1 存在問題

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(shí)開13～14臺爐制氣，配套6臺C600-1.3型空氣鼓風(fēng)機(jī)(風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速2 900 r/min，電機(jī)轉(zhuǎn)速2 960 r/min，軸功率350 kW，配用電機(jī)功率440 kW)，4開2備，每臺風(fēng)機(jī)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(fèi)。

2 技改方案

由于6臺鼓風(fēng)機(jī)安裝在同一廠房內(nèi)，其配套的電動機(jī)為雙伸軸電動機(jī)，決定在常開的4臺鼓風(fēng)機(jī)的電動機(jī)后端各安裝1套熱功汽輪機(jī)，通過聯(lián)軸器與電動機(jī)后側(cè)的主軸連接。汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力0.80 MPa、排汽壓力0.08 MPa，熱功汽輪機(jī)拖動造氣鼓風(fēng)機(jī)和其配套的異步電動機(jī)同步運(yùn)行，從而實(shí)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(jī)進(jìn)汽可直接使用0.80 MPa管網(wǎng)的低壓蒸汽，排汽直接進(jìn)入造氣爐前的蒸汽緩沖罐內(nèi)。同時(shí)，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(jì)的蒸汽減壓系統(tǒng)仍繼續(xù)使用。

改造項(xiàng)目包括：增加汽輪機(jī)基礎(chǔ)、汽輪機(jī)進(jìn)汽蒸汽管道(DN200 mm)、進(jìn)汽隔離閥(DN200 mm，PN1.6)、汽輪機(jī)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(jī)的保護(hù)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(jī)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(jī)主要技術(shù)參數(shù)

3 工藝流程

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(jī)進(jìn)汽管道上的隔離閥后進(jìn)入汽輪機(jī)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(jìn)入熱功汽輪機(jī)，驅(qū)動造氣鼓風(fēng)機(jī)做功(450 kW)，背壓出來的蒸汽(壓力為0.08 MPa、溫度為170～180 ℃)進(jìn)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(jī)的長周期運(yùn)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。

4 運(yùn)行效果及經(jīng)濟(jì)效益

田悅分公司的4臺熱功汽輪機(jī)自2013年4月 底及5月初逐臺投用后，運(yùn)行較穩(wěn)定，基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

(1)該項(xiàng)目總投資120萬元，其中，4臺熱功汽輪機(jī)共92萬元，汽輪機(jī)基礎(chǔ)及所屬管道、閥門、安裝等費(fèi)用28萬元。

(2)改造后，根據(jù)生產(chǎn)報(bào)表統(tǒng)計(jì)顯示，汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在3 000 r/min，電機(jī)基本不做功。按4臺C600型風(fēng)機(jī)共節(jié)電900 kW、年運(yùn)行時(shí)間330 d、電價(jià)0.43/(kW·h)計(jì)，每年可節(jié)約電費(fèi)306.5萬元。