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抽凝機(jī)組改造為雙抽背機(jī)組效益與安全性取舍

文檔作者：崔素玉張玉峰崔健鋒于爾亮文檔來源： 1．雙聯(lián)化工有限責(zé)任公司 2．伊寧電力機(jī)械設(shè)備有限責(zé)任公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年06月05日
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純堿工業(yè)
抽凝機(jī)組改造為雙抽背機(jī)組效益與安全性取舍
崔素玉 。張玉峰 ，崔健鋒 ，于爾亮
(1．雙聯(lián)化工有限責(zé)任公司，河北石家莊050200；2．伊寧電力機(jī)械設(shè)備有限責(zé)任公司，河北保定071051)
摘要：闡明將抽凝機(jī)組改造為抽背壓機(jī)組過程中，需對(duì)通流結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新調(diào)整設(shè)計(jì)，但在注重效率
與經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，安全性要始終作為首要問題考慮，本文用改造實(shí)例進(jìn)行說明
關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；抽凝式；抽背式；雙抽背機(jī)組；熱力計(jì)算：改造；安全性
中圖分類號(hào)：TK249．3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C 文章編號(hào)：1005～8370(2014)03—10—04
近年，隨著工信部《工業(yè)節(jié)能“十二五”規(guī)劃》與
國家四部委《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的若干規(guī)定》推行，
其中關(guān)于熱電聯(lián)產(chǎn)與懲罰性電價(jià)的某些條文無疑對(duì)
作為節(jié)能減排核心領(lǐng)域之一的火電、化工等高耗能
企業(yè)起到了約束與導(dǎo)向的作用。一些電廠或企業(yè)自
備電廠開始進(jìn)行大規(guī)模的改造，如：300 Mw 機(jī)組連
通管打孔抽汽、100 Mw 抽凝機(jī)組改造為區(qū)域性供
熱背壓機(jī)組、中小型抽凝機(jī)組改造為背壓、抽背機(jī)
組，使用新型葉片改造通流部分等項(xiàng)目，經(jīng)濟(jì)性與政
策性原因并存。以上形式，都是提高機(jī)組效率的一
種可行的方式方法。但在實(shí)際改造過程中，往往會(huì)
遇到經(jīng)濟(jì)效益與安全性相矛盾的問題，所以，改造必
須從科學(xué)角度出發(fā)，不能為了追求效率與經(jīng)濟(jì)性而
盲目進(jìn)行，安全始終是首要問題。筆者在一臺(tái)5O
MW 機(jī)組改造過程中就遇到過類似的取舍問題。
1 機(jī)組概況
某化工集團(tuán)有一臺(tái)C50～8．89／0．98機(jī)組，系
高溫高壓機(jī)組，共19級(jí)，熱力系統(tǒng)回?zé)岢槠譃?
臺(tái)高加，3臺(tái)低加，1臺(tái)高壓除氧，其中1#高加抽汽
量額定負(fù)荷為13．20 t／h，壓力為2．79 MPa(a)，工
業(yè)抽汽壓力0．981 MPa(a)，額定抽汽量為120 t／h。
由于工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)能增加，同時(shí)為了提高熱效率，提出
將機(jī)組做出改造，要求機(jī)組工業(yè)抽汽壓力提高到
1．35 MPa(a)左右，同時(shí)增加一路壓力為大于2．55
MPa(a)、供汽量35～40 t／h的高壓抽汽。背壓排
汽壓力為0．59 MPa(a)，供造氣崗位使用，即改造為
雙抽背機(jī)組。
2 改造中的問題
對(duì)于該機(jī)改造方式安全問題，主要集中在后汽
缸溫度控制和機(jī)組通流部分調(diào)整后結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面。
對(duì)于改造后汽缸安全溫度控制，我們應(yīng)用組合
降溫裝置，這套裝置已經(jīng)在3MW一50MW 機(jī)組中
實(shí)際應(yīng)用，已經(jīng)運(yùn)行3年以上，實(shí)踐證明是安全可行
的。但是對(duì)于原高加增加抽汽量，工業(yè)抽汽壓力由
原設(shè)計(jì)0．981 MPa(a)提高到1．35 MPa(a)左右，為
了達(dá)到最佳效率，則要對(duì)各級(jí)焓降重新分配，必須經(jīng)
過詳細(xì)的熱力計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算確定最佳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
為此，我們根據(jù)額定進(jìn)汽工況270 t／h，做出整
機(jī)熱力計(jì)算并得出最佳結(jié)構(gòu)方式。即去掉第9級(jí)。
去掉第9級(jí)后，前8級(jí)工作狀態(tài)基本接近原設(shè)計(jì)水
平，內(nèi)功率達(dá)到35 000 kW。高抽則采用從5級(jí)后
(原高加抽汽管道)抽出。
針對(duì)原高加抽量增加后，我們計(jì)算了在不同抽
汽量時(shí)，抽汽口壓力及級(jí)前后壓差的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)增
大進(jìn)汽量，該級(jí)前后壓差增大，在最大進(jìn)汽量308 t／
h、抽汽40 t／h時(shí)，該級(jí)前后壓差增加至0．97 MPa
(a)，如表3、表4。
從圖l、圖2可以看出，高抽抽汽40 t／h時(shí)，總進(jìn)
汽量只能在280 t／h以上時(shí)才能抽出，隨著進(jìn)汽量的
增加，第5級(jí)前后壓差增大，在308 t／h進(jìn)汽量時(shí)候，
可達(dá)到0．97 MPa(a)。抽汽量越少，進(jìn)汽量越大時(shí)，
該級(jí)前后壓差越大，隔板撓度也越大。在高抽25 t／h
2014年第3期 崔素玉，等：抽凝機(jī)組改造為雙抽背機(jī)組效益與安全性取舍 11
表1 270 t／h進(jìn)汽工況熱力計(jì)算一覽表(熱力特性計(jì)算書；11級(jí)后略)
流量，kg／h 270 000 264 840 264 840 264 840 264 840 251 640 251 640 233 160 233 160 94 270
級(jí)后溫度?！?490．4 466．4 443．4 419．2 391．5 368．3 335．9 308．7 275 214．4
級(jí)后焓，kJ／kg 3 396．3 3 353．7 3 309．7 3 263．7 3 216．5 3 166．6 3 110．9 3 060 2 997 2 886．5
級(jí)后壓力，MPa 5．936 4．9864 4．1532 3．4173 2．7932 2．232 1_7267 1．3521 0．9795 0．4791
級(jí)前后壓差，MPa 0．95 0．8332 0．7359 0．6241 0．5612 0．5053 0．3746 0．3726 0．5004
級(jí)內(nèi)功率，kW 5 791 3 132．3 3 346．7 3 506．8 3 596．3 3 613．3 4 012．1 3 461．4 4 233．3 2 885
ΣNI一35 000 kW
表3高抽40 h進(jìn)汽量和抽汽口壓力及該級(jí)前 芋 尸l抽^ ( Pa)
表4 高抽25 h進(jìn)汽量和抽汽口壓力及該級(jí)前后壓差的關(guān)系
250 260 270 280 290 300 310 G (tha)
圖1 最大進(jìn)汽量和抽汽量關(guān)系曲線
3．1
3．O
2．9
2．8
2．7
2．6
2．5
250 260 270 280 290 300 310 G (tn1)
圖2 不同高抽抽汽量、抽汽口壓力和進(jìn)汽量關(guān)系曲線
時(shí)，進(jìn)汽量308 t／h時(shí)，抽汽口壓力達(dá)到了3．06 MPa
(a)，隔板前后壓差更是達(dá)到了1．03 MPa(a)。為此，
在這個(gè)工況下我們對(duì)必須對(duì)該級(jí)隔板進(jìn)行計(jì)算與校
核，以驗(yàn)證其安全性，否則可能影響安全運(yùn)行。
根據(jù)隔板數(shù)據(jù)匯總，我們采用華爾法對(duì)隔板強(qiáng)
度和撓度進(jìn)行校核。計(jì)算結(jié)果顯示，當(dāng)隔板前后壓
差達(dá)到1．O3 MPa(a)時(shí)候，隔板體應(yīng)力為1471．86
kg／cm ，隔板撓度為2．64 mm，而原機(jī)組通流動(dòng)靜
間隙該級(jí)設(shè)計(jì)小于3 mm。以上計(jì)算結(jié)果說明，在
l2 純堿工業(yè)
低抽汽量、高進(jìn)汽量工況下運(yùn)行，是一個(gè)很危險(xiǎn)的工
況。如遇高抽熱用戶負(fù)荷發(fā)生波動(dòng)，將會(huì)造成動(dòng)靜
部分摩擦事故發(fā)生，一旦因隔板彎曲發(fā)生動(dòng)靜部分
摩擦，變形隔板與葉輪發(fā)生嚴(yán)重碰撞時(shí)，將會(huì)引起推
力軸承、隔板、葉輪等設(shè)備部套嚴(yán)重?fù)p壞。針對(duì)以上
情況，根據(jù)熱力計(jì)算結(jié)果雖然優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后效率
提高，內(nèi)功率較高(見表3)，但是同時(shí)，這種結(jié)構(gòu)設(shè)
計(jì)方案嚴(yán)重影響安全運(yùn)行。從安全角度出發(fā)，我們
否決了這一方案。
3 解決方案
針對(duì)以上問題的出現(xiàn)，我們重新考慮了整個(gè)改
造方案。同時(shí)我們也對(duì)保留第9級(jí)作出了比較計(jì)
算，結(jié)果如表5。
表5 270 t／h進(jìn)汽工況熱力計(jì)算一覽表
流量，kg／h
級(jí)前壓力，MPa
級(jí)前溫度，℃
級(jí)前焓，kJ／kg
級(jí)后壓力，MPa
級(jí)等熵焓降，kJ／kg
級(jí)前后壓差，MPa
級(jí)內(nèi)效率，
270 000 264 840 264 840 264 840 264 840 229 840 229 840 229 840 229 840 129 840 129 840
8．38 6．03 5．1 4．21 3．48
535
3 475
6．03
1l3
O．644
494 470 444 418．5
2．84
391
Z．37
369
lI 98
346
3 403．9 3 362．8 3 314．7 3 266．1 3 215．5 3 173．2 3 130．9
5．1
55．3
0．93
O．819
4．21
59
0．89
0．818
3．48
60．7
0．73
0．799
2．84
62．8
0．64
0．806
2．37
51．5
0．47
0．818
1．98
51．5
0．39
O．82
1．67
47．7
0．31
0。818
1．67
326
3 092
1．37
50．2
0．3
0．82
級(jí)內(nèi)功率，kW 5 459 3 329 3 552 3 566 3 723 2 689 2 696 2 493 2 630
1．3 0．72
302 247
3 047．6 2 945
O．72 O．59
146．5 38．5
O．58 0．13
0．699 0．768
3 694 l 067
ΣN1=39 876 kW
從以上熱力計(jì)算可以看出，雖然這一方案比較
以前去掉第9級(jí)方案少發(fā)出103 kw 功率(額定工
況下)，但是保留第9級(jí)后，第9級(jí)能承擔(dān)50．2 kJ／
kg左右的焓降，前面各級(jí)的焓降都有所減少，壓力
有所增加，級(jí)前后壓差有很大的改善，特別是第5級(jí)
前后壓差，由原來的最大進(jìn)汽量308 t／h時(shí)0．97
MPa降低到0．73 MPa(a)，降低了0．24 MPa(a)，
與原設(shè)計(jì)典型運(yùn)行工況相接近。而且，保留第9級(jí)
后，抽汽投運(yùn)工況也有所改善，原來小于250 t／h不
能正常投入，現(xiàn)在210 t／h以下時(shí)才不能投入。這
2014年第3期 劉立安：防堵陣列式風(fēng)量測(cè)量裝置在輕灰流化床上的應(yīng)用
防堵陣列式風(fēng)量測(cè)量裝置在輕灰流化床上的應(yīng)用
劉立安
(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山063305)
摘要：闡述了防堵陣列式風(fēng)量測(cè)量裝置的構(gòu)成、工作原理、技術(shù)特點(diǎn)以及流化床風(fēng)室流量測(cè)量的改
造方案。
關(guān)鍵詞：風(fēng)量測(cè)量裝置；防堵；陣列式；輕灰流化床；應(yīng)用
中圖分類號(hào)：TH814 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C 文章編號(hào)：1005—8370(2014)03—13—03
輕灰流化床俗稱豎起來的煅燒爐，它的進(jìn)風(fēng)室
流量是流化床穩(wěn)定運(yùn)行的重要參數(shù)。過去一直沿用
測(cè)量風(fēng)室壓力問接反映進(jìn)風(fēng)流量，缺陷是當(dāng)風(fēng)室堵
的時(shí)候用壓力就很難判斷流量。以前也嘗試用彎管
流量計(jì)測(cè)量，由于直管段短，介質(zhì)含堿塵，安裝位置
不理想沒有成功。有一種熱電廠專門測(cè)量風(fēng)量的傳
感器—— 防堵陣列式風(fēng)量測(cè)量裝置，這種流量計(jì)采
用畢托管測(cè)量原理，有本質(zhì)防堵功能，免維護(hù)，針對(duì)
流化床循環(huán)爐氣介質(zhì)的特點(diǎn)，采用這種風(fēng)量測(cè)量裝
置測(cè)量試用幾個(gè)月，效果非常理想。
壓變送器組成，并連接顯示，記錄、積算、調(diào)節(jié)儀表或
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成流量的檢測(cè)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
測(cè)風(fēng)裝置安裝在風(fēng)量傳輸?shù)墓艿郎?，將介質(zhì)的
流量變換成差壓信號(hào)；差壓變送器將差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換
成與介質(zhì)流量相對(duì)應(yīng)的統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，以進(jìn)
行顯示，累積和調(diào)節(jié)控制。
2 防堵陣列式風(fēng)量測(cè)量裝置的工作原理
1 防堵陣列式風(fēng)量測(cè)量裝置的組成
2．1 工作原理
防堵陣列式風(fēng)量測(cè)量裝置是由測(cè)風(fēng)裝置和微差 防堵陣列式風(fēng)量測(cè)量裝置基于S型畢托管測(cè)量
個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是安全可靠的。
從安全與運(yùn)行角度考慮，機(jī)組最后結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)定
為11級(jí)，否決撤掉9級(jí)的方案。
該機(jī)組改造歷時(shí)2個(gè)月，由保定市伊寧電力機(jī)
械設(shè)備有限公司承擔(dān)，開機(jī)試運(yùn)一次并網(wǎng)成功，各項(xiàng)
指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)目的。目前，該機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行
3年，為節(jié)能降耗作出了巨大貢獻(xiàn)。
4 結(jié) 論
改造最大限度的利用原有設(shè)備，將高耗能設(shè)備改造
為完全符合國家政策的節(jié)能型設(shè)備，是有計(jì)劃性、階
段性的節(jié)能方式，這種改造不必對(duì)本體進(jìn)行大規(guī)模
的變動(dòng)，熱力系統(tǒng)也是充分利用原有設(shè)施。該抽凝
機(jī)組改造后，投入運(yùn)行2．5個(gè)月即收回全部投資，無
論是投資回收期還是費(fèi)效比都是相當(dāng)可觀的。但是
無論哪種方案實(shí)施，經(jīng)濟(jì)性與安全性相比，安全性始
終是首要的問題。
收稿日期：2014—04—01
舊機(jī)組改造受相對(duì)內(nèi)效率、機(jī)械效率、發(fā)電機(jī)效 作者簡(jiǎn)介：崔素玉，男，工程師，石家莊雙聯(lián)化工集團(tuán)副總裁，主要從
率等影響無法與原始設(shè)計(jì)機(jī)組相比，但是這種節(jié)能 事集團(tuán)生產(chǎn)和技術(shù)管理工低

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