三循汽電雙驅水泵節電分析

（中韓（武漢）石油化工有限公司，湖北武漢市，430082）李國順

近些年公司對節能的關注度越來越高，也采取的很多的方式方法提高節能水平，已將節能深入到了生產現場的每一個環節。此文將水、電、汽三大耗能系統相結合，使能源得到了充分的利用。

1 改造理念

蒸汽壓力的分級應該根據各種用戶的需求，按逐級利用、供汽平衡的原則來確定。也就是說蒸汽壓力按用戶需求對口供應，不進行減壓處理，才可以充分的利用有效能，從而節約能源。目前武漢分公司一方面需要使用大量外購電；另一方面3#地區域綜合車間焦化溶劑再生系統、常壓污水汽提系統和中變氣脫碳系統均設有重沸器，重沸器加熱后的介質溫度為120～130℃，需要用0.5MPa蒸汽作重沸器的加熱熱源，因沒有0.5MPa蒸汽管網來提供0.5MPa蒸汽，目前只好采用1.0MPa的蒸汽減溫減壓后作熱源，這就使蒸汽能量的利用率降低了，造成了能量浪費。

針對上述現狀，提出將三循4號循環水泵由原來的高壓電機驅動改為由汽輪機與電機同時驅動，利用汽輪機將1.1MPa的蒸汽變為0.5MPa。將本來是耗費掉的能量用來驅動循環水泵與轉化成電能向電網供電；可以降低武漢分公司的外購電量，節約能源；此外，通過建立3#地區域0.5MPa蒸汽管網，為焦化溶劑再生系統、常壓污水汽提系統和中變氣脫碳系統的重沸器提供0.5MPa的蒸汽熱源，實現了蒸汽壓力對口供應，不需要再進行減壓利用，大大提高蒸汽能量的利用率。

2 工藝流程簡介

來自管網1#蒸汽線的1.0MPa，250℃蒸汽經電動閘閥、主蒸汽速關閥和調節閥進入到單級雙支點背壓式汽輪機，經過葉輪作功后，從汽缸排出進入0.5MPa蒸汽管網。在排汽管線上裝有安全閥和二位式速開速關閥，以確保當背壓過高時將一部分蒸汽排入大氣。0.5MPa、190℃蒸汽通過3#地區域內本次新建和改建的0.5MPa蒸汽管網送至溶劑再生系統、常壓污水汽提系統和中變氣脫碳系統作為重沸器的加熱熱源。同時，由背壓式汽輪機或異步交流電機或二者同時驅動的循環水泵將循環水由冷水池升壓至的支0.4～0.5MPa后送入管網。

由于汽機所能提供的軸功率取決于溶劑再生系統、常壓污水汽提系統和中變氣脫碳系統的用汽量。在正常情況下，為滿足上述三套系統的用汽，汽機所提供的軸功率大于循環水泵所需的軸功率，此時異步交流電機以發電機的方式運行，汽輪機多余的功率用來驅動異步交流電機向外輸出電能;當上述三套系統出現故障，導致用汽量大幅減少，相應的汽輪機的功率大幅度減小，若汽輪機所能提供的軸功率不足以帶動循環水泵，此時異步交流電機以電動機的方式運行，從電網補充一部分功率來驅動循環水泵;當汽輪機所能提供的軸功率與循環水泵所需的功率相匹配時，此時異步交流電機作為功率平衡器運行;當汽輪機的供汽中斷或0.5MPa蒸汽無用戶使用時，除了在控制室關閉主汽閥外，還可在現場按就地儀表箱停機按鈕或手拍危急遮斷連桿的手柄，使主汽閥脫鉤關閉，致使汽輪機不工作，此時異步交流電機作為電動機驅動水泵，并帶著汽輪機空轉。

正常情況下，0.5MPa蒸汽管網的壓力由汽輪機來調節。當機組故障時，由調壓旁路將1.1MPa(A)蒸汽調壓至0.4～0.65MPa，補入0.5MPa蒸汽管網。

3 汽電雙驅水泵系統主要設備簡介

3.1 汽輪機

汽輪機參數（見表1）；汽輪機結構說明①汽輪機型式：快裝雙支點沖動單級背壓式；轉向：從汽輪機看水泵，汽輪機為順時針；布置方式：單層；進汽閥型式：速關-調節組合閥；聯軸器型式：金屬疊片撓性聯軸器；潤滑方式：非強制甩油環潤滑。②保護裝置：軸承箱上部裝有電磁鐵，電磁鐵與速關閥用可斷開的連桿連接。當觸發聯鎖或手動按緊急停機按鈕時，電磁鐵得電，連桿被吸附，使其與速關閥側連桿斷開，速關閥關閉。

表1 汽輪機參數

3.2 異步電機

電機參數（見表2）；異步電機具有兩種狀態，既可作為電動機使用，也可以作為發電機使用。在電機合閘并網條件下，當原動機提供的轉速低于電機的同步轉速時，此時為電動機狀態；當原動機拖動電機，使電機轉速超過同步轉速時，此時電機從電網吸收無功功率，電機便由電動機狀態轉變成發電狀態。發電時的電壓始終與電網電壓保持一致。

表2 電機參數

3.3 調速器

汽輪機的調速器型號為TG-17，是液力機械調速器，這種調速器的結構非常簡單，安裝位置特別靈活，使用和維護保養也很方便，它用液力傳動，通過金屬連桿帶動調節閥，來控制閥門的開度，進而調節汽輪機的轉速。主要用在非恒速的汽輪機上。其控制系統方塊圖見圖1。

圖1 控制系統方塊圖

3.4 水泵參數（見表3）

表3 水泵參數

4 汽電雙驅水泵系統的操作過程簡介

按通用操作步驟進行暖管與暖機。暖機結束后，對汽輪機進行逐步升速，當轉速升至2550r/min（汽輪機轉速的85%）時，電機自動合閘，此時由電機帶動汽輪機與水泵運轉，轉速表上顯示的轉速為電機轉速非汽輪機轉速。繼續進行汽化機升速操作，當汽輪機轉速超過電機的同步轉速時，異步電機作為發電機向全廠電網供電。若出現超速、速瓦溫度過高、振動過大，汽輪機將觸發聯鎖跳閘。

5 節能情況分析

表4展示了汽輪機在不同工況下的節電情況。

表4 節能情況分析表

6 結論

此系統結構簡單，操作簡便，運行平穩，對入進口蒸汽壓力要求不高。如果電機突然停電，4號循環水泵也可以在汽輪機的驅動下運行，可以保證平穩生產。且此系統充分利用了原本浪費掉的能量，消除了蒸汽浪費現象，三循4號泵電機耗電量減小或不耗電，可向全廠電網供電。