汝志山

(中化吉林长山化工有限公司生产调度室，吉林 松原　131109)



工业汽轮机及水轮机在氮肥节能中的应用

汝志山

(中化吉林长山化工有限公司生产调度室，吉林 松原131109)

摘要：吉林长山化工有限公司是一家中型化肥企业，工业生产存在着从0.1～1.3MPa不同压力等级的蒸汽使用岗位。而锅炉的工作压力是一定的，因此低压蒸汽只能通过减压后得到。随着电价的逐步上涨和企业节能意识的加强，通过拖动式汽轮机，将高压蒸汽减压到低压蒸汽供生产中不同岗位应用，对降低生产成本是一种比较好的节能措施。

关键词：工业汽轮机；水轮机；应用

1工业汽轮机在化肥厂的应用分析

长山化肥厂在生产中对于蒸汽应用不同压力等级，生产中需要将高压蒸汽通过减压阀降为低压蒸汽或中压蒸汽使用，拖动式汽轮机利用蒸汽的压差带动水泵，由此省去了水泵的电动机，这就是节能之所在。同时背压所产生的蒸汽可用于工业生产，其效率很高，节能效果非常明显。

1.1　基本条件

长山化工有限公司动力车间有4台75t流化床锅炉，正常生产中2台蒸汽带动式压缩机所产生的冷凝液和脱盐水站送出软水到动力车间除氧器除氧后，作为锅炉用水。除氧器除氧都是采用常压热力除氧。当锅炉给水量大，给水温度较低时，除氧用汽量很大。大量的蒸汽往往直接来自中压蒸汽母管，经减压后压力多为0.2MPa，这种蒸汽品质很高，直接用于除氧是极大的浪费。如果改变工艺流程，让1.0～0.8MPa的蒸汽先进小汽轮机做功，带动锅炉给水泵，然后利用排汽除氧。除氧系统无需改变，而汽轮机的功率是‘白拣’的，由此省去了水泵的电动机，这就是节能之所在。

图1　汽轮机流程图

1.2　节能效果分析

我厂动力车间除氧器在正常生产的情况下，用低压蒸汽约为10～15t之间，利用拖动式汽轮机来带动高压给水泵，水泵电机功率315kW，实际运行按85%的来计算，功率在260kW左右。从几天运行效果看，小时节电在200度左右，电费按0.42元计算，运行1d可节约资金约为2000元左右，全月给企业节约费用约60000余元。而且汽轮机做功大小可根据除氧器用蒸汽量进行调节。如果汽轮机出现问题，可使用电机带动水泵运行，保证锅炉生产稳定运行。

1.3　经济效益分析

采用汽轮机给水泵代替电机，可减少企业电网用电，减少电费支出，电价按0.42元计算，1台水泵给企业带来的效益如下：

200kW×7200h×0.42元/kW·h=60×104元/a

1.4　运行成本

运行成本包括耗煤成本，维护费用及汽轮机用油等。

如果锅炉效率按90%计算，汽轮机效益按90%来算，煤价按300元计算，

则汽轮机带动水泵输出200kW的标煤耗量：

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

运行成本及维护费用按8万元/a

合计费用：91838+80000=171838元

1.5　企业收益

净收益：600000-171838=428162元

从生产运行效果看，外供蒸汽压力越高，汽轮机耗汽越小，节能效果和经济效益越好。

2循环水系统电动风机改用水轮机驱动改造

中化长山共有6套供水系统。通过对吉林化肥厂等附近几家企业考察，决定先对尿素供水系统进行电动风机改用水轮机驱动改造。尿素供水系统即6#循环水系统。该系统有LD85-10型13.4m×13.4m 132kW风机逆流通风冷却塔2台，装置设计凉水能力为6000m3/h，循环水设计温差为8℃(供水32℃，回水40℃)，配套泵房有高压泵3台(型号为DFSS400-520H=63.5mQ=2338m3/h1、2、3#泵630kW)。

2.1　技术原理

水轮机的工作动力来自循环冷却水体系水的重力势能以及循环水泵的富余扬程。工作时保证冷却塔的技术参数，而且循环水泵的能耗不变。水轮机的输出轴直接与风机连接并带动其转动，取消了原电机驱动风机体系，节约了电能。

2.2　工艺流程

改造的流程：取消冷却塔减速箱和电机，把冷却塔用水轮机安装在原减速箱基础上，安装原风机，连通进水管和水轮进口，连通布水器和水轮机出口。

2.3　重要技术指标

(1)水轮机服从η≥88%、形状设计尺寸满足冷却塔内部工作要求；

(2)噪音降低20%；

(3)水轮机替换电机后，节电100%。

重要技改内容：用水轮机替换风机电机、传动轴和减速机。

重要设备：冷却塔用水轮机2台。节能技改投资额50万元，建设期15d。

2.4　节电分析

每台风机为132kW，如按运行330d，每台风机按80%负荷运行，则用电量约105kW，那么1a用电量为831600kW，两台共用量为1663200kW。按电费为0.42元计算，则1a节约为电费支出为70万元。

投资回收期0.7a从1a运行效果来看，改造后在风机转速、降水温方面其使用效果与原电动机比较接近，能基本满足生产需要，具有实用性。充分利用了循环水余压节能、取消了传统型冷却塔配备电机及减速器配置，环境噪音低，维修费用少，且其转速可根据水轮机进水量的变化实现一定范围内的无级变速，可根据季节变化相应调整冷却后水温，可适应北方冬季生产，企业现在在1#供水及2#供水系统已推广使用。

3结束语

从生产运行效果来看，外供蒸汽压力越高，汽轮机耗汽越小，节能效果和经济效益越好。通过以上分析，工业汽轮机及水轮机在化肥生产的应用，具有很好节能效果和经济效益。我厂将对全厂蒸汽系统进行阶梯利用，如尿素深度水解系统的中压蒸汽利用。将原来动力来的3.82MPa高压蒸汽通过减压阀减压到1.8MPa供尿素深度水解系统使用。现在采用工业汽轮机带动小型电机发电，利用汽轮机的排汽供给尿素车间深度水解系统。同时，对各供水系统运行风机进行水量计算，为以后水轮机应用打下基础。这样既利用能源，又为企业节约了大量的资金。工业汽轮机及水轮机在化肥厂应用促使长山化工有限公司的能源利用和节能工作进一步提高。

参考文献：

[1]工业汽轮机在热电厂中的应用.中国科技教育(理论版)：2012，(3).

有机化工

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

中图分类号：TK26

文献标志码：B

文章编号：1003-6490(2015)01-0080-02

作者简介：汝志山(1969-)，男，松原市人，1990年毕业于吉林化工学院化学工程专业，助理工程师，从事氨合成技术管理及生产系统调度工作，现任中化吉林长山化工有限公司生产调处值班调度。

收稿日期：2014-07-10