三循汽电双驱水泵节电分析

（中韩（武汉）石油化工有限公司，湖北武汉市，430082）李国顺

近些年公司对节能的关注度越来越高，也采取的很多的方式方法提高节能水平，已将节能深入到了生产现场的每一个环节。此文将水、电、汽三大耗能系统相结合，使能源得到了充分的利用。

1 改造理念

蒸汽压力的分级应该根据各种用户的需求，按逐级利用、供汽平衡的原则来确定。也就是说蒸汽压力按用户需求对口供应，不进行减压处理，才可以充分的利用有效能，从而节约能源。目前武汉分公司一方面需要使用大量外购电；另一方面3#地区域综合车间焦化溶剂再生系统、常压污水汽提系统和中变气脱碳系统均设有重沸器，重沸器加热后的介质温度为120～130℃，需要用0.5MPa蒸汽作重沸器的加热热源，因没有0.5MPa蒸汽管网来提供0.5MPa蒸汽，目前只好采用1.0MPa的蒸汽减温减压后作热源，这就使蒸汽能量的利用率降低了，造成了能量浪费。

针对上述现状，提出将三循4号循环水泵由原来的高压电机驱动改为由汽轮机与电机同时驱动，利用汽轮机将1.1MPa的蒸汽变为0.5MPa。将本来是耗费掉的能量用来驱动循环水泵与转化成电能向电网供电；可以降低武汉分公司的外购电量，节约能源；此外，通过建立3#地区域0.5MPa蒸汽管网，为焦化溶剂再生系统、常压污水汽提系统和中变气脱碳系统的重沸器提供0.5MPa的蒸汽热源，实现了蒸汽压力对口供应，不需要再进行减压利用，大大提高蒸汽能量的利用率。

2 工艺流程简介

来自管网1#蒸汽线的1.0MPa，250℃蒸汽经电动闸阀、主蒸汽速关阀和调节阀进入到单级双支点背压式汽轮机，经过叶轮作功后，从汽缸排出进入0.5MPa蒸汽管网。在排汽管线上装有安全阀和二位式速开速关阀，以确保当背压过高时将一部分蒸汽排入大气。0.5MPa、190℃蒸汽通过3#地区域内本次新建和改建的0.5MPa蒸汽管网送至溶剂再生系统、常压污水汽提系统和中变气脱碳系统作为重沸器的加热热源。同时，由背压式汽轮机或异步交流电机或二者同时驱动的循环水泵将循环水由冷水池升压至的支0.4～0.5MPa后送入管网。

由于汽机所能提供的轴功率取决于溶剂再生系统、常压污水汽提系统和中变气脱碳系统的用汽量。在正常情况下，为满足上述三套系统的用汽，汽机所提供的轴功率大于循环水泵所需的轴功率，此时异步交流电机以发电机的方式运行，汽轮机多余的功率用来驱动异步交流电机向外输出电能;当上述三套系统出现故障，导致用汽量大幅减少，相应的汽轮机的功率大幅度减小，若汽轮机所能提供的轴功率不足以带动循环水泵，此时异步交流电机以电动机的方式运行，从电网补充一部分功率来驱动循环水泵;当汽轮机所能提供的轴功率与循环水泵所需的功率相匹配时，此时异步交流电机作为功率平衡器运行;当汽轮机的供汽中断或0.5MPa蒸汽无用户使用时，除了在控制室关闭主汽阀外，还可在现场按就地仪表箱停机按钮或手拍危急遮断连杆的手柄，使主汽阀脱钩关闭，致使汽轮机不工作，此时异步交流电机作为电动机驱动水泵，并带着汽轮机空转。

正常情况下，0.5MPa蒸汽管网的压力由汽轮机来调节。当机组故障时，由调压旁路将1.1MPa(A)蒸汽调压至0.4～0.65MPa，补入0.5MPa蒸汽管网。

3 汽电双驱水泵系统主要设备简介

3.1 汽轮机

汽轮机参数（见表1）；汽轮机结构说明①汽轮机型式：快装双支点冲动单级背压式；转向：从汽轮机看水泵，汽轮机为顺时针；布置方式：单层；进汽阀型式：速关-调节组合阀；联轴器型式：金属叠片挠性联轴器；润滑方式：非强制甩油环润滑。②保护装置：轴承箱上部装有电磁铁，电磁铁与速关阀用可断开的连杆连接。当触发联锁或手动按紧急停机按钮时，电磁铁得电，连杆被吸附，使其与速关阀侧连杆断开，速关阀关闭。

表1 汽轮机参数

3.2 异步电机

电机参数（见表2）；异步电机具有两种状态，既可作为电动机使用，也可以作为发电机使用。在电机合闸并网条件下，当原动机提供的转速低于电机的同步转速时，此时为电动机状态；当原动机拖动电机，使电机转速超过同步转速时，此时电机从电网吸收无功功率，电机便由电动机状态转变成发电状态。发电时的电压始终与电网电压保持一致。

表2 电机参数

3.3 调速器

汽轮机的调速器型号为TG-17，是液力机械调速器，这种调速器的结构非常简单，安装位置特别灵活，使用和维护保养也很方便，它用液力传动，通过金属连杆带动调节阀，来控制阀门的开度，进而调节汽轮机的转速。主要用在非恒速的汽轮机上。其控制系统方块图见图1。

图1 控制系统方块图

3.4 水泵参数（见表3）

表3 水泵参数

4 汽电双驱水泵系统的操作过程简介

按通用操作步骤进行暖管与暖机。暖机结束后，对汽轮机进行逐步升速，当转速升至2550r/min（汽轮机转速的85%）时，电机自动合闸，此时由电机带动汽轮机与水泵运转，转速表上显示的转速为电机转速非汽轮机转速。继续进行汽化机升速操作，当汽轮机转速超过电机的同步转速时，异步电机作为发电机向全厂电网供电。若出现超速、速瓦温度过高、振动过大，汽轮机将触发联锁跳闸。

5 节能情况分析

表4展示了汽轮机在不同工况下的节电情况。

表4 节能情况分析表

6 结论

此系统结构简单，操作简便，运行平稳，对入进口蒸汽压力要求不高。如果电机突然停电，4号循环水泵也可以在汽轮机的驱动下运行，可以保证平稳生产。且此系统充分利用了原本浪费掉的能量，消除了蒸汽浪费现象，三循4号泵电机耗电量减小或不耗电，可向全厂电网供电。