少设备振动、完全空载启动。安装永磁调速驱动器后,在相同负荷情况下,电机电流由原来的134 A下降到125 A,每小时用电比以前减少5.39 kW·h。同时,延长了轴承和填料的使用寿命,保证了蒸发与造粒系统的平稳运行。

广州石化炼油四部加氢裂化装置坚持走绿色低碳发展道路,深挖节能潜力,实现降本增效。2012年12月加氢裂化完成了3台关键空冷器、1台注水泵的变频节能改造,并于2013年1月投用,可实现节约用电1100 kW·h/d,减少装置循环水用量50 t/d及脱硫后净化水用量100 t/d。变频器节能是在满足工艺条件的前提下,通过降低电机转速,减少输出转矩和输入功率而实现的。变频空冷器的应用不仅节电、节水效果明显,同时还降低了员工因装置处理量及环境温度变化带来的操作工作强度。注水泵作为向反应系统注水的关键转动设备,其在装置低负荷运行时,因不能调整注水泵输出量常出现 “大车小车同一匹马拉”的现象。安装变频器后,可根据生产需要自动调整电机转速,注水流量由原来的18 t/h降低至14 t/h,实现节电量950 kW·h/d,并减少含硫污水外排量100 t/d。关键转动设备的变频节能改造,不仅因降低转速延长了设备使用寿命,保证了设备的长周期安全运行,而且使装置更加低碳环保。

9 高效流体输送技术检测计算设备的应用

以前,国内化工厂基本都采用普通循环冷却水输送离心泵,由于这种离心泵效率较低,电无用功损失特别严重。上海氯碱化工股份有限公司PVC厂于2011年下半年成功对循环冷却水输送离心泵进行了节能改造,实际节电效果达到38%以上。

在化工生产中,必须进行传热传质的热交换过程,因此基本上所有的化工装置都需要使用循环冷却水,以转移出生产过程中的热量并对其进行冷却。循环冷却水输送一般采用大功率大流量的离心泵,因为循环冷却水输送基本是一个连续不间断的过程,离心泵消耗电能特别巨大。以往,国内化工厂采用的普通循环冷却水输送离心泵效率较低,电无用功损失严重。直到最近一两年,随着高效节能离心泵的出现,才解决了这一问题。

上海氯碱化工股份有限公司PVC厂循环冷却水输送共有6台离心泵,以前曾经实施过变频节能改造,但节电效果都不理想。

为此,该厂对循环冷却水输送离心泵进行了节能改造。首先采用了高效流体输送技术检测计算设备,对循环冷却水系统情况进行了系统检测,分析了循环冷却水输送的流体力学特征,并结合专用计算软件进行最优化计算;然后根据最优化计算的结果,选择合适的高效节能循环冷却水输送离心泵,替代以前使用的低效率运行的普通循环冷却水输送离心泵,改造取得了一次性成功。PVC厂改用高效节能离心泵后,每年节电费用上百万元,经济效果特别明显,值得国内厂家借鉴推广。

10 高压干气密封及其控制系统国产化

2013年11月21日,在成都由工信部组织的鉴定会上,四川日机密封件股份有限公司国产化研制的高压干气密封及其控制系统,在广州石化200万t/a柴油加氢改质装置循环氢压缩机上的成功应用得到了认可。该产品属于国内首套国产化产品,经过20多个月的连续运行证明,该产品性能优于进口同类型号产品,可靠性高,填补了国内空白。干气密封及其控制系统是离心压缩机上重要的基础组件,由于技术难度高、专利保护等因素,长期以来一直依赖进口。该产品的国产化可以实现我国干气密封制造水平上一个台阶。对于用户则可以节省投资、缩短交货期,还能获得更快速更优质的服务。

为实现高压(10.0 MPa以上)干气密封及其控制系统国产化,广州石化通过交流调研,委托四川日机密封件股份公司进行研发设计制造,产品于2012年3月在广州石化新建的200万t/a柴油加氢改质装置循环氢压缩机上安装投入运行。该干气密封及其控制系统设计压力13.1 MPa,转速12500 r/min。产品运行至今,一、二次密封动态和静态泄漏值均低于标准值,且优于国外同类型产品。为用好首套国产高压干气密封及其系统,广州石化认真组织,加强管理和监控,严格工艺纪律,使得产品从投用以来一直处于较好的运行状态,确保了设备长周期可靠高效运行。目前,该干气密封及其控制系统各项指标良好。高压干气密封及其控制系统在广州石化的成功应用,标志着该类产品在国产化方面实现突破,对于基础件的国产化工作具有指导意义。

11 我国大型压缩机国产化连获突破

中国通用机械工业协会2014年1月底表示,我国能源化工产业的快速发展,带动了压缩机行业研发、设计和制造水平的提高。尤其是在重大装备国产化方面,依托一大批大中型工程,石化等多领域的大型压缩机国产化取得新突破。

往复式压缩机的国产化研制、压缩机大型化的开发与应用,有力推动了我国千万吨级炼油、百万吨级乙烯项目建设。如今,2D125(3000 kW)、4M125(6300 kW)压缩机已在炼油加氢装置中成功运行;4M150(8100 kW)压缩机已经完成设计制造和出厂试验,2013年底在中化泉州330万t/a渣油加氢处理装置投入使用;6M80重整氢增压压缩机也通过了出厂验收,将在中石化塔河60万t/a连续重整装置上使用。

依托新型煤化工、煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、LNG新建及改扩建项目,大型往复压缩机得到推广应用。如6M80联合气用压缩机已经成功安装,即将在内蒙古庆华集团焦炉煤气制氢项目投入使用;6M50压缩机成功用在辽宁大唐国际阜新40亿m3/a煤制天然气装置中;4M50压缩机成功应用在内蒙古伊泰16万t/a煤基合成油装置;4M32、2D80压缩机将在山西潞安集团100万t/a煤制油装置中投入运行;4M50、2D80压缩机已用于长春华润液化天然气装置及内蒙古兴圣200×104m3/d液化天然气装置。

今后压缩机研制生产企业要把重点放在能源化工领域。如石油伴生气增压回收装置、天然气管网加压和输送装置、天然气发电机或天然气锅炉增压装置、油田石油催化裂解装置、轻烃气回收及炼化气体分馏装置中的压缩机。此外,在加氢精制、润滑油脱蜡及丙烷脱沥青,化工流程中的增压、输送、回收,煤层气的回收,页岩气的开采与利用等领域中,也都需要大量的压缩机。

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