化肥厂汽轮机组的工艺优化

胡海兰 赵捷（兰州石化公司研究院）

化肥厂汽轮机组的工艺优化

胡海兰 赵捷（兰州石化公司研究院）

某石化公司化肥厂2#汽轮机组存在发电量损失大、热转化效率低的问题。为此，在化肥厂停车检修时，对汽轮机组进行了配套改造。多产蒸汽通过2#发电机组发电，抽汽部分输出，提供给丙烯酸装置，从而使丙烯酸车间摆脱对电厂供汽的依赖。增大机组抽汽量后，装置能耗降低，节能效果显著。

化肥厂 汽轮机 优化 节能

某石化公司化肥厂2#汽轮机装置采用抽汽背压式 （EHNK40/56/20型） 汽轮机，1997年建设，2000年6月投用。该汽轮机发电能力为18 000 kWh，采用DCS控制系统。2#汽轮机的物料平衡主要是蒸汽平衡，来自10 MPa蒸汽管网的高压蒸汽进入汽轮机，机组抽汽并入2.50 MPa蒸汽网管，排汽并入1 MPa蒸汽管网。

1 存在问题

化肥厂动力车间2#汽轮机为抽汽背压式汽轮机，主蒸汽压力为10 MPa，温度480～520℃，抽汽压力2.5 MPa，温度290～320℃，设计排汽压力为1 MPa，因为抽汽后的2.5 MPa蒸汽没有用户，导致抽汽量达不到设计值，蒸汽利用效率降低。

1）为了满足硝酸车间的需要，排汽压力保持在1.3 MPa左右，与设计值1 MPa相差较大。

2）原先抽汽后的2.5 MPa蒸汽去锅炉给水泵透平做功，后来锅炉给水泵改为电动机驱动，这部分抽汽无用户，导致2#汽轮机停止抽汽。

3）大量的蒸汽通过减温减压器到用户，造成发电量损失很大。

4）2#汽轮机在高背压、低抽汽量的工况下运行，导致热转化效率较低。

2011年8月化肥厂停车大检修，车间利用停车机会进行配套改造。

2 优化方案

方案为化肥厂蒸汽系统整体优化的拓展部分，通过动力车间锅炉多产汽，将这部分多产蒸汽通过2#发电机组发电，抽汽部分（此部分蒸汽原从电厂购买）提供给丙烯酸装置，从而使丙烯酸车间摆脱对电厂供汽的依赖。供给丙烯酸装置的中压蒸汽为20 t/h。

在化肥厂大检修后，锅炉生产平稳后实施如下步骤：

◇记录1#减温减压器的开度和2#发电机组的操作参数、发电量；

◇打开抽汽连通阀；

◇观察减温减压流量和抽汽流量，以求得最佳的匹配量；

◇操作稳定后，记录抽汽的流量。

3 方案实施与效果

优化方案自2011年10月开始实施。2011年11月，抽汽负荷从10 t/h增加到35 t/h。

2011年10月，大检修结束后，2#汽轮机开车运行，在锅炉负荷未变的情况下，2#发电机的抽汽从10 t/h增加到35 t/h，发电负荷每小时从4000 kW增加到8000 kW，发电量提高了100%（表1）。

表1 方案实施前后的操作参数对比

经过一段时间的观察，汽轮机排汽压力和温度均达到设计要求。抽汽量由10 t/h增加到40 t/h，发电负荷每小时由4000 kW提高到9000 kW。

由此可见，通过对化肥厂蒸汽系统的整体优化，增加了2#汽轮发电机的抽汽量，使汽轮机抽汽流量达到设计要求，实现了透平机组高效运行、合理使用不同梯级蒸汽的目标。工艺优化后的节能效果见表2。

表2 方案实施后节能效果

4 结束语

某石化公司化肥厂2#汽轮机组经工艺优化改造，增加了2#汽轮发电机的抽汽量，发电负荷也提高了100%，部分抽汽提供给丙烯酸装置，使丙烯酸车间摆脱对电厂供汽的依赖。

表3 电能质量监测不合格情况统计

5）计量效益显著上升，提高了单井电量的计量准确度。经统计，该线路单井平均电量计量误差由治理前的3.3%下降到治理后的1.47%，达到了单井电量计量的技术要求。

6）提高了电网可用容量。谐波电流在电网中流动会产生有功功率损失，它构成了电网线损的一部分，对电网的经济运行很不利。谐波源外送的谐波有功功率是由从电网吸收的基波有功功率的一部分转化而来的，由此减少了电网可用容量，同时谐波功率本身即构成了经济损失。

5 结束语

开展油井低压供电系统电能质量技术研究是一项复杂的系统工程，只有通过积极推广应用无谐波油井变频控制柜或低谐波油井变频控制柜，才能从源头上把好油井低压供电系统电能质量关。要持续做好油井变频控制柜谐波污染治理技术研究与应用工作，着力解决影响油井变频控制柜产生谐波信号的关键技术问题，落实谐波信号抑制各项技术措施，及时消除因油井变频控制柜等节能电气设备的大量应用而造成电能质量不合格的问题。同时，要加强油井低压供电系统谐波信号跟踪监测，做好谐波污染源治理，从而确保油井低压供电系统电能质量。

[1]朱益飞.提高油田电网电能质量的探讨[J].电能质量, 2011,1(10):117-120.

[2]朱益飞.油田变频器的谐波危害及对策措施[J].电能质量,2012,2(2):92-108.

[3]能源部电力司.GB/T 14549—1993电能质量公用电网谐波[S].北京：中国标准出版社,2008.

（收稿日期：2015-01-03）

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.007.015

2015-04-02）

胡海兰，高级工程师，2010年毕业于华东理工大学，从事能量优化技术研究工作，E-mail：cnhhl@163.com，地址：甘肃省兰州市西固区清水街17号兰州石化公司研究院，730060。