纯碱生产过程中低压蒸汽能量梯级利用初探

2018-03-27

纯碱工业 2018年3期

(连云港碱业有限公司，江苏连云港 222042)

纯碱生产过程中需要大量的蒸汽与电力。随着产能的不断扩大，耗电、耗汽量也在逐年增加，对工厂的经济性及安全性都带来了不利的影响——汽电平衡非常困难。因此降低全厂能耗成为了节能工作的重点。

连云港碱业有限公司蒸汽系统尽管在设计时就充分考虑了能量的梯级利用，如热电装置的蒸汽去重碱压缩汽轮机拖动压缩机后排出低压汽，用于重碱的蒸馏装置；热电锅炉的中压汽进入2#汽轮机，通过抽汽产生1.6 MPa的蒸汽供制钙车间和重灰煅烧炉使用，产生0.5 MPa蒸汽供除氧器使用同时也送入全厂低压蒸汽管网；重灰煅烧炉使用蒸汽后产生的高温冷凝水经过闪发器产生低压蒸汽，送到蒸汽管网等。但低压蒸汽的梯级利用和节能减排仍有较大潜力。

连云港碱业有限公司的低压汽系统，主要来源于热电装置1#发电机的背压排汽、2#机二抽、重碱装置的压缩机排汽及重灰闪发器的排汽，管网运行绝对压力大约0.3 MPa， 2#机二抽抽汽口的绝对压力通常在0.45～0.55 MPa，运行时通过二抽电动门节流排入低压汽管网和向除氧器供汽，而除氧器的工作压力仅为0.15 MPa左右，在二抽与除氧器之间存在着明显的压差损失，能量被白白地流失掉。通过热力机械回收这部分压差能量损失，可实现这部分低压汽的能量梯级利用。

1 工业汽轮机的工作原理与应用情况

工业汽轮机结构比较简单，通常采用单级或单列复速级。最关键的部件是喷嘴和动叶栅。喷嘴的作用是把蒸汽的热能转换成动能，实现能量第一次转换，而动叶栅则是将喷嘴喷射出的高速汽流转换成转子的旋转机械能，实现能量的第二次转换。

工业汽轮机利用企业管网的余热驱动水泵、风机等辅机运行，在热电厂和城市供热系统、化工行业中得到了推广应用，成为企业节能降耗，提高经济效益的一条重要途径。而我公司的现场工艺条件基本上能满足工业汽轮机的应用。

2 工业汽轮机在我公司应用的可行性

2.1 可行性分析

工业汽轮机进汽压力要求范围宽，可以根据余热资源情况进行设计。2#机二抽的出口压力多数情况下在0.45～0.55 MPa之间运行，选择铭牌进汽压力为0.5 MPa的工业汽轮机，基本上能满足回收压差能量损失的要求；四台除氧器的低压汽消耗量大致在25 t左右，基本上可以满足二台400 kW工业汽轮机运行的需要，将汽轮机的排汽直接进入除氧器，全部利用，并且不浪费。一台给水泵的轴功率为320 kW，因此应用工业汽轮机驱动给水泵运行是可行的。

2.2 设计与应用

为了减少抽汽压力的波动而影响工业汽轮机的运行，我们寻求供应商根据实际低压汽参数对工业汽轮机进行个性化设计，以适应我公司实际绝对抽汽压力0.45 MPa运行的需要。并且由于增加了二抽，发电量还会增加一部分，故在新的电平衡下，提高了抽汽机组的经济性。

3 改造对厂用电的影响分析

锅炉电动给水泵是热电厂耗电大户，我公司的热电车间共有五台电动给水泵，单台泵电机功率为440 kW,轴功率320 kW,正常情况下是四开一备，每小时耗电量近1 300 kWh,约占全厂用电量的1/12，约占我们热电厂自身用电量的1/4，因此产生的结果是发电机上网量减少、购网量增加。两台电动给水泵改为由低参数工业汽轮机驱动后，相当于每小时节电640 kWh，一天节电15 000 kWh,一年按运行300天，电费0.5元计算：300×15 000×0.5=225万元,除去各类成本费用，净利润在150万以上，经济效益可观。