大型合成氨厂循环水泵的节能技术改造

第30卷第2期石油化工应用Vol.30 No.22011年2月PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATIONFeb. 2011大型合成氨厂循环水泵的节能技术改造赵凯智，张万伟,焦玉香(中国石油宁夏石化公司,宁夏银川750026)摘要:宁夏石化公司 第二套大化肥装置循环水设计水量32 000 m'h,循环水泵六台,四开两备泵的轴功率1 500kw,电机功率2 000 kW ,给水压力0.55 MPa,回水压力0.35 MPa。运行中发现设计余量过大，能耗高。随着国家对企业节能.要求不断加强,减少生产过程中能源消耗的要求日益迫切。公司决定对循环水泵进行节能技术改造,以降低电耗,节约运行成本,提高经济效益。关键词:节能;给水压力;回水压力;轴功率;扬程;合同能源管理中图分类号:TM621.3文献标识码:B文章编号:1673- .5285(2011 )02 -0094 -03本公司第二套大化肥装置以天然气为原料,合成表1各泵参数氨部分是从加拿大引进的二手设备，已经运行了10~设备 27日28日29日倍率时间运行功率余年,尿素部分购买了原墨西哥国营肥料公司闲置的名称读数读数kW72.6579.45部分设备,其余部分由国内设计配套。设计生产能力1"泵(14:45) (18:40) (8:15)3600 41.5 1 869.4为:合成氨270 k/a,大颗粒尿素450 kt/a,2005 年下合 成3°泵(17:15) (17:15) (8:15)1.715.423.853600 39 2 044.6半年进行50 %扩能改造，改造后的设计产能达到:合威1.515.122.7合成氨450 kt/a,尿素780 kt/a。循环水系统有11座4"泵(18:35) (18:35) (8:15)3600 37.67 2 026.0冷却塔,6台循环水泵,设计水量32000m'/h,保有水循环水泵平均功率1 980.0量12 000 m/h。二化肥循环水泵设计共6台，尿素2台，合成4上塔阀广]开度仅为15 %左右,能量大部分消耗在内上台,四开两备,泵的轴功率1500kW,电机2000kW,塔阀门.上,能量损耗大。二化肥装置最高的换热器是尿扬程55 m,流量7776~11 664 m/h。实际运行情况素二部新框架的E311,高度是33 m,加上管道阻力损是:尿素1台泵,合成2台泵,3开3备。循环水泵出失,及保持适当的循环水流速,水泵的扬程达到40m.口压力0.55 MPa,上塔阀门开度仅为15 %左右,能量.就足够了。西安交通大学作了测试,测得循环水泵的参大部分消耗在上塔阀门上，耗电量大。2009年7月对数:扬程40 m,流量10 000 m2/h,电机功率1 400 kW。循环水泵安装了电度表,并进行抄表，计算.核算出各泵1.2 循环水泵系统存在隐患的实际运行功率及平均功率。具体统计数据(见表1)。从表1看出循环水泵基本上是满负荷运行,且出运行功率=(29日读数-27日读数)x倍率+时间现过由于电网电压波动，电机过流保护，造成全厂停车循环水泵平均功率=(尿素1* 泵功率+合成3*泵功的事故。同时装置中还存在一些隐患。其中在泵出口使用的是液控蝶阀,没有止逆阀,自开车以来就多次出率+合成4*泵功率)+3现问题,主要是液控蝶阀开关困难,经常出现阀门不能1技术改造可行性分析关闭的状况,造成备用泵无法切换的情况;同时该阀密封性差,出现过因为阀门关闭不严,检修时大量跑水,1.1 回水压力高能量损失大给安全生产造成了极大的隐患，且循环水泵的协流风循环水给水压力0.55 MPa,回水压力0.35 MPa,机运中国煤化工TYHCNMHG*收稿日期:2010-12-14作者简介:赵凯智,高级工程师,中国石油宁夏石化公司生产运行处工艺技术员。第2期赵凯智等大型合成氨厂 循环水泵的节能技术改造)51.3 节能效果分析逆阀门后管线压力只有0.24 MPa,止逆阀压降达到更换高效能的循环水泵及相应配套电机,设计0.16 MPa。循环水压力过低,循环水到不了尿素框架三流量10 000 m/h,出口压力在0.4 MPa, 配套电机楼以上的换热器。不得已将止逆阀拆除,循环水运行正功率1400kW。每台水泵每小时节约用电580kW，常。将止逆阀拆下后,发现其管线流通面积小，造成流年运行时间按8000h计算,年节电量:580x3x8000通量小,流道阻力大,压降损失大。止逆阀拆除后,为防=13 920 000 k W .h/a;且改造后取消了冷却风机和油止水泵 意外跳车,水倒流引起倒转损伤设备,出口电动泵电机，油泵与风机每天节电约680度，年节电:阀加联锁:电机停运- 分钟内出口电动阀自动关闭。680x8 000=544 000 kW●h/a,合计年节电:1 936万度。表3电机参数型号YKS630-82循环水泵技术改造的实施电机功率/kW1 400电压/频率6kV/50Hz2009年7.8月在二化肥大修期间对循环水泵进行额定转速/(r-min~)740了改造,拆掉五台旧循环水泵及电机,安装五台新泵及电机;更换了泵进出口阀门,改为电动阀。水泵的型式为防护/绝缘等级/温升IP54/F级卧轴中开式双吸离心泵,泵设计流量10 000 m/h,泵出海拔高度/m1 100口压力:0.4 MPa;且水泵能在短时间内允许因水倒流而最高气温/心40引起的倒转，并能承受额定转速的120 %的转速倒转，制造厂家南阳防爆电机厂持续时间不超过5 min,各转动部件不会产生有害变形表4泵进出口电动阀本体技术参数的损坏,电机的冷却方式采用空水冷却(见表2)。参数序号名称表2水泵具体参数泵出口泵进口技术来源KSB德国旋转方向.顺时针从泵传动端看制造商KSB上海泵壳灰铁.HT250ZDJWy- 61-800ZDJWy- 611-900RDL800-公称通径DN800DN900740A1卧式叶轮不锈钢ZC07Cr19Ni9扭距8 00N.m12 00N.m离心泵设计压力0.6 MPa数量/台铬钢2Cr13密封环设计温度常溫流量/(m°hr)10 000工作介质循环水.8阀门连接形式和标准 对夹式CB/79115.1-2000 PNO.6MPa RF扬程軸套鉻钢1Cr17Ni2Md(HO)4技术改造后的节能效果评价转迷轴封软填料(r*min^")密封汽蚀余量5.轴承进口轴承SKFIFAG循环水泵改造后，从2009年9月投运至今运行/m正常,流量:9588m2/h台,3台泵水量在28800m/h,设计效率89.7进口口径900me压力:0.40~0.42MPa,就能满足二化肥系统需要,运行1%功率只有1 300 kW左右,半年(181天)运行数据(见.轴功率1 220.5出口口径800mi表5)。kW膜片从2009年9月1日至2010年3月1日，运输迸介质循环水联轴器40Cr .行181天，循环水泵功率由原来的1980 kW,降介质温度到1 30112kW节由94206万kW.h,油泵与风机/节电中国煤化工kwh),共计节电3技术改造实施过程中出现的问题954.31YHCNMHG度计算,节约资金334.03万元。原水泵的协流风机与稀油站检修频原设计要在泵出口管线上安装多功能止逆阀门，繁,改造后电机采用空水冷却,运行可靠,基本不用但该阀装上后，管道阻力大:泵出口压力0.41 MPa,止检修。96石油化工应用2011 年第30卷表5改造后运行数据造,既对设备进行了技术更新,又降低了水泵的运行功率。运行时间运行功率 原功率节电量(2 )此外采用合同能源管理模式,企业不用自筹资位号初码 底码/hAkWkW (万 kW.h)金,利用别人的资金、技术对装置进行节能降耗改造，UJ46501A 170.1 928.4 2 0771314.34 1980 138.26节能效益按比例分配,是- -种新颖、双赢的有效节能模UJ46S0IB 17.4 589.4 1543 1 334.54 1 98099.60式,值得大力推广。UJ46502B 33.9 1 5974344 1 295.39 1 980 297.39UJ46502C 133 1 447.7 3647.58 1297.55 1 980 248.93参考文献:U]46502D 150 957.2 2265 1 282.97 1980 157.88[1]张万伟编写宁夏石化公司 原水处理装置培训教材[S].[2] 循环水泵改造技术协议[S].1 301.123] 张万伟等编写,宁夏石化公司水处理操作规程[S].[4] 西安交通大学能源与动力工程学院.宁夏石化公司部分机5结论.泵测试分析与节电方案报告[S].(1)本次循环水泵技术改造是一项非常成功的节能改(上接第75页)价与管理标准的研究[J]. 承德石油高等专科学校学报,2010,24(Supplement):81-83.2009, 1(1):17-20.[4] 马强.倾斜管道内油1水层流的稳定性分析[J]国外油田工[2] 陈涛平,胡靖邦.石油工程[M]北京:石油工业出版社,程,2009 ,25(3):48 -51.2000:445- 446.3]马强.抽油机井憋 压曲线研究与应用[J].石油地质与工程,证明《石油化工应用》2011年第1期13页刊登的文章《一种季铵盐双子表面活性剂自转向酸的变粘特性评价》,由于作者单位变动,现将作者吴天江工作单位由长庆油田第三采油厂更改为长庆油田油气工艺研究所,特此证明。《石油化工应用》杂志社二0一一年二月十日中国煤化工MYHCNMHG