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大胆应用 逐步消化 创新引领
——中盐金坛三期汽轮机改造项目建设记

2020-06-22

中国盐业 2020年6期
关键词:制盐中盐汽轮机

汽轮机在制盐企业中的应用一直处于摸索前行阶段。2018年,中盐金坛金赛盐厂将这一探索变为成功的现实,在世界同行中也是先行者。

从提出设想到设备选型,从人才积累到上马调试,这期间经历的种种确定性和不确定性,都在向着一个新的制盐方式转型。

但新建一种制盐形态,势必要经历一环扣一环的调整、适应及整体磨合。回顾起这段历程,金赛盐厂厂长徐敏感慨地说,汽轮机在金赛盐厂的应用,是项目团队在进行长时间密集的攻关与调整后,走出的一条创新之路。

设想提出,准备改造的“硬条件”

2018年7月,公司实施的三期汽轮机改造项目全称“多效蒸发系统装置节能降耗技术改造项目”,是由集团公司批准实施的大型技术改造工程。

公司总工程师、技术部长陈留平说,所谓三期汽轮机改造,是对现有二期MVR 制盐装置盐硝车间压缩机的驱动装置——电机,进行技术革新,利用蒸汽驱动汽轮机代替电机,输出动力直接拖动压缩机,同时利用汽轮机背压气作为一期制盐装置的热能来源,实现蒸汽能源的梯级利用,提高能源利用率,达到节能降耗的目的。

中盐金坛二期年产100 万吨制盐项目于2010年11月正式投产运行,采用的是当时制盐行业最节能的MVR 技术。自这项技术从国外引进以来,成功带动了国内制盐企业使用MVR 的热潮。据不完全统计,2010年以来,至少5 家国内盐企上马的大型制盐装置采用了这项技术,甚至这项技术也在很多下游的氯碱企业得到应用。

“二期建设时,采用的是电能驱动压缩机,之所以没有选用汽轮机驱动,在于当时电价比较稳定,而蒸汽价格却经常变动。”

然而,经过几年的运行,国内经济形势已经发生了很大的变化,上网电价处于高位,燃煤机组的锅炉蒸汽价格却较低。据了解,中盐金坛的两套制盐装置,每年仅耗电就在一亿度以上,加上变压器容量费,用电投入成本很高。

从能源利用方面核算,使用电能驱动是二次能源转化,而直接使用蒸汽驱动则是一次能源转化,且电能经过电网后势必有损耗产生。因此,从物理学意义上讲,用汽轮机驱动的节能效果,是不言而喻的。

实施这项改造要满足三个基本条件:一要有自己的电厂,能够生产50 公斤左右压力的次高压次高温蒸汽;二是要有两套以上的制盐装置,才能保证改造后的装置产生的低压蒸汽被充分利用;三是要有一批成熟的工程技术人员,保证工程顺利实施和后期的稳定运行。

条件可谓苛刻,不过这些中盐金坛都已经具备。

谋划在前,解决工程的“大风险”

谈起三期汽轮机改造,热动负责人王国华、设备负责人王泰、工艺负责人赵营峰、电气仪表负责人孙顺心等都坦言,“理论上可行,但是实际改造过程并非都能一帆风顺。”他们表示,“此次改造能够成功,在于我们前期做了大量的工作,并对风险进行了多方面的攻关与准备。”

很多时候,改造项目往往难于首建项目。

陈留平说,改造工程所需设备,一般没有系统的设备承包商,需要靠企业自己组织。而新建项目大都由完整的设备厂商负责,可以全套供给,并保证备品备件。但是,改造项目时,需要将原有装置拆除,设备要重新配套,还要把设备衔接好,保证运行。这就涉及设备的稳定性、衔接的可靠性;还有就是停车周期不能过长,否则造成的经济损失就会很大。

“另一个大的风险是如何进行设备控制系统的衔接。”陈留平说,“设计汽轮机驱动的控制系统并入原有控制系统,且须能够正常衔接。”

二期压缩机安装在二楼,这意味着改造后的汽轮机也要在此安装。

问题来了:汽轮机转速较快,其振动会不会给厂房带来危险?赵营峰指出,设计论证时考虑了这个问题。

“我们要求设计院进行振动试验。”陈留平说。

经过协调,设计院委托相关高校专门就此问题进行了振动试验。经过试验测算,公司改造工程中的汽轮机振幅在厂房结构所能承受的范围之内,也就是说,振动不是大的风险问题。

王泰指出,改造中使用的汽轮机来自国内某企业。他说,最近国内设备的质量越来越高,已经能够“担此重任”。

那么还有个重要问题需要解决——控制系统的衔接。

光荣而艰巨的任务,落到了金赛盐厂主管陈卫的头上。

国产设备系统与国外设备系统的融合衔接,本身就不是件很容易的事,且需要保证连续性生产。各设备相互关联,当其中某一设备的工艺条件发生变化时,都可能引起其他设备中某些参数或多或少地波动,从而偏离了正常的工艺条件。

沉默寡言的陈卫不负众望,顺利将控制系统衔接到位,为改造工程再添保障。

其实类似的问题还有很多,比如电厂到盐厂的管道敷设,原有管道的改变,对一期生产运行的影响等,都在前期或改造过程中一一解决。

逐项排除,攻克汽轮机振动难题

2018年9月工程一次性开车成功,经多月的运行数据核算,整体能耗大幅下降,体现出了项目技改的效益。

但一些问题还是出现了。

金赛盐厂设备主管黄轶震说,在机组调试阶段曾出现#1 机振动大的问题,当时采取办法将振动控制在合格范围内,并很快得以解决。

随着机组的连续运行,汽轮机振动开始出现无规律小幅波动,波动数值在参考范围内对运行影响不大。

然而,2019年5月初,振动幅度加剧。黄轶震说,发现振动异常后就及时汇报相关领导,并咨询业内及厂家,但未能找出确切故障点及产生原因。

问题有些棘手。因为是首次应用,连厂家都无法解决,只有列出可能出现的问题,逐项排除,持续改进。

经过分析,金赛盐厂列出了14 项可能会导致汽轮机间歇性振动的因素。金赛盐厂联合生产和信息化部确定了排查方案,同时保证在此期间通过设备工况调整及消缺。

金赛盐厂厂长助理张志平说,消缺过程中,振动虽有所控制但还是一直小幅逐步增大,而且振动值达到一定数值时就会出现设备保护跳机。

排查还在继续,但显然并未找到关键点。盐厂继续对设备进行研究,并加速对最后几项因素的排查。

功夫不负有心人,设备本身某个关键点上确实有问题,而且很快被确定。他们制定方案立即干。

2019年11月20日,金赛盐厂利用一天时间进行针对性的维修及改造,并将其它缺陷一并消除。11月21日成功开机至今,汽轮压缩机运行正常,间歇性振动消除。2020年初,金赛盐厂向公司提交了《汽轮机间歇性振动处理报告》。

经过近几个月的运行和验证,汽轮机间歇性振动的问题得到全面解决。

锻炼人才,厚实企业发展“软实力”

公司领导表示,这一改造项目的成功,成为公司“盐电一体化”发展新的例证。

早在收购加怡热电厂时,公司领导就提出了“盐电一体化”的发展布局。而今,电厂与盐厂之间的联系更加紧密,甚至变成了“你中有我,我中有你。”

负责汽轮机的电厂主管潘江胜和黄轶震指出,原本汽轮机就是电厂的设备,现在盐厂也有了,电厂和盐厂在“内容”上真正融为一体。此外,电厂的产品是高压蒸汽,通过汽轮机变成低压蒸汽,再次提供外围市场,其实是把电厂产品链拉长,盐厂生产过程中也参与了电厂低压蒸汽的生产。

对电厂而言,盐厂汽轮机的运行变化,也直接关系到电厂的稳定生产。“所以我们现在采用专用对讲机,保证沟通顺畅。”黄轶震说。

如果说工程改造是“硬功”,那么,锻炼人员和积累经验则是提升“软实力”。

公司领导表示,企业的发展是一个积累的过程,包括人才、经验、技术等的积累,这是企业做大项目的先决条件。三期汽轮机改造,虽然资金量、工程量都不算太大,但是所涉及的技术、专业人才储备,公司都已经具备。相反,如果没有一定的人才积累,就很难完成这项工作。

“我们有自己的电厂,对于汽轮机这种专业知识与操作等,我们有自己的人才,直接可以调用。而制盐、电气、自动化控制等专业人才,更是企业人才积累的一次‘质变’。”公司领导说。

不积跬步无以至千里。“近年来公司不断有大型项目上马,锻炼了企业的工程技术团队,让他们更成熟。尤其在面对大的问题时,他们能够临危不惧,攻坚克难。所以现在国内盐行业经常邀请我们前去指导。”陈留平自豪地说。

“在盐行业,这么多年我们一直在提高质量,节能减排,保持行业的领先地位,我们乐于把经验分享给其他企业,在行业内形成节能减排的良好态势。”公司领导表示,“我们希望国内有条件的企业都可以进行这项改造,中盐金坛先行一步,为同行提供示范和经验。”

其实,汽轮机改造的节能减排效益不仅能让制盐行业受益,同时,还将给水处理、糖产品生产等行业带来变化。这些行业使用汽轮机改造后,将收到节能降耗的良好效果,也能共同推动全社会的节能减排工作的深入开展。

原本二期改造所需的压缩机,因为是用蒸汽驱动,国内还没有设备制造商具备这种成熟的经验。但是项目团队经过与国内外设备制造商反复进行技术交流后,最后公司确定与国内最具实力的压缩机制造企业进行全面的技术合作,从而推进了大型蒸汽压缩机的设计与生产。

可以说,中盐金坛的这次改造,直接撬动了压缩机行业的大变革。

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