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电厂蒸汽使用为什么安装减温减压器/减温器的经济效益?
发布时间:2019-9-11 点击次数:45

电厂蒸汽使用为什么安装减温减压器/减温器的经济效益? 

        电厂蒸汽使用为什么安装减温减压器/减温器的经济效益?我国富煤、缺油、少气,石油对外依存度已达58.7%,天然气对外依存度已超过28.9%,且还在快速上升。某化工企业400万吨/年煤炭间接液化项目,是国家煤炭深加工示范项目,也是目前世界单体规模最大的煤制油项目,具有油品储备的重大意义。其国产率高达98.5%,每天产值可达1500万元,动力厂作为此公司的自备电站,主要为各装置供汽供电,平均每天产汽量在10万吨,共分8个压力等级为全公司为不同生产装置供汽,以满足不同生产装置的用汽需求。蒸汽平衡关系到全公司的安全稳定运行与节能,对本单位自备电厂的蒸汽系统进行优化改造不但可以为全公司节约资金还可以减少设备损耗。
       
减温减压器可以将高压力等级蒸汽输送至低压力等级蒸汽管网,以调节不同等级蒸汽之间的平衡,达到全网管网系统稳定的目的。以某大型化工企业自备电厂管网装置新增减温减压器为例,对新增的四台减温减压器改造前各装置蒸汽分配不足与改造后产生的经济效益进行对比分析,对产生的经济效益进行分析总结,以帮助同类型企业实现经济效益最大化。
        各压力等级蒸汽的负荷分配往往做不到产汽量与用汽量完全相匹配。这就需要利用减温减压器将高压力等级蒸汽输送至低压力等级蒸汽管网,调节不同等级蒸汽之间的平衡,最终以达到全公司的蒸汽平衡,确保化工生产的安全、稳定运行。减温减压器主要通过节流减压和减温水喷淋降等方式将高温高压蒸汽降低为满足不同客户需求的中低压蒸汽。

图1新增
减温减压器的减温减压原理
        为避免高压蒸汽在减温减压过程中引起管线的剧烈振动,本公司新增的减温减压器均为分体式减温减压器,也就是先对蒸汽进行减压再对蒸汽进行降温。具体过程为蒸汽母管来12.5MPa蒸汽,首先通过减压阀的节流元件实现局部压力降低,再通过喷淋减温水(锅炉给水)对蒸汽进行降温,得到4.0MPa或2.2MPa蒸汽供油品合成和净化合成装置开车使用。
管网蒸汽系统优化:
        全厂主要蒸汽管线相互间联络阀增加旁路全厂蒸汽系统中外管网各等级蒸汽均由多根管道并联组成,管道之间由联络阀连接。考虑实际生产中,一般逐根管线建网,整体建网机会较少。在单根管线建网过程中,用联络阀进行暖管不易操作,且暖管时间较长,同时频繁操作易导致阀门故障,阀门带压卡涩后,连通管线无法建网。固优化在2.8MPa、2.3MPa、2.2MPa、1.0MPa、0.5MPa蒸汽系统中,各等级蒸汽管线间联络阀增加旁路,便于管网暖管建网,保护联通阀。
        减温减压器出入口及蒸汽管线上加装测点将各压力等级蒸汽母管压力测点改为3个,并在每台减温压器入口增加温度、压力测点。以保证人员操作有依据,便于暖管建网。
蒸汽、减温水管道增加阀门:
        1)在2.2MPa与2.3MPa联通气动阀前、后增加手动阀。以保证2.2MPa、2.3MPa联通气动阀门出现故障时能够解列交出,不影响生产运行。
        2)在外网高压锅炉给水至每个减温减压器的入口主管上加装总阀,便于
减温减压器减温水管线消漏检修。
疏水改造:
        1)全厂2.8MPa、2.2MPa、0.5MPa蒸汽外网盲头处近100多米无疏水,正常生产运行时排水不畅,易水击。在各等级蒸汽管线盲头末端加装疏水系统。
        2)蒸汽系统建网时,暖管和正常生产时,蒸汽用户处疏水量相对最大。为了防止管道出现水击现象,将各压力等级的蒸汽管线至各用户末端疏水管径由原设计的“1”扩大至“2”,并将疏水管线引至地沟。
        3)由于全厂地势存在高差,4.0/2.2MPa减温减压器出口管线处于较低点,暖管投用过程中疏水较多,暖管投用时间较长,同时易造成水击,在4.0/2.2MPa减温减压器出口手动阀前加装疏水,以利于排水防止管道水击。
        4)设计中4.0/2.8MPa减温减压器出口管线为立管,在末端用户不用汽的情况下,该管段会积有蒸汽凝液,无疏水排放,量少会引起法兰呲开,水量大则会使管线强烈震动。为防止设备损坏及管道震动,在出口阀后加装疏水系统。
改造前生产的不足:
        在生产试车初期,管网装置从高到低减温减压器全部处于全开状态,各用户仍反映试车用汽紧缺。明显反应出用户的需求量较大,仅靠减温减压器供应,无副产蒸汽供应无法保证全公司的蒸汽平衡。
首先,在无副产蒸汽的开车初期,为满足锅炉正常运行,动力厂内部二级高压加热器消耗2.2MPa蒸汽共200t/h,除氧器消耗1.0MPa蒸汽480t/h,一级高压加热器消耗1.0MPa蒸汽144t/h,现有减温减压器无法满足外供其他用户的试车用汽需求。
        其次,次中压蒸汽(2.2MPa)、低压蒸汽(1.0MPa)、低低压蒸汽(0.5MPa)的主要副产于气化装置(甲醇合成装置副产1.0MPa蒸汽约160t/h),而气化装置所产的2.2MPa蒸汽主要依托于合成厂费托装置,所以必须进行提前运行7台气化炉保证副产足量的2.2MPa蒸汽。而在开车初期,一般先建立管网,后满足气化装置、低洗装置、油品合成装置开车,而低洗在开车阶段消耗低压级蒸汽量(1.0MPa)约400t/h,造成开车过程中低等级蒸汽紧缺。
        再次,在全装置开车期间,动力厂使用2.2MPa、其他装置使用4.0MPa蒸汽量较大,而2.2MPa蒸汽只能依靠外网两个减温减压器(12.5/2.2MPa和4.0/2.2MPa,总流量为350t/h)供应,经常出现供不应求现象。4.0MPa蒸汽的使用只能来自气化装置副产蒸汽,使用局限性比较大,为平衡全公司2.2MPa和4.0MPa蒸汽管网用汽需求,在外网新增12.5/4.0MPa和12.5/2.2MPa两台减温减压器有很大的必要性。
        最后,冬季因气温较低,为了保证生产能够正常稳定运行,全厂热水系统、集中伴热等供热系统均要投用,且各装置为确保防冻,部分管线需要就地排放。防冻蒸汽汽源主要来自于低压蒸汽(1.0MPa)和低低压蒸汽(0.5MPa),且各厂实际使用量远大于设计值,如净合厂所需伴热量约250t/h,合成油厂所需伴热量为730t/h。
减温减压器节约的经济效益:
        根据以上原因分析,为了避免低压力等级用量不足易导致溶氧量不合格、给水泵气蚀易造成造成设备损坏,冬季开车易造成全厂大面积冻凝等诸多问题的出现,特在内网增加一台12.5/1.0MPa(300t/h)减温减压器及4.0/2.2MPa(150t/h)减温减压器;外网增加1台12.5/4.0MPa(300t/h)及12.5/2.2MPa(300t/h)减温减压器。不仅保证了开车初期低压力等级蒸汽的正常供应,同时缓解了内、外网4.0MPa蒸汽压差大的问题。
        新增减温减压器投用后将解决本公司装置开、停车期间4.0MPa及2.2MPa管网蒸汽量不足的问题(分别为300t/h和200t/h),同时将大幅缩短煤制油装置开停车时间,保证费托装置提前7天开车。还可以在各装置出现异常情况时,可以及时补充汽源,维持管道蒸汽压力平衡保证各装置安全稳定生产。气化装置利用高压蒸汽将CO和H2O反应变换生成H2和CO2,同时可以副产4.0MPa及2.2MPa蒸汽供净化装置和油品装置开车使用,所以每次装置在整体开车前都必需提前7天运行两套空分装置和7台套气化炉,以满足4.0MPa及2.2MPa蒸汽用户的用量,这样7套气化装置产生的合成气因下游装置未正常开车无法转化而必须通过火炬燃烧,每套气化装置生产合成气量为13万Nm3/h,按照提前7日开7台气化炉计算产气量约在15000万Nm3,转化为甲醇总量可达22400吨,每吨按2200元计算,节约总额约为5000万,将提前7天开车过程中的设备损耗及人力物力的消耗估算进去,节约资金大约在一个亿左右。
        新增的减温减压器在动力厂高压蒸汽系统与中低压蒸汽系统中起到调节作用,平衡多余的高压蒸汽,补充不足的中低压蒸汽。本次新增的四台减温减压器改造对本单位煤炭间接液化项目意义重大,为企业有效节约资本及实现利益最大化。帮助提高我国能源体系抵御风险的能力,抢占后石油时代的技术制高点具有重要意义。