山西蘭花科創(chuàng)田悅化肥分公司(以下簡稱田悅分公司)造氣工段現(xiàn)有Φ2 650 mm/2 800 mm錐形夾套造氣爐16臺,共分4套系統(tǒng)(每套系統(tǒng)4臺爐),正常生產(chǎn)時開13~14臺爐制氣,配套6臺C600-1.3型空氣鼓風(fēng)機(風(fēng)機轉(zhuǎn)速2 900 r/min,電機轉(zhuǎn)速2 960 r/min,軸功率350 kW,配用電機功率440 kW),4開2備,每臺風(fēng)機供1套系統(tǒng)的造氣爐風(fēng)量。造氣爐在制氣過程中,需0.60 MPa的外供過熱蒸汽(40 t/h)經(jīng)減壓至0.08 MPa后入蒸汽緩沖罐(每套系統(tǒng)設(shè)有1臺蒸汽緩沖罐),作為造氣爐制氣的汽源,存在極大的浪費。
由于6臺鼓風(fēng)機安裝在同一廠房內(nèi),其配套的電動機為雙伸軸電動機,決定在常開的4臺鼓風(fēng)機的電動機后端各安裝1套熱功汽輪機,通過聯(lián)軸器與電動機后側(cè)的主軸連接。汽輪機進汽壓力0.80 MPa、排汽壓力0.08 MPa,熱功汽輪機拖動造氣鼓風(fēng)機和其配套的異步電動機同步運行,從而實現(xiàn)節(jié)電和異步發(fā)電節(jié)能。
為了提高造氣爐的制氣效率,熱電車間送至造氣工段的蒸汽不再需要噴水降溫,汽輪機進汽可直接使用0.80 MPa管網(wǎng)的低壓蒸汽,排汽直接進入造氣爐前的蒸汽緩沖罐內(nèi)。同時,為了確保造氣爐制氣所用蒸汽量的充足,緩沖罐前原設(shè)計的蒸汽減壓系統(tǒng)仍繼續(xù)使用。
改造項目包括:增加汽輪機基礎(chǔ)、汽輪機進汽蒸汽管道(DN200 mm)、進汽隔離閥(DN200 mm,PN1.6)、汽輪機排汽管道(DN300 mm)以及排汽隔離閥(DN300 mm,PN1.6)等。此外,還需要為每臺汽輪機的保護及控制系統(tǒng)提供200 W的交流電源(220 V)和4 t/h左右的軸承冷卻水等。新增B0.45/0.80/0.08型熱功汽輪機的主要技術(shù)參數(shù)見表1。
表1 B0.45/0.80/0.08型熱功汽輪機主要技術(shù)參數(shù)
來自外管網(wǎng)壓力為0.80 MPa、溫度為240~250 ℃、流量為10 t/h的過熱蒸汽,通過汽輪機進汽管道上的隔離閥后進入汽輪機的主氣門(速關(guān)閥),再經(jīng)自調(diào)閥(手動控制或自動控制)后進入熱功汽輪機,驅(qū)動造氣鼓風(fēng)機做功(450 kW),背壓出來的蒸汽(壓力為0.08 MPa、溫度為170~180 ℃)進入造氣爐前的蒸汽緩沖罐,供造氣爐制氣使用。為了保證汽輪機的長周期運行,其軸承冷卻水采用合成循環(huán)水,冷卻后的水仍返回至合成循環(huán)水系統(tǒng),再經(jīng)冷卻后繼續(xù)循環(huán)使用。
田悅分公司的4臺熱功汽輪機自2013年4月 底及5月初逐臺投用后,運行較穩(wěn)定,基本上達到了設(shè)計要求,節(jié)能效果和經(jīng)濟效益顯著。
(1)該項目總投資120萬元,其中,4臺熱功汽輪機共92萬元,汽輪機基礎(chǔ)及所屬管道、閥門、安裝等費用28萬元。
(2)改造后,根據(jù)生產(chǎn)報表統(tǒng)計顯示,汽輪機的轉(zhuǎn)速控制在3 000 r/min,電機基本不做功。按4臺C600型風(fēng)機共節(jié)電900 kW、年運行時間330 d、電價0.43/(kW·h)計,每年可節(jié)約電費306.5萬元。