浅谈烟气轮机(图文)

论文导读：烟气轮机能量回收机组是催化裂化装置的核心设备，也是炼油厂节能效果最明显的大型机组。机组的运行不但影响到装置的加工能力和长周期运行问题，而且直接关系着整个装置的能耗水平，提高烟气轮机效率对于降低装置能耗起着关键的作用。
关键词：效率，效益，催化剂

 

我车间120万吨/年催化装置1#主风机采用三机组配制：烟气轮机+轴流风机+电动/发动机。其中烟气轮机为兰炼石化机械厂制造的单级透平，采用轴向进气悬臂转子结构，其主要参数为：

型号：YL10000B额定功率：110804W

进口流量：2440Nm3/min第一临界转速：1300rpm

转速：5814rpm跳闸转速：6190rpm

烟气出口温度：≯490°C烟机入口温度：665°C

烟机出口压力：0.098Мpa（abs）

烟机入口压力：0.31Мpa（abs）

影响烟气轮机效率的因素很多，但首要要素是机组本身及附件的平稳运行，我车间的烟气轮机从2004年4月装置开炉到9月份，整体运行状况较差，针对存在的问题，我们从各方面着手调查、分析和讨论，最终找到了问题的原因所在。并在9月份的大检修期间制定和实施了相应的整改措施，取得了很好的效果见表1：

表1 效果对照

其次，是其他因素影响烟机的效率，在同等工况下，电机电流越大烟机效率越低，反之则越高。

2006年3月装置烟气轮机运行数据统计结果同2007年3月同一工况统计结果比较如下表2：

表2 运行参数统计

通过2年的数据对比我们发现烟汽轮机的效率明显下降，针对这一状况，我们车间认真分析得出影响烟气轮机效率下降的原因，并做了相应的措施。论文参考。

影响烟机效率具体原因分析如下：

烟机的功率计算公式[1]：

式中N ―――烟机功率 ,kW; T1 ―――烟机入口温度 , ℃;

P1 ―――烟机入口压力 (绝压) ,Pa ;

P2 ―――烟机出口压力 (绝压) ,Pa ;

Cp ―――烟气定压比热 ,J/ kgk ;

K ―――烟气绝热指数 ; G ―――烟气质量流量 ,kg/ s ;

η―――烟机效率。

从烟机功率计算公式可以看出烟机的功率与烟机效率成正比，而烟机的功率与烟机入口温度、烟机入口压力、烟机出口压力、烟气质量流量等有关。对此，我们车间通过影响烟机效率网络图逐一进行分析，如图1：

图1影响烟机效率网络图

1、烟机入口温度：烟机入口温度和出口温度受反再系统影响，而反再系统温度基本恒定，从下表3可以看出非主要因素。

表3 反应密相温度统计

2、烟机入口压力：烟机入口压力受反再系统压力影响，而反再系统压力恒定，从下表4可以看出非主要因素。
 

表4 反应系统压力统计

3、烟气出口压力：烟气出口压力主要与余热锅炉冷热路开度有关，但是从我们对冷热路开度统计知道：这两个时期都为冷路全开，热路全关，冷热路的开关比例也是一定的，所以也非主要因素。论文参考。
 

4、双阀开度：烟气流量与双阀开度有关，双阀开度越大，进入烟机烟气越少，烟机功率越低。但从DCS曲线上看可以知道双阀开度变化不大，所以也非主要因素[2]。

5、烟气轮机叶片耐磨涂层划伤：2007年大修通过对烟机转子和叶片的检修，我们发现，叶片耐磨涂层划伤，加上催化剂长时间的侵蚀、磨损，使烟机的动平衡破坏、间隙增大，影响烟机效率[3]。

6、催化剂附着：催化剂附着在叶片上使转子的效率下降，进一步影响使烟机的功率下降

7、催化剂细粉跑损：由于反应工艺操作的影响及内取热盘管泄露，造成大量催化剂粉末带入烟机，对烟机叶片造成一定的磨损，使烟机效率直接下降。

8、非正常工况烟机投用与切除不及时：器烘炉阶两段烟机长时间空转，大量消耗电能；反应切料过程中，烟机入口高温蝶阀没有及时关闭，使催化剂带入烟气轮机机体内，影响烟机的平稳运行。

9、没有及时转废剂：由于操作人员没有及时转废剂，使三旋不畅，效率下降。使大颗粒催化剂带入烟机内部。

10、三旋的效率影响机组的运行工况：三旋的效率下降，分离效果不好，催化剂大颗粒带入烟机内部，磨损烟机转子。

针对上述问题车间进行了相应的整改措施：

1、叶片耐磨涂层划伤修复

在2007年度大修中，对转子耐磨进行重新喷涂修补，使其功能恢复。

2、彻底清除附着催化剂

同样在大修中，彻底清理烟机各个部位积附的催化剂，各项装配尺寸都达到标准要求。

3、消除催化剂热崩的要素

在大修中更换了所有内取热盘管，提高了内取热盘管的可靠度；加强蒸汽排凝等措施，确保两器用汽干燥。减少催化剂因热崩而产生的粉末，从而减少带入烟机中的催化剂。

4、加强职工培训，提高应对非正常工况的能力与责任心

对于切料没有进行立即切除烟机，我们采用人为干预的方法，提高职工责任心，加强监盘，同时加强职工培训，确保操作与检查及时到位。论文参考。对于器烘炉阶两段烟机长时间空转，我们要求当烟气温度达到250℃时应及时投入烟机，在切换大盲板准备加剂时切出烟机。

5、进行人为干预及时提醒

对于没有及时转废剂的行为，我们采取及时提醒转废剂的对策，每周一、周四0点班定时要求操作工转废剂，对于没有按照要求做得，首先进行经济考核，同时进行年终责任考核，加强培养职工责任感的措施加以整合。确保三旋正常运转，不使三旋催化剂粉末带入烟机。

6、准确有效的判断三旋的运行工况和分离效果

为了有效掌握烟气中所含催化剂的粒度的浓度，粒度分布，和实时检测，判断三旋的分离效果，我厂购买里了JJD-VI催化剂颗粒激光在线监测系统，保证了烟气的质量。

结束语

烟机组的安稳优运行，是一项复杂的系统工程，任何一个环节出现问题，都可能对烟机组运行造成很大影响，同时也是提高烟机效率有力保障。通过以上措施，我们发现烟机效率得到了显著提高，电机电流下降了50A，就是说烟机功率提高了（50×10 000=）500KW，按照一年装置运行8000小时计算，每年可以节省电费（单价0.4元/度）：500×8000×0.4=160（万元）。

参考文献：
[1] 沈士一,康松,庆贺庆,庞立云等.汽轮机原理. 中国电力出版，1992.
[2] 孙奉仲.大型汽轮机运行.中国电力出版社，2005.
[3]苏永升,周邵萍,邹慧芬,文加强,张希.汽轮机振动分析及故障诊断[J].能源技术,2003.