以電備汽在現(xiàn)代化工廠中的實用研究

摘 要：現(xiàn)代化工廠常采用節(jié)能模式的能源平臺，公用工程是集水、電、汽、風、污水、焚燒于一體的能源供給和回收平臺。以汽定電又叫做以電備汽，在現(xiàn)代化工廠生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位，這種模式具有供汽負荷調(diào)整，內(nèi)外擾動樞紐、蒸汽保障可靠性高、參數(shù)調(diào)整快速、自用電安全性好等特點。

關(guān)鍵詞：以汽定電；公用工程；能源平臺；梯度利用；自備電站

1 背景簡介

現(xiàn)代化工廠常采用節(jié)能模式的能源平臺，公用工程是集水、電、汽、風、污水、焚燒于一體的能源供給和污水回收平臺。依托一個公用工程可以供應(yīng)一個城市、一個工業(yè)園區(qū)、一個生產(chǎn)區(qū)或者一個工廠。通過能源供給使能量通過蒸汽、電、風、水等載體輸送出去，通過汽輪機、減溫減壓器實現(xiàn)能源梯度利用，再通過閉合環(huán)路加以回收，通過污水、焚燒處理不可循環(huán)物質(zhì)，實現(xiàn)能源高效利用的先進模式?，F(xiàn)代化煉化一體化工廠采用公用工程能源平臺是實現(xiàn)能源高效梯度利用，節(jié)能降耗有效途徑之一。而以汽定電則是公用工程系統(tǒng)的一個重要組成部分，在現(xiàn)代化工廠的生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。

2 以電備汽模式組成

某煉化一體化工程由自建的自備電站作為能源供應(yīng)平臺，其中以4臺鍋爐、4臺雙抽凝氣式汽輪機及發(fā)電機組成整個工程的能源供應(yīng)，通過4.0MPa、1.2MPa、0.4MPa三條蒸汽管網(wǎng)供應(yīng)煉油、化工裝置正常生產(chǎn)所需要蒸汽。其中鍋爐生產(chǎn)9.8MPa溫度為540℃的過熱蒸汽，供給1#、2#、3#、4#汽輪機，汽輪機組額定容量為50MW，最大容量為60MW。機組共有5段抽汽，其中1、2段為調(diào)整抽汽，其余的為非調(diào)整抽汽。機組的主要任務(wù)是向煉油、化工提供電負荷及4.0MPa、1.2MPa、0.4MPa的蒸汽。1#、2#機組型號：CC50-8.83/4.3/1.5，調(diào)整抽汽主要向4.0MPa、1.2MPa母管供汽，3#、4#機組型號：CC50-8.83/4.3/0.7，調(diào)整抽汽主要向4.0MPa、0.4MPa母管供汽。

3 以電備汽模式分析

在現(xiàn)代化煉化企業(yè)中，公用工程是能源供給平臺，但也是單點供汽、孤網(wǎng)運行的平臺，它的優(yōu)點是能源利用率，煉油化工成本低。缺點是穩(wěn)定性不足，抗擾動能力比多電供汽要差，對系統(tǒng)平穩(wěn)性要求較高。如果單純以鍋爐產(chǎn)生蒸汽直接供以給各裝置，鍋爐的負荷則需要根據(jù)實際負荷的波動進行調(diào)整，并且根據(jù)煉油化工裝置的開停工進行必要的啟停爐，不利于整個系統(tǒng)供給和穩(wěn)定，通過汽輪機發(fā)電不僅可以對煉油化工及公用工程系統(tǒng)本身提供電備用，同時根據(jù)外供蒸汽量的多少調(diào)整發(fā)電量，這樣有效實現(xiàn)了通過電負荷的調(diào)整來達到蒸汽負荷調(diào)整的目的，同時避免了鍋爐頻繁調(diào)整和負荷波動的產(chǎn)生，使鍋爐源源不斷進行穩(wěn)定能源輸出，保證供給方安全平穩(wěn)運行。這種能源供應(yīng)及調(diào)整模式叫以汽定電，又叫做以電備汽，在現(xiàn)代化工廠生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位，這種模式有以下幾種特點。

（1）便于供汽負荷調(diào)整。由于煉油、化工裝置多而產(chǎn)生用戶穩(wěn)定性差，用汽量波動性強，通過調(diào)整汽輪機發(fā)電量和抽氣量來調(diào)整外供蒸汽負荷，既快捷又安全。同時將蒸汽平衡和電網(wǎng)平衡連接起來，汽輪機發(fā)電依托電網(wǎng)的穩(wěn)定運行而安全性大大提高，通過和蒸汽系統(tǒng)的組合大大提高了蒸汽系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和安全性，提高煉油化工裝置的用汽穩(wěn)定性。

（2）降低內(nèi)外擾動的威脅。在鍋爐和蒸汽管網(wǎng)之間增加汽輪機，使得能源供給方和能源使用方之間增加調(diào)整手段，對內(nèi)外擾動都能起到調(diào)整作用和樞紐作用。各方擾動都會通過汽輪機的調(diào)節(jié)將擾動的威脅性降到最低，增加系統(tǒng)的安全性，達到能量穩(wěn)定輸出的目的。

（3）蒸汽保障可靠性提高。蒸汽保障是煉化工廠的能源血液，沒有蒸汽保障煉化系統(tǒng)將不能實現(xiàn)安全、穩(wěn)定生產(chǎn)，蒸汽保障可靠性不能僅僅通過各裝置的平穩(wěn)安全生產(chǎn)來保證，必須增加調(diào)整或備用手段，而汽輪機正是起到了這樣的作用，通過汽輪機發(fā)電可使每臺汽輪機具有160t/h左右的備用汽量，實現(xiàn)鍋爐產(chǎn)汽量遠遠大于用戶用汽量的標準，如果系統(tǒng)出現(xiàn)用汽增加，可以通過汽輪機調(diào)整或停機實現(xiàn)保證外供需求的目的，如果系統(tǒng)用汽量減少，通過增加汽輪機發(fā)電量實現(xiàn)電能和蒸汽內(nèi)能的轉(zhuǎn)換，提高蒸汽保障可靠性。

（4）參數(shù)調(diào)整快速。孤網(wǎng)運行的系統(tǒng)對于波動的調(diào)整往往要求安全、穩(wěn)定、快速，如果沒有汽輪機鍋爐直接面對蒸汽系統(tǒng)，負荷波動，鍋爐的調(diào)整必須要通過燃燒調(diào)整、風量控制、水位控制等來實現(xiàn)，為了保證鍋爐運行安全，調(diào)整在安全、穩(wěn)定的前提下進行，對調(diào)整速度有一定影響。汽輪機的增加通過抽汽量調(diào)整和電負荷調(diào)整來實現(xiàn)蒸汽調(diào)整，這個速度要遠遠高于鍋爐負荷調(diào)整速度，必要時可以進行緊急停機來保證外供蒸汽的穩(wěn)定，大大提高了鍋爐運行的安全性和負荷參數(shù)調(diào)整的速度。

（5）自用電安全性好

通過汽輪機發(fā)電又可以實現(xiàn)鍋爐、汽機裝置用電的可靠性，如果電網(wǎng)出現(xiàn)波動（小概率事件），一臺汽輪機的發(fā)電量足以保證本臺機組對應(yīng)鍋爐的一系列生產(chǎn)裝置的用電需求，并且還可以進行對外供電。不僅提高自備電站的用電安全性，同時也提高了煉油化工裝置的用電安全，使整個煉化一體化工程的運行安全性大大提高。

4 以電備汽模式優(yōu)化

以電備汽是現(xiàn)代化企業(yè)安全、穩(wěn)定運行的必要方式，但也有不足之處，其中主要是汽輪機的選型上存在不足，雙抽凝汽式機組可對抽汽進行調(diào)整，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性有一定幫助，但從能源轉(zhuǎn)化率和利用率的角度來看，雙抽凝汽機組的能源利用率低，使得安全成本增加，能耗較高，加之地理位置優(yōu)勢不存在，如果外購電比自發(fā)電便宜，將會導(dǎo)致電站安全成本增加，不利于節(jié)能降耗。為了能保證電站可以用以汽定電的安全模式運行，還能降低成本，可將雙抽凝汽式機組部分改為背壓機組，這樣既可以保證以汽定電的大原則不變，提高系統(tǒng)安全性，同時可以降低能耗，提高效率。

5 結(jié)束語

公用工程是未來發(fā)展的大系統(tǒng)，通過一個公用工程可以托起大到一個城市，小到一個工廠的安全平穩(wěn)運行，在未來的社會發(fā)展中，工業(yè)化進程會越來越快，越來越大，新城的建立，新工廠的建設(shè)不會走以往的老路，而是再建設(shè)具有前瞻性的公用工程系統(tǒng)，在所有應(yīng)用區(qū)域進行對口連接。所有能源輸出和回收利用都是由一個公用工程模塊來完成。為了保證模塊運行的安全平穩(wěn)，以汽定電是現(xiàn)代化工廠的首選之路，必經(jīng)之路，也是節(jié)能減排、降低能耗的發(fā)展之路。