合成氨裝置鍋爐給水泵節(jié)能改造

　合成氨裝置鍋爐給水泵節(jié)能改造譚勇（貴州赤天化集團公司，貴州赤水，564707）1設備現(xiàn)狀貴州赤天化集團公司合成氨系統(tǒng)設有2臺鍋爐給水泵（104-J/JA），均系美國PACIFIC公司生產的多級臥式側面單吸式離心泵，其中J泵由1臺曰常生產中，J泵常開，JA泵作備用泵使用，泵和蒸汽輪機的主要性能參數(shù)如表1所示。

　　表1 104-J/JA機組性能參數(shù)表項目入口壓力MPa出口壓力MPa設計流量m3°h1正常流量m3°h1蒸汽耗量tDh1正常蒸汽耗量/額定功率kW正常功率設計功率kW夕卜鍋爐給水泵驅動機改用電動機后電動才287850//www.cnki.netbookmark2 2臺鍋爐給水泵整套設備隨主體生產裝置一同引進，目前已投用20余年，轉動設備固有特性一機械磨損以及多次解體拆裝損傷，使設備完好程度下降，故障逐年增加。特別是驅動蒸汽輪機效率較低，蒸汽耗量較高，生產運行成本居高不下。隨著企業(yè)節(jié)能降耗工作的開展和深入，這個矛盾顯得尤為突出。目前，國家工業(yè)供電情況大為好轉，平均電價已低至0.28元/kWh，而天然氣價格則漲至0.65元/m3，并且天然氣近年內很可能還要漲價，兩項比較，電能相對便宜。鍋爐給水泵驅動機是繼續(xù)使用蒸汽輪機還是改用電動機，有必要對其經濟效益進行深入細致的研究。

　　2改造的可行性考慮在斷電時能保證生產裝置安全運行的目的，因此2臺鍋爐給水泵至少應保留1臺蒸汽輪機。節(jié)能改造的目標是將另1臺泵由蒸汽輪機驅動改為電動機驅動（簡稱鍋爐給水泵“汽改電”節(jié)能改造），并作為常開泵使用，以實現(xiàn)節(jié)能降耗。

　　鍋爐給水泵“汽改電”，從技術角度分析難度不大，主要難題在于設備改造投用后的生產安全問題。貴州赤水屬于雷雨多發(fā)地區(qū)，每年夏季常因雷雨發(fā)生晃電現(xiàn)象，在此情況下，電動機會因晃電跳車而對生產正常運行造成直接重大威脅。另自身沒有調速功能，在倒泵過程中，電動機啟動對電力網沖擊較大，而且可能會引起工藝波動及管道振動，給工藝操作和調整帶來不便。

　　為確保設備安全正常運行，必須對設備充分動用和配置各種先進監(jiān)控技術、儀器、新型設備。首先，將電動機運行狀態(tài)、設備故障報警、潤滑油壓力等參數(shù)引入總控DCS系統(tǒng)，將電動機和泵的軸承溫度、定子線圈溫度、油溫采用數(shù)字式溫度指示儀準確直觀顯示，使操作人員在最短的時間內判明設備運轉狀況，以便迅速處理故障。其次，先進成熟的電動機變頻調速控制技術可以很好地解決電動機啟動對電網和工藝造成的不利影響，在工業(yè)生產上已得到廣泛的應用，其最大的優(yōu)點在于：可以按工藝要求整定電動機啟動速率曲線，啟動電流小，減小甚至消除電動機啟動瞬間對電網和工藝造成的沖擊；同時對設備負荷調整更為方便快捷和準確，不用到現(xiàn)場調節(jié)泵出口閥門開度，只需在總控DCS上調節(jié)電動機轉速即可，比普通定速電動機可節(jié)能5%以上，但產品價格高達200余萬元。此外，還可以采用機械變頻的方式，即利用在工業(yè)上得到成功應用的機械式液力團有限責任公司機械動力處從事設備管理工作，目前就讀于西南偶合器在電動機和泵之間實現(xiàn)無級調速。最后，應對操作人員嚴格培訓教育，強化安全意識，加強巡檢，提高事故處理能力；要定時、定期、定點對設備進行振動測試監(jiān)控，做好設備預知維修工作，嚴格按照設備使用規(guī)范進行維護，保證設備運轉正常。綜合來看，改造的安全問題是能夠通過以上多方面措施得以解決的。

　　3經濟效益分析由于設備年均檢修費用、備件消耗等費用與運行費用相比，可以忽略不計，所以104J*汽改電“改造的經濟效益主要從設備運行費用方面來核算評定。由于日常生產中104-JT為常開、104-JAT備用，為準確評估節(jié)能改造的經濟效益，因此蒸汽輪機的年均運行費用應根據104-JT的性能參數(shù)來核算。

　　現(xiàn)用蒸汽輪機年均運行費用從表1可知，104-JT蒸汽輪機的正常蒸汽耗量為9.5t/h，每生產1t中壓蒸汽需耗天然氣85m3左右，設備年均運行時間按低限8000h計算其年均運行費用419.9萬元。

　　改用電動機驅動的年均運行費用按改造設想，104J*汽改電“節(jié)能改造實施后，電動機驅動的泵將常開，而蒸汽輪機驅動的泵為備用泵。根據J泵蒸汽輪機的設計功率1251kW，為新電動泵選配安全系數(shù)1. 1的電動機，則需配置輸出功率為1400kW的電動機。目前工業(yè)用電平均電價為0. 28元/kWh，按電動機平均運行負荷系數(shù)0.9計算，其年均運行費用為以上測算結果顯示，鍋爐給水泵104J*汽改電”項目實施后，可年均降低生產運行成本140萬元，經濟效益非�？捎^。對于節(jié)約天然氣消耗，降低生產成本必將起到積極的促進作用。

　　4改造方案根據以上情況，決定實施鍋爐給水泵104J，驅動機由蒸汽輪機改為電動機的“汽改電”節(jié)能改造。自合成氨裝置投產以來，104-JA作為備用泵幾乎從未長時間投入生產運行，設備的基本情況較好、完好程度較高，可繼續(xù)使用；另外，鍋爐給水泵運行好壞關系到整個生產裝置的安全生產，必須確保改造后機組正常運行的可靠性。故提出2種改造方案。

　　保留現(xiàn)用鍋爐給水泵104JA另配置1臺功率匹配的全封閉型電動機作為驅動機；由于電動機額定轉速小于泵的額定轉速，因而在電動機與泵之間需加裝1臺增速箱使泵增速運行達到工藝參數(shù)要求，整套設備配置簡圖見。

　　方案1設備配置簡圖此方案無需更換泵，泵的進、出口工藝管路也不改動，只需增設齒輪增速箱及附屬油泵、油冷器，可節(jié)約一定設備購置費及安裝材料費用。同時，整個節(jié)能技術改造的工程量較小。

　　方案2為更大程度提高鍋爐給水泵“汽改電”節(jié)能技術改造后設備安全運行的可靠性，根據工藝參數(shù)的要求，新增1套全新電動泵機組，整套設備包括電動機、液力偶合器、高壓鍋爐給水泵，整套設備配置簡圖見。

　　方案2新增加了一套設備，實現(xiàn)了設備更新，而且可以實現(xiàn)電動機零負載啟動以及調速運行，大大提高了鍋爐給水泵運行的安全性和可靠性。

　　相應設備購置費以及安裝材料費用較方案1有所增加，而且整個節(jié)能改造的工程量相應增大。

　　5改造效果以上2種節(jié)能改造方案，各有優(yōu)點。經過仔開究比較和綜合論證評定，采納了方案22002年1月，合成鍋爐給水泵“汽改電”節(jié)能技術改造結束，新增電動泵機組，104-JB，至9月已正常運行9個多月時間（編者注）。與以往采用蒸汽輪機相比，鍋爐給水泵實際降低設備運行成本50余萬元，如此一年即可創(chuàng)造150萬元以上的經濟效益，節(jié)能降耗效果十分明顯。