液力透平投用及節(jié)能效果總結(jié)

液力透平投用及節(jié)能效果總結(jié)摘要：對某石油化工渣油加氫脫硫裝置中采用的液力透平裝置在高壓加氫裝置中的應(yīng)用及節(jié)能性能進(jìn)行了分析研究，液力透平投用生產(chǎn)后，對裝置降低能耗，減少生產(chǎn)運(yùn)行成本有很好的的促進(jìn)作用。關(guān)鍵詞：液力透平節(jié)能能量回收效益近年來，國家和企業(yè)都十分重視節(jié)能減排，尤其在石化行業(yè)液力透平在加氫裝置中的應(yīng)用越來越廣泛。在以前石化行業(yè)里高壓液體通過調(diào)節(jié)閥減壓或者經(jīng)過孔板后泄壓能量被白白浪費(fèi)掉。隨著技術(shù)的發(fā)展，這些高壓液體可以通過液力透平做功，將介質(zhì)的壓力能轉(zhuǎn)換為液力透平的機(jī)械能，以軸功率的形式輸達(dá)到回收能量的目的，有效的利用壓降降低裝置的能耗。根據(jù)液力透平在裝置中的平穩(wěn)高效應(yīng)用情況，節(jié)能降耗效果顯著，經(jīng)濟(jì)效益提升明顯。1透平的工作原理及應(yīng)用1.1液力透平工作原理液力透平是將液態(tài)流體中蘊(yùn)含的壓力勢能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功。渣油加氫高壓貧胺液泵液力透平的基本工作原理是：以循環(huán)氫脫硫塔底部出口高壓流動(dòng)的富胺液為介質(zhì)，從透平的吸入口噴入，從透平排出口流出，通過透平中關(guān)鍵部位多級葉輪流體介質(zhì)所就有的能量在流過葉輪時(shí)沖擊葉片，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，將流體介質(zhì)的壓力能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，從而驅(qū)動(dòng)透平軸旋轉(zhuǎn)，透平軸經(jīng)過轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（聯(lián)軸器和單向離合器）帶動(dòng)泵軸旋轉(zhuǎn)，持續(xù)輸出機(jī)械功，降低泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流，實(shí)現(xiàn)節(jié)約電能的目的。透平與泵的鏈接方式（見圖1）圖1液力透平的驅(qū)動(dòng)1.2液力透平在加氫裝置中的應(yīng)用在高壓加氫裝置總存在多余壓力的位置是液相物流從高壓流至低壓的位置。對于渣油加氫裝置而言，可以應(yīng)用液力透平的主要有兩個(gè)位置：一個(gè)是熱高壓離心分離器液相物流降壓后進(jìn)入熱低壓分離器的壓降區(qū)，該位置工藝介質(zhì)參數(shù)設(shè)計(jì)為：16MPa，溫度360°C左右，降壓至2.9MPa、流量210t/h左右；另一處是高壓循環(huán)氫脫硫塔塔底富胺液至富胺液閃蒸罐的壓降區(qū)，該位置工藝介質(zhì)參數(shù)設(shè)計(jì)為15.4MPa降壓至1.2MPa、溫度65C、流量280t/h左右。針對上述兩個(gè)位置，高壓加氫裝置液力透平應(yīng)用也有兩種類型：一種為熱液力透平，主要用于流出介質(zhì)溫度高的地方，如熱高壓分離器至熱低壓分離器降壓區(qū)的熱液力透平應(yīng)用。另一種為冷液力透平，用于高壓循環(huán)氫脫硫塔的降壓區(qū)的冷液力透平的應(yīng)用。富胺液自高壓循環(huán)氫脫硫塔底部進(jìn)入到液力透平入口，由液力透平減壓后進(jìn)入收集罐在送出裝置。由于項(xiàng)目建設(shè)控制資金原因，渣油加氫裝置只在循環(huán)氫脫硫塔底部富胺液至富胺液閃蒸罐的壓降區(qū)設(shè)計(jì)并應(yīng)用了冷液力透平。如果液力透平在小流量情況下操作，透平的效率下降很快，因此選擇液力透平流量時(shí)，要選額定流量的85%作為設(shè)計(jì)流量，效率曲線平坦，可以保證液力透平長期在高效率點(diǎn)進(jìn)行平穩(wěn)的操作（見圖2）。I+:It1151昌I+:It1151昌高昵膠?F：■>口也：I：叱售L__2iili稠環(huán)茹脫li'-.r,圖2液力透平工藝流程2液力透平的選型本著長周期、穩(wěn)定回收能量，提高節(jié)能降耗的原則，結(jié)合多家石化企業(yè)在應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮，最終選用了由蘇爾壽德國工廠設(shè)計(jì)、制造，由蘇爾壽蘇州工廠組裝并成套供貨。選用型號：BB5型GSGB2B80-260型號的液力透平。采購成本費(fèi)用：每臺液力透平的采購單價(jià)約228萬元設(shè)計(jì)操作參數(shù)：介質(zhì)富胺液，密度1015kg/m3，操作溫度65°C，流量170m3/h—210m3/h，入口壓力15.4MPa，出口壓力1.25MPa，額定回收功率564KW,效率71%。3液力透平的經(jīng)濟(jì)效益及投資回收情況本裝置高壓貧胺液泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流是100A左右，純電機(jī)帶動(dòng)一年電費(fèi)計(jì)算如下：M=UXIX^XV3XhXc=10000VX100AXX0.7X1.732X8000X0.4元/KW?h=388萬元投用液力透平之后的驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流降到80A左右，節(jié)約20A電流，節(jié)約電費(fèi)計(jì)算如下：M=UXIX^XV3XhXc=10000VX20AX0.7X1.732X8000hX0.4元/KW?h=77.6萬元式中：U—驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定電壓（V）I—節(jié)約電流（A）功率因素，額定工況取值0.85，非額定工況取值0.7h—運(yùn)行時(shí)間，每年按8000h統(tǒng)計(jì)c—電費(fèi)單價(jià)，按0.4元/KW?h統(tǒng)計(jì)綜上所述，投用液力透平后，每年節(jié)約電費(fèi)約77.6萬元，經(jīng)濟(jì)性能方面：回收年限約3年左右，回收全部的投資成本，對裝置節(jié)能降耗，減少生產(chǎn)運(yùn)行成本有顯著作用。4注意事項(xiàng)液力透如長期停車，應(yīng)將進(jìn)出口管線盲板盲死，機(jī)體完全倒空，并接臨時(shí)膠管線充N2保護(hù)，防止機(jī)體，管線銹蝕。為防止高壓流體瞬間對透平和管線的沖擊而造成事故，液力透平投用時(shí)先將緊急切斷閥復(fù)位，再開入口流量控制閥的前后手閥，最后根據(jù)工藝平穩(wěn)情況緩慢開流量控制閥調(diào)整富胺液的流量至透平運(yùn)行達(dá)到節(jié)能效果即可。5存在及可能出現(xiàn)的問題液力透平現(xiàn)在存的主要問題是：輸送高溫高壓，富胺液含硫化氫氣體的介質(zhì)運(yùn)行時(shí)間長容易產(chǎn)生結(jié)焦，損壞機(jī)械密封壽命，例如中石化海南煉油310萬噸/年渣油加氫裝置對液力透平的國產(chǎn)機(jī)械密封進(jìn)行了第二次改造，運(yùn)行效果明顯得到改善，機(jī)械密封運(yùn)行壽命延長到一年，最長可達(dá)16個(gè)月。從而實(shí)現(xiàn)了透平的長期穩(wěn)定運(yùn)行［4］。而進(jìn)口密封價(jià)格貴，訂貨周期長，國產(chǎn)機(jī)械密封效果不是很理想，因此，應(yīng)對可能會出現(xiàn)的機(jī)械密封故障，制定相應(yīng)的密封選型和改造就很重要。6結(jié)束語渣油加氫高壓貧胺夜泵液力透平自開工投入運(yùn)行以來，持續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行約3年未進(jìn)行任何零部件維修和更換，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備長周期運(yùn)行，穩(wěn)定能量回收，對裝置的節(jié)能降耗效果顯著，投資回報(bào)率很理想。參考文獻(xiàn)徐秀生?液力透平在石化行業(yè)中的應(yīng)用[J].通用機(jī)械，2013(3)：23-32.刁望升.高壓加氫裝置應(yīng)用液力透平可行性研究[J].煉油技術(shù)與工程，200