摘要 本文介绍了热功联产汽轮机在甲醇生产装置中的应用，分析了其运行效果，以期对生产装置实现节能降耗、挖潜增效，达到经济运行提供参考。 关键词 甲醇生产；汽轮机；节能降耗
中图分类号TM311 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）68-0148-02
1 概述
濮阳龙宇化工有限责任公司，年产20万t甲醇装置气化单元，采用国内拥有自主知识产权的首套粉煤加压气化技术（HT-L）；合成单元则采用西德鲁奇低压法双塔合成工艺，合成汽包副产3.5MPa中压蒸汽，并入1.2MPa蒸汽管网，减压后为低温甲醇洗、二甲醚、精馏等工序提供低压蒸汽。为充分利用合成中压蒸汽热能，使生产装置实现节能降耗、挖潜增效，濮阳龙宇化工有限责任公司于2010年10月新上一套热功联产汽轮机，同年12月投入使用。目前汽轮机运行工况稳定，已产生了较为可观的经济效益，现就其先进技术应用及产生的经济效益进行分析总结。
2 合成工艺流程
本装置合成工序有两套独立的合成回路，一套为原有老系统，一套为新增系统，新老系统的流程基本一致，在此仅以新系统为例：
从压缩工段合成气混合罐（F0203）来的合成气（H2 56.42%、N2 16.85%、CO 17.64%、CO2 6.55%、CH4 2.54%）经入塔预热器（C0302）预热至225℃后由顶部进入管壳式甲醇合成塔（D0302），在铜基触媒的作用下，CO、CO2和H2反应生成甲醇和水，同时还有少量的其它杂质的生成。合成塔出塔气（H2 51.53%、N2 19.16%、CO 13.28%、CO2 8.37%、CH4 3.31%、CH3OH 4.35%）经入塔气预热器和入塔气换热后，温度由225℃降至约91℃，再经甲醇水冷器（C0304）冷却至40℃，此时出塔气中的甲醇绝大部分被冷凝下来，然后进入甲醇分离器（F0302）将粗甲醇分离下来，出分离器的气体一部分作为循环气送至压缩工段，另一部分作为驰放气排放，以维持合成回路中惰性气体的含量，排出的驰放气送往变压吸附制氢装置，回收氢后的尾气送转化炉作为燃料。
分离出来的甲醇进入闪蒸槽（F0304）大部分溶解在粗甲醇中的气体在此被闪蒸出来，闪蒸后的粗甲醇直接送至精馏工段，闪蒸气则与变压吸附制氢装置的解吸气混合作为转化炉燃料气。
3 汽轮机发电操作规程
濮阳龙宇采用青岛华捷透平动力有限公司的背压式汽轮机，将合成副产蒸汽进行梯阶利用，进汽压力3.0MPa，排气压力1.27MPa，额定进汽流量是16t/h，驱动一台轴功率为400kW发电机，向内部6 000V电网返送355kW电负荷。
本汽轮机主要性能特点
1）主体结构新颖、先进、可靠；整机体积小、重量轻，在同样功率下，整机重量级体积仅为国内同类机组的1/3；2）机组采用HJ系列调速器，其优良的调节性能完全可以保证机组安全连续稳定运行；3）本机组采用先进的“三选二”自动超速保护控制装置（ETS），该保护装置动作准确可靠。既可以在现场紧急停机，并可以在线试验。ETS系统可按入用户的DCS系统；4）常规机组无专门的润滑系统和冷却系统。从而使整个机组运行可靠、操作简单、维护简便；带有减速箱的汽轮机机组配有油箱、冷油器、油泵、滤油器等强制润滑系统；5）动静叶片采用新型高效型线；6）机组安装简单、检修方便、启动迅速，适用于驱动水泵、油泵、电机、风机、压缩机和发电机等。
3.2 主要技术性能
1）汽轮机转速调整范围为额定转速的30%~150%；2）汽轮机单机空负荷运行时，其振动值小于0.02mm；在额定负荷下运行时，其振动值小于0.07mm；3）汽轮机超速保护动作转速为3 160rpm；4）产品符合中国及国际通行标准。
3.3 汽轮机结构说明
1）汽缸：汽轮为铸钢结构，具有水平中心面，进汽口和排汽均在汽缸下半，汽缸通过法兰与前后轴承座联接，后轴承座中心为机组热膨胀死点。汽缸底部设有疏水口；2）喷嘴组及转向导叶：喷嘴组为焊接式结构，转向导叶为组装式，喷嘴组与转向导叶环由螺栓固定在喷嘴室上；3）叶轮与转子：叶轮为双列复速级结构，两排叶片镶在叶轮上，叶轮与主轴采用套装结构，主轴通过联轴器对外输出力矩；4）轴承：径向轴承为滑动式轴承，采用强制润滑；5）汽封：汽封采用迷宫式半接触式炭精汽封结构，汽封环与安装在汽缸体上的汽封体采用端面密封；汽封环与套装在主轴上的汽封套筒采用圆周密封；6）主汽阀、调节汽阀：主汽阀、调节汽阀组成联合汽阀。主汽阀挂闸后，逆时针旋转主汽阀操纵座手轮即可以开启主汽阀、当超速保护装置（ETS）动作后，脱扣装置脱扣，主汽阀迅速关闭，调节汽阀由调节器通过调节连杆进行控制；7）控制器包括HJ系列调速器和超速保护控制装置（ETS）：本机超速保护采用“三选二”冗余式电超速保护装置（ETS）。采用PLC、三块转速表组成，并配有三个磁电式转速传感器，三路转速信号在保护装置内进行比较，当两路及两路以上转速信号超过汽轮机设定动作转速时，该装置自动给出停机指令，使主汽阀操纵座的脱扣装置动作，主汽阀迅速关闭。该装置安装在随机提供的HJ系列控制箱上，可方便地就地操作机组。除此之外，超速保护装置还可以向电厂DCS系统提供数字或4mA~20mA模拟转速信号，接受远程升降速、停机开关量信号。
4 改造措施
为改变这种情况，我们对汽轮机信号放空管进行了改造。并根据现场装置布置情况，将对空信号管上部向西增加90度弯头、接管1.5m（水平），并使管略向下倾斜，而后向下方垂直沿伸与精馏工序各塔底排放管连接，排放至地沟。这样改造的好处有：1）信号管上方弯头向西水平管略向下倾斜的目的是防止蒸汽压力忽高忽低，或停车时冷凝液倒流，使液体重新流入汽轮机内；2）水平管后接向下的垂直管，是为了将此管与其它排放管连接，使冷凝液排放于一个固定点，便于回收到循环水池再利用。
5 经济效益分析
根据濮阳龙宇化工有限责任公司生产技术部统计室数据显示2011年1月份~11月份，合成汽轮机共发电425 298kW，工业用电按0.65元/度计算，共节约电费276 443.7元。
参考文献
[1]季杰，刘可亮，裴刚，何伟.以电厂循环水为热源利用热泵区域供热的可行性分析[J].暖通空调，2005(2).
[2]张光宇.功热电联产与系统节能[J].化工设计通讯，2011(3).