大型合成氨廠(chǎng)循環(huán)水泵的節能技術(shù)改造

第30卷第2期石油化工應用Vol.30 No.22011年2月PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATIONFeb. 2011大型合成氨廠(chǎng)循環(huán)水泵的節能技術(shù)改造趙凱智，張萬(wàn)偉,焦玉香(中國石油寧夏石化公司,寧夏銀川750026)摘要:寧夏石化公司 第二套大化肥裝置循環(huán)水設計水量32 000 m'h,循環(huán)水泵六臺,四開(kāi)兩備泵的軸功率1 500kw,電機功率2 000 kW ,給水壓力0.55 MPa,回水壓力0.35 MPa。運行中發(fā)現設計余量過(guò)大，能耗高。隨著(zhù)國家對企業(yè)節能.要求不斷加強,減少生產(chǎn)過(guò)程中能源消耗的要求日益迫切。公司決定對循環(huán)水泵進(jìn)行節能技術(shù)改造,以降低電耗,節約運行成本,提高經(jīng)濟效益。關(guān)鍵詞:節能;給水壓力;回水壓力;軸功率;揚程;合同能源管理中圖分類(lèi)號:TM621.3文獻標識碼:B文章編號:1673- .5285(2011 )02 -0094 -03本公司第二套大化肥裝置以天然氣為原料,合成表1各泵參數氨部分是從加拿大引進(jìn)的二手設備，已經(jīng)運行了10~設備 27日28日29日倍率時(shí)間運行功率余年,尿素部分購買(mǎi)了原墨西哥國營(yíng)肥料公司閑置的名稱(chēng)讀數讀數kW72.6579.45部分設備,其余部分由國內設計配套。設計生產(chǎn)能力1"泵(14:45) (18:40) (8:15)3600 41.5 1 869.4為:合成氨270 k/a,大顆粒尿素450 kt/a,2005 年下合 成3°泵(17:15) (17:15) (8:15)1.715.423.853600 39 2 044.6半年進(jìn)行50 %擴能改造，改造后的設計產(chǎn)能達到:合威1.515.122.7合成氨450 kt/a,尿素780 kt/a。循環(huán)水系統有11座4"泵(18:35) (18:35) (8:15)3600 37.67 2 026.0冷卻塔,6臺循環(huán)水泵,設計水量32000m'/h,保有水循環(huán)水泵平均功率1 980.0量12 000 m/h。二化肥循環(huán)水泵設計共6臺，尿素2臺，合成4上塔閥廣]開(kāi)度僅為15 %左右,能量大部分消耗在內上臺,四開(kāi)兩備,泵的軸功率1500kW,電機2000kW,塔閥門(mén).上,能量損耗大。二化肥裝置最高的換熱器是尿揚程55 m,流量7776~11 664 m/h。實(shí)際運行情況素二部新框架的E311,高度是33 m,加上管道阻力損是:尿素1臺泵,合成2臺泵,3開(kāi)3備。循環(huán)水泵出失,及保持適當的循環(huán)水流速,水泵的揚程達到40m.口壓力0.55 MPa,上塔閥門(mén)開(kāi)度僅為15 %左右,能量.就足夠了。西安交通大學(xué)作了測試,測得循環(huán)水泵的參大部分消耗在上塔閥門(mén)上，耗電量大。2009年7月對數:揚程40 m,流量10 000 m2/h,電機功率1 400 kW。循環(huán)水泵安裝了電度表,并進(jìn)行抄表，計算.核算出各泵1.2 循環(huán)水泵系統存在隱患的實(shí)際運行功率及平均功率。具體統計數據(見(jiàn)表1)。從表1看出循環(huán)水泵基本上是滿(mǎn)負荷運行,且出運行功率=(29日讀數-27日讀數)x倍率+時(shí)間現過(guò)由于電網(wǎng)電壓波動(dòng)，電機過(guò)流保護，造成全廠(chǎng)停車(chē)循環(huán)水泵平均功率=(尿素1* 泵功率+合成3*泵功的事故。同時(shí)裝置中還存在一些隱患。其中在泵出口使用的是液控蝶閥,沒(méi)有止逆閥,自開(kāi)車(chē)以來(lái)就多次出率+合成4*泵功率)+3現問(wèn)題,主要是液控蝶閥開(kāi)關(guān)困難,經(jīng)常出現閥門(mén)不能1技術(shù)改造可行性分析關(guān)閉的狀況,造成備用泵無(wú)法切換的情況;同時(shí)該閥密封性差,出現過(guò)因為閥門(mén)關(guān)閉不嚴,檢修時(shí)大量跑水,1.1 回水壓力高能量損失大給安全生產(chǎn)造成了極大的隱患，且循環(huán)水泵的協(xié)流風(fēng)循環(huán)水給水壓力0.55 MPa,回水壓力0.35 MPa,機運中國煤化工TYHCNMHG*收稿日期:2010-12-14作者簡(jiǎn)介:趙凱智,高級工程師,中國石油寧夏石化公司生產(chǎn)運行處工藝技術(shù)員。第2期趙凱智等大型合成氨廠(chǎng) 循環(huán)水泵的節能技術(shù)改造)51.3 節能效果分析逆閥門(mén)后管線(xiàn)壓力只有0.24 MPa,止逆閥壓降達到更換高效能的循環(huán)水泵及相應配套電機,設計0.16 MPa。循環(huán)水壓力過(guò)低,循環(huán)水到不了尿素框架三流量10 000 m/h,出口壓力在0.4 MPa, 配套電機樓以上的換熱器。不得已將止逆閥拆除,循環(huán)水運行正功率1400kW。每臺水泵每小時(shí)節約用電580kW，常。將止逆閥拆下后,發(fā)現其管線(xiàn)流通面積小，造成流年運行時(shí)間按8000h計算,年節電量:580x3x8000通量小,流道阻力大,壓降損失大。止逆閥拆除后,為防=13 920 000 k W .h/a;且改造后取消了冷卻風(fēng)機和油止水泵 意外跳車(chē),水倒流引起倒轉損傷設備,出口電動(dòng)泵電機，油泵與風(fēng)機每天節電約680度，年節電:閥加聯(lián)鎖:電機停運- 分鐘內出口電動(dòng)閥自動(dòng)關(guān)閉。680x8 000=544 000 kW●h/a,合計年節電:1 936萬(wàn)度。表3電機參數型號YKS630-82循環(huán)水泵技術(shù)改造的實(shí)施電機功率/kW1 400電壓/頻率6kV/50Hz2009年7.8月在二化肥大修期間對循環(huán)水泵進(jìn)行額定轉速/(r-min~)740了改造,拆掉五臺舊循環(huán)水泵及電機,安裝五臺新泵及電機;更換了泵進(jìn)出口閥門(mén),改為電動(dòng)閥。水泵的型式為防護/絕緣等級/溫升IP54/F級臥軸中開(kāi)式雙吸離心泵,泵設計流量10 000 m/h,泵出海拔高度/m1 100口壓力:0.4 MPa;且水泵能在短時(shí)間內允許因水倒流而最高氣溫/心40引起的倒轉，并能承受額定轉速的120 %的轉速倒轉，制造廠(chǎng)家南陽(yáng)防爆電機廠(chǎng)持續時(shí)間不超過(guò)5 min,各轉動(dòng)部件不會(huì )產(chǎn)生有害變形表4泵進(jìn)出口電動(dòng)閥本體技術(shù)參數的損壞,電機的冷卻方式采用空水冷卻(見(jiàn)表2)。參數序號名稱(chēng)表2水泵具體參數泵出口泵進(jìn)口技術(shù)來(lái)源KSB德國旋轉方向.順時(shí)針從泵傳動(dòng)端看制造商KSB上海泵殼灰鐵.HT250ZDJWy- 61-800ZDJWy- 611-900RDL800-公稱(chēng)通徑DN800DN900740A1臥式葉輪不銹鋼ZC07Cr19Ni9扭距8 00N.m12 00N.m離心泵設計壓力0.6 MPa數量/臺鉻鋼2Cr13密封環(huán)設計溫度常溫流量/(m°hr)10 000工作介質(zhì)循環(huán)水.8閥門(mén)連接形式和標準 對夾式CB/79115.1-2000 PNO.6MPa RF揚程軸套鉻鋼1Cr17Ni2Md(HO)4技術(shù)改造后的節能效果評價(jià)轉迷軸封軟填料(r*min^")密封汽蝕余量5.軸承進(jìn)口軸承SKFIFAG循環(huán)水泵改造后，從2009年9月投運至今運行/m正常,流量:9588m2/h臺,3臺泵水量在28800m/h,設計效率89.7進(jìn)口口徑900me壓力:0.40~0.42MPa,就能滿(mǎn)足二化肥系統需要,運行1%功率只有1 300 kW左右,半年(181天)運行數據(見(jiàn).軸功率1 220.5出口口徑800mi表5)。kW膜片從2009年9月1日至2010年3月1日，運輸迸介質(zhì)循環(huán)水聯(lián)軸器40Cr .行181天，循環(huán)水泵功率由原來(lái)的1980 kW,降介質(zhì)溫度到1 30112kW節由94206萬(wàn)kW.h,油泵與風(fēng)機/節電中國煤化工kwh),共計節電3技術(shù)改造實(shí)施過(guò)程中出現的問(wèn)題954.31YHCNMHG度計算,節約資金334.03萬(wàn)元。原水泵的協(xié)流風(fēng)機與稀油站檢修頻原設計要在泵出口管線(xiàn)上安裝多功能止逆閥門(mén)，繁,改造后電機采用空水冷卻,運行可靠,基本不用但該閥裝上后，管道阻力大:泵出口壓力0.41 MPa,止檢修。96石油化工應用2011 年第30卷表5改造后運行數據造,既對設備進(jìn)行了技術(shù)更新,又降低了水泵的運行功率。運行時(shí)間運行功率 原功率節電量(2 )此外采用合同能源管理模式,企業(yè)不用自籌資位號初碼 底碼/hAkWkW (萬(wàn) kW.h)金,利用別人的資金、技術(shù)對裝置進(jìn)行節能降耗改造，UJ46501A 170.1 928.4 2 0771314.34 1980 138.26節能效益按比例分配,是- -種新穎、雙贏(yíng)的有效節能模UJ46S0IB 17.4 589.4 1543 1 334.54 1 98099.60式,值得大力推廣。UJ46502B 33.9 1 5974344 1 295.39 1 980 297.39UJ46502C 133 1 447.7 3647.58 1297.55 1 980 248.93參考文獻:U]46502D 150 957.2 2265 1 282.97 1980 157.88[1]張萬(wàn)偉編寫(xiě)寧夏石化公司 原水處理裝置培訓教材[S].[2] 循環(huán)水泵改造技術(shù)協(xié)議[S].1 301.123] 張萬(wàn)偉等編寫(xiě),寧夏石化公司水處理操作規程[S].[4] 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院.寧夏石化公司部分機5結論.泵測試分析與節電方案報告[S].(1)本次循環(huán)水泵技術(shù)改造是一項非常成功的節能改(上接第75頁(yè))價(jià)與管理標準的研究[J]. 承德石油高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報,2010,24(Supplement):81-83.2009, 1(1):17-20.[4] 馬強.傾斜管道內油1水層流的穩定性分析[J]國外油田工[2] 陳濤平,胡靖邦.石油工程[M]北京:石油工業(yè)出版社,程,2009 ,25(3):48 -51.2000:445- 446.3]馬強.抽油機井憋 壓曲線(xiàn)研究與應用[J].石油地質(zhì)與工程,證明《石油化工應用》2011年第1期13頁(yè)刊登的文章《一種季銨鹽雙子表面活性劑自轉向酸的變粘特性評價(jià)》,由于作者單位變動(dòng),現將作者吳天江工作單位由長(cháng)慶油田第三采油廠(chǎng)更改為長(cháng)慶油田油氣工藝研究所,特此證明?！妒突谩冯s志社二0一一年二月十日中國煤化工MYHCNMHG