關(guān)于催化裂化裝置主風(fēng)機(jī)組運(yùn)行情況及煙機(jī)是否能夠發(fā)電的研究

孫振飛，王建禹

大慶煉化公司煉油二廠二套ARGG 車間，黑龍江大慶 163000

1 主風(fēng)機(jī)組簡(jiǎn)介

本套機(jī)組于1999 年10 月投入使用。它是由煙氣輪機(jī)（YL-19000B）、軸流式主風(fēng)機(jī)（AV80-11）、齒輪箱和電動(dòng)機(jī)（YCH1000-4）組成的“同軸式機(jī)組”。 煙氣輪機(jī)將催化裂化高溫?zé)煔獾臒崮?、?dòng)能和壓力能，轉(zhuǎn)化為機(jī)組轉(zhuǎn)子的動(dòng)能，煙氣輪機(jī)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，然后對(duì)空氣進(jìn)行壓縮，為催化裂化反應(yīng)提供必須的氧氣和動(dòng)力。電動(dòng)機(jī)為壓縮機(jī)提供補(bǔ)充能量，并限制機(jī)組轉(zhuǎn)速。

2010 年1 月，曾對(duì)煙氣輪機(jī)進(jìn)行過一次大的改造，改造后煙氣輪機(jī)的動(dòng)、靜葉片的角度均有變化，殼體、導(dǎo)流錐也做了車削加工。煙氣輪機(jī)由原來的YL-19000A 型變成現(xiàn)在的YL-19000B 型。改造后節(jié)能效果明顯。

2 機(jī)組運(yùn)行參數(shù)

我們隨機(jī)選取了近期主風(fēng)機(jī)組兩個(gè)不同時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)，如下表所示：

表3 煙氣輪機(jī)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)

表4 軸流壓縮機(jī)的運(yùn)行參數(shù)

表5 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)

3 主要理論依據(jù)

在此主要研究的是煙氣輪機(jī)、軸流式主風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)三者之間的功率關(guān)系。具體用到的理論如下：

煙氣輪機(jī)效率：η=（T1-T2)/T1/[1-（P2/P1）（Kt-1）/ Kt]

煙機(jī)軸功率：N煙機(jī)=1.63*P1QV*[ Kt/( Kt-1)]*[1-(P1/P2)（Kt-1）/ Kt*η]

T1-入口溫度，K。

T2-出口溫度，K。

P1-入口壓力，MPa。

P2-出口壓力，MPa。

Kt-煙氣膨脹系數(shù)，取1.313。

QV-煙氣流速，m3/min。

主風(fēng)機(jī)多變效率：ηpol=（K-1）/K×lg（P2/P1)/lg（T2/T1)

主 風(fēng) 機(jī) 功 率：N主風(fēng)機(jī)=16.745*P1QV*K/(K-1)*[（P2/P1)K/(K-1)-1]*(Z1+Z2)/2Z1/ηpol

T1-入口溫度，K。

T2-出口溫度，K。

P1-入口壓力，MPa。

P2-出口壓力，MPa。

Kt-空氣的壓縮系數(shù)，取1.4。

QV-主風(fēng)流速，m3/min。

Z1，Z2—出入口壓縮比。

電機(jī)的軸功率：N 電機(jī)=1.732*U*I*η

U-電壓，V。

I-電流，A。

η-軸效率。

4 相關(guān)計(jì)算及結(jié)論

根據(jù)以上公式可以計(jì)算出：

2012.11.27 1：00，

煙機(jī)入口煙氣流速：QV= V0*P0*T1/ (T0*P1)=5200*0.1*260/2 93/0.272=6257m3/min

將相關(guān)參數(shù)帶入煙氣輪機(jī)效率和軸功率公式，求出：

煙氣輪機(jī)效率為：η=59.285%。

煙氣輪機(jī)軸功率為：N煙機(jī)=2950.36kW。

將相關(guān)參數(shù)帶入電機(jī)軸功率計(jì)算公式求出：N 電機(jī)= 1387.33kW。

將相關(guān)參數(shù)帶入煙氣輪機(jī)效率和軸功率公式，求出：

主風(fēng)機(jī)的多變效率為：ηpol=65.15%。

主風(fēng)機(jī)軸功率為：N主風(fēng)機(jī)=4310.23kW。

由以上所求得的數(shù)據(jù)我們可以看出，

N煙機(jī)+N電機(jī)=2950.36+1387.33=4337.69kW 與主風(fēng)機(jī)軸功率N主風(fēng)機(jī)=4310.23kW 相近，所以在此工況下，煙機(jī)不可能發(fā)電。

同理，我們通過以上理論公式可以計(jì)算出2012.11.27 13：00 的煙機(jī)效率、煙機(jī)軸功率、主風(fēng)機(jī)效率、主風(fēng)機(jī)軸功率、電機(jī)效率。分別為：

煙氣輪機(jī)效率為：η=59.236%。

煙氣輪機(jī)軸功率為：N煙機(jī)=2970.87kW。

電機(jī)軸功率為：N電機(jī)= 1387.33kW。

主風(fēng)機(jī)的多變效率為：ηpol=65.48%。

主風(fēng)機(jī)軸功率為：N主風(fēng)機(jī)=4298.21kW。

5 結(jié)論

由以上所求得的數(shù)據(jù)我們可以看出，N煙機(jī)+N電機(jī)=2970.87+1387.33=4357.5kW 與 主 風(fēng) 機(jī) 軸 功 率N主風(fēng)機(jī)=4298.21kW 相近，所以在此工況下，煙機(jī)也不可能發(fā)電。

通過以上計(jì)算我們還可以看出，在現(xiàn)在的工況下，對(duì)煙機(jī)來說還屬于低負(fù)荷運(yùn)行，煙機(jī)效率約為59%，較低（而額定軸功率下運(yùn)行時(shí)效率可達(dá)78%）。

[1]曹峻.TP型煙氣輪機(jī)振動(dòng)分析及對(duì)策[J].石油和化工設(shè)備，2009(11).

[2]陳福來，丁克勤，帥健.煙氣輪機(jī)在線監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)的現(xiàn)狀與展望[J].石油化工設(shè)備技術(shù)，2005(3).

[3]王建軍.催化裂化裝置機(jī)機(jī)組2003年停機(jī)故障分析與改進(jìn)措施[J].石油化工設(shè)備技術(shù)，2004(2).

[4]方濤.煙氣輪機(jī)機(jī)械故障的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷[J]設(shè)備管理與維修，2005(1).