王　敏　刘　杰

(安徽三星化工有限责任公司安徽涡阳233610)



功热电联产造气汽轮机的运用小结

王敏刘杰

(安徽三星化工有限责任公司安徽涡阳233610)

安徽三星化工有限公司目前年产生产能力为合成氨200 kt、甲醇100 kt、尿素330 kt，造气系统现有18台造气炉(4台Φ3 600 mm造气炉，8台Φ2 650 mm造气炉，6台Φ2 800 mm造气炉)，正常生产时运行16台造气炉。公司使用蒸汽能量不合理之处：①造气系统使用的蒸汽压力为0.1 MPa(表压)、温度200 ℃的低压蒸汽，压力低、数量较大，这些大部分(80%以上)蒸汽由抽背式汽轮机组的背压蒸汽(0.3 MPa，220 ℃)经过造气缓冲罐降压(至0.1 MPa，200 ℃)提供，其余部分蒸汽由抽汽(压力1.3 MPa、温度250 ℃)经减压阀减压提供，能量损失大；②锅炉除氧器使用的过热蒸汽压力为1.1 MPa(表压)、温度 240 ℃，它是由过热蒸汽(压力为3.82 MPa、温度435 ℃、12 t/h)经低压双减(减温、减压)阀后提供，使过热蒸汽存在大量的蒸汽压力节流损失和能量浪费。为此，经多方考察、论证，结合实际工况，决定先在造气系统鼓风机采用功热电联产汽轮机技术，提高能源的利用率，实现节能降耗的目的。

1　改造方案

固定层造气系统需用低压蒸汽在造气炉内与煤反应生成半水煤气，目前公司拥有1台 12 MW的抽背式汽轮机组，抽汽压力1.3 MPa(表压)、温度250 ℃、蒸汽流量40 t/h左右；背压排汽压力0.5 MPa(表压)、温度220 ℃、蒸汽流量约80 t/h；背压蒸汽全供造气系统4台Φ3 600 mm造气炉(3开1备)、8台Φ2 650 mm造气炉(7开1备)及6台Φ2 800 mm造气炉(全开)使用，但所供的背压蒸汽量不能满足造气系统的需求，还需用1.3 MPa(温度250 ℃)压力等级蒸汽经过造气压力自调阀减压至0.1 MPa(表压)；0.25 MPa、温度200 ℃的蒸汽作为造气系统的补充蒸汽，这部分蒸汽的能量浪费很大。为回收这部分损失的能量，对生产工艺的蒸汽利用情况和造气系统等工艺进行调查和分析，决定先对新造气系统(6台Φ2 800 mm造气炉)的1#和3#造气鼓风机(2#造气鼓风机电驱动备用)进行功热电联产改造，即采用2台400 kW热功汽轮机拖动2台C500型造气风机实现功热电联产。

来自热网的1.3 MPa(表压)、温度250 ℃的蒸汽先进入汽轮机主汽门，推动汽轮机高速运转，带动风机正常做功，汽轮机出口蒸汽压力减压至0.1 MPa(表压)、温度降到190 ℃进入蒸汽缓冲罐并入造气系统蒸汽总管内，供造气制气使用，从而提高蒸汽的利用率。风机电机是通过一个联轴器与汽轮机相连，汽轮机运转通过电机带动风机运行，如果汽轮机发电量大，其发电量还可以并入电网，从而将造气鼓风机用电完全省去。

主要运行参数：进汽压力1.3 MPa(表压)、温度250 ℃；出汽压力0.1 MPa(表压)、温度190 ℃。

2　运行效果及目前状况

通过现场72 h实测1#和3#造气鼓风机，改造前、后造气鼓风机用电量、发电量见表1。

表1　改造前、后造气鼓风机用电量、发电量　kW

经济效益：汽轮机额定功率400 kW、进汽量7 t/h；改造后日节电量1.598万kW·h，按全年运行时间330 d、电价格0.43元/(kW·h)计，年节省电费226.76万元；改造后增加燃原料煤消耗0.614 t/d(以入炉蒸汽温度由改造前200 ℃降至190 ℃、造气原料煤发热值25.12 kJ/kg、燃烧效率85%计)，每年增加造气原料煤费用支出24.31万元(原料煤1 200元/t)；全年实际经济收益为202.45万元；全部投资包括设备费、基础改造、管道、阀门及改造施工费等共计约68万元，投资回收期为约5个月。

自2009年11月底2台功热电联产的汽轮机投入运行，至今已经运行5年多，通过不断观察、摸索，造气系统使用汽轮机做功后的蒸汽，蒸汽缓冲罐的蒸汽压力比较稳定，而降低蒸汽温度又有利于造气炉炉况的稳定，对造气系统的工艺调节带来较多有利因素。汽轮机在运行期间除了进行正常的维修外，运行状况一直很稳定，为公司在夏季限电运行打下了良好的基础。

3　结语

安徽三星化工有限责任公司通过生产系统蒸汽能量的合理梯级利用，吨氨醇电耗下降了约18.58 kW·h，节电效果明显。自2015年4月20日取消化肥电价优惠政策后，电费在化肥行业中所占的成本有所提高，而高电耗的固定层间歇气化技术在市场竞争中的劣势更加明显，降低电耗迫在眉睫，为此，将计划对全公司各蒸汽系统进一步认真调查、分析，继续采取节能挖潜措施。目前正常运行2台75 t/h流化床锅炉，相应配套的2台锅炉除氧器需消耗大量的1.1 MPa(表压)、温度240 ℃低压蒸汽，消耗量在12 t/h左右，计划利用原来供给低压双减阀的3.82 MPa(表压)、温度435 ℃的蒸汽先拖动锅炉给水泵后，使其压力降低至1.1 MPa(表压)、温度降到240 ℃，供给锅炉2台除氧器使用，使这部分蒸汽的能级利用将更加合理，可进一步实现节能减排和增加效益。

(收到修改日期2016- 03- 04)