CN2864101Y

CN2864101Y - 抽汽－背压式汽轮机用于拖动气体压缩机节汽装置

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Publication number: CN2864101Y
Application number: CNU2005200150575U
Authority: CN
Inventors: 雷泽永
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2015-09-22

Abstract

本实用新型抽汽－背压式汽轮机用于拖动气体压缩机节汽装置，包括有相配合连通的中压蒸汽管线、车间内部中压蒸汽管网、输出进入汽轮机的中压蒸汽连接管、汽轮机；具体技术措施还包括：汽轮机为中压抽汽－背压式汽轮机；汽轮机具有超低压背压蒸汽排出管线，该超低压背压蒸汽排出管线相配合连通有超低压蒸汽管网；超低压蒸汽管网专门接收汽轮机背压排出的超低压背压蒸汽，并且连通有超低压蒸汽管网用户；汽轮机具有抽汽蒸汽排出管线，该蒸汽排出管线相配合连通有低压蒸汽管网，低压蒸汽管网专门接收汽轮机抽出的低压蒸汽，并且连通有低压蒸汽管网用户。其可以大量节约中压蒸汽，简化设备，并可以解决炼油厂低压蒸汽的平衡问题，防止低压蒸汽的放空和浪费。

Description

抽汽—背压式汽轮机用于拖动气体压缩机节汽装置

技术领域

本实用新型涉及汽轮机应用技术领域，具体涉及抽汽—背压式汽轮机用于拖动气体压缩机节汽装置。

技术背景

炼油厂的许多重要车间(或称生产装置)，如催化裂化(包括催化裂解)、焦化、加氢裂化、催化重整和加氢精制等，绝大多数是采用中压-背压式汽轮机来拖动车间内的气体压缩机(下称汽压机)。该中压—背压式汽轮机一般进汽为3.3Mpa～3.5Mpa(410℃至440℃)，背压排汽(为1.0Mpa～1.3Mpa300℃至330℃)进入车间内的1.0Mpa管网。车间的1.0Mpa管网负责提供本车间内的各种生产用汽。一般情况下，中压—背压式汽轮机背压排入1.0Mpa管网的汽量小于车间的工艺用汽总量，不足的部分由电站汽轮发电机汽轮机抽出1.3Mpa蒸汽供入车间的1.0Mpa管网，并负责控车间1.0Mpa管网的压力稳定，有关生产装置结构如图示1。图示1为技术装置结构图：1a是电站锅炉送车间的3.5Mpa中压蒸汽管线；2a是车间内部供中压—背压式汽轮机的中压蒸汽管网；3a是由2a进入汽轮机的中压蒸汽线；4a是中压—背压式汽轮机；5a是汽轮机的背压排出管线、进入生产车间内的1.0Mpa管线；7a生产车间内部的1.0Mpa蒸汽管网。9a～16a生产车间内部的1.0Mpa蒸汽管网上的用户：其中9a气体分馏单元；10a干气脱硫单元；11a分馏塔底吹气；12a催化提升管提升蒸汽；13a管线及仪表伴热；14a催化原料雾化蒸汽；15a减压塔抽真空；16a其它用汽(加热介质要求＞160℃)；17a电站汽轮机抽出1.0Mpa～1.3Mpa蒸汽用于控制车间1.0Mpa管网压力；18a为气体压缩机。

图1装置结构说明：电站锅炉生产的、或高压汽轮机抽出的中压蒸汽或车间内部生产的中压蒸汽，中压蒸汽经管线1a进入车间内部的中压蒸汽管网2a，再经管线3a进入中压—背压汽轮机4a做功后，经汽轮机背压排出管线5a，排出1.0Mpa～1.3Mpa背压汽，进入车间内部的1.0Mpa管网7a。管网7a提供车间内部各蒸汽用户9a～16a。车间内的中压—背压式汽轮机的背压汽排量小于9a～16a各蒸汽用户合计用汽总量，不足部的部分蒸汽由管线17a提供，该管线还要负责控制管网7a的压力保护稳定在1.0Mpa左右。经功能分析发现，上述生产车间内大约有50％以上的用汽点(下称单元用户)，如干气脱硫、气体分馏、分馏塔底吹汽汽提、管线伴热等等，这些用户只需0.3Mpa～0.5Mpa，200℃～230℃的超低压蒸汽就可以满足其工艺需求。因许多车间没有这个等级的蒸汽，因此只好使用车间1.0Mpa管网的蒸汽，造成蒸汽使用在能级上的浪费，其浪费量大约44Kcat/kg蒸汽。炼油厂内催化裂化等5-6个车间这种蒸汽浪费量大约有50t/h～100t/h(相当于2500kw～5000kw的电能)。如何将蒸汽浪费的能级(1.0Mpa～1.3Mpa，300℃～330℃至0.3Mpa～0.5Mpa200℃～230℃)加以利用，是炼油厂蒸汽系统节能中重要的技术创新。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种可以大量节约中压蒸汽、简化设备，同时还可以解决炼油厂低压蒸汽的平衡问题，防止低压蒸汽的放空和浪费的抽汽—背压式汽轮机用于拖动气体压缩机节汽装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：抽汽—背压式汽轮机用于拖动气体压缩机节汽装置，包括有相配合连通的中压蒸汽管线、车间内部中压蒸汽管网、输出进入汽轮机的中压蒸汽连接管、汽轮机；具体技术措施还包括：汽轮机为中压抽汽—背压式汽轮机；汽轮机具有超低压背压蒸汽排出管线，该超低压背压蒸汽排出管线相配合连通有超低压蒸汽管网；超低压蒸汽管网专门接收汽轮机背压排出的超低压背压蒸汽，并且连通有超低压蒸汽管网用户；汽轮机具有抽汽蒸汽排出管线，该蒸汽排出管线相配合连通有低压蒸汽管网，低压蒸汽管网专门接收汽轮机抽出的低压蒸汽，并且连通有低压蒸汽管网用户。

为优化上述方案采取的措施具体包括：

中压蒸汽压力取值范围3.2Mpa至3.7Mpa；低压蒸汽压力取值范围0.8Mpa至1.4Mpa；超低压蒸汽压力取值范围0.3Mpa至0.7Mpa。

超低压蒸汽管网用户有气体分馏单元；干气脱硫单元；分馏塔底吹汽及汽提单元；催化提升管提升蒸汽单元；管线及仪表伴热、储运加热单元。

低压蒸汽管网用户有催化原料蒸汽雾化单元；减压塔抽真空单元；其它加热介质＞160℃的单元。

最好中压蒸汽压力取值3.5Mpa；低压蒸汽压力取值1.0Mpa；超低压蒸汽压力取值0.5Mpa。

与现有技术相比，本实用新型采用的汽轮机为中压抽汽—背压式汽轮机；汽轮机具有超低压背压蒸汽排出管线，该超低压背压蒸汽排出管线相配合连通有超低压蒸汽管网；超低压蒸汽管网专门接收汽轮机背压排出的超低压背压蒸汽，并且连通有超低压蒸汽管网用户；汽轮机具有抽汽蒸汽排出管线，该蒸汽排出管线相配合连通有低压蒸汽管网，低压蒸汽管网专门接收汽轮机抽出的低压蒸汽，并且连通有低压蒸汽管网用户。其可以大量节约中压蒸汽，简化设备，并可以解决炼油厂低压蒸汽的平衡问题，防止低压蒸汽的放空和浪费。

附图说明

图1是现有技术装置结构示意图；

图2是本实用新型实施例的装置结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型作进一步详细描述。

图2所示，抽汽—背压式汽轮机用于拖动气体压缩机节汽装置，包括有相配合连通的中压蒸汽管线1b、车间内部中压蒸汽管网2b、输出进入汽轮机的中压蒸汽连接管3b、汽轮机4b；汽轮机4b为中压抽汽—背压式汽轮机；汽轮机具有超低压背压蒸汽排出管线6b，该超低压背压蒸汽排出管线6b相配合连通有超低压蒸汽管网8b；超低压蒸汽管网8b专门接收汽轮机背压排出的超低压背压蒸汽，并且连通有超低压蒸汽管网用户；汽轮机具有抽汽蒸汽排出管线5b，该蒸汽排出管线5b相配合连通有低压蒸汽管网7b，低压蒸汽管网7b专门接收汽轮机抽出的低压蒸汽，并且连通有低压蒸汽管网用户。中压蒸汽压力取值范围3.2Mpa至3.7Mpa；低压蒸汽压力取值范围0.8Mpa至1.4Mpa；超低压蒸汽压力取值范围0.3Mpa至0.7Mpa。本实施例中压蒸汽压力取值3.5Mpa，低压蒸汽压力取值1.0Mpa；超低压蒸汽压力取值范围0.5Mpa。超低压蒸汽管网用户有气体分馏单元9b；干气脱硫单元10b；分馏塔底吹汽及汽提单元11b；催化提升管提升蒸汽单元12b；管线及仪表伴热、储运加热单元13b。低压蒸汽管网用户有催化原料蒸汽雾化单元14b；减压塔抽真空单元15b；其它加热介质＞160℃的单元16b；17b电站汽轮机抽出低压蒸汽用于控制车间低压蒸汽管网压力；18b为气体压缩机。

本实用新型以炼油厂适用范围为例，在6个车间内有多台中压—背压式汽轮机，其功率一般为3000kw～6000kw，其背压为1.0Mpa～1.3Mpa300℃～330℃。在生产车间内，大约有50％的蒸汽单元用户，可以使用0.3Mpa～0.5Mpa200℃～230℃的超低压蒸汽。为此，将浪费的能级(1.0Mpa～1.3Mpa300℃～330℃至0.3Mpa～0.5Mpa200℃～230℃)用于拖动车间内的气体压缩机，即将原中压背压式汽轮机的背压由1.0Mpa～1.3Mpa降至0.3Mpa～0.5Mpa，该背压汽不再排入1.0Mpa管网，而是排入一个专门新建的0.3Mpa～0.5Mpa超低压管网。该管网的蒸汽再供给那些可使用超低压蒸汽的单元用户。与改造前相比较，进入中压—背压式汽轮机的中压蒸汽的焓降增大近1倍，即焓降由改造前3.3Mpa～3.5Mpa410℃～440℃→1.0Mpa～1.3Mpa300～330℃变为改造后的3.3～3.5Mpa410℃～440℃→0.3Mpa～0.5Mpa200℃～230℃。例如某炼油厂催化车间有1台3000kw的汽轮机，当背压为1.0Mpa～1.3Mpa时，其中压蒸汽的耗量为57.06t/h，当该汽轮机背压降至0.49Mpa238℃时，其中压汽耗量将降至32.1t/h，中压蒸汽用量下降25t/h，下降率为44％。上述方法为汽轮机降背压运行，是常规的一种节汽方法。但在所述6个车间采用此方法时遇到了一个大的问题，即单个生产车间，如催化、焦化、加氢裂化等一般相距甚远，单个车间内的超低压蒸汽用户合计用汽总量一般在10～25t/h之间，小于汽轮机降背压运行所必须的最低蒸汽用量32.1t/h。因此采用简单的汽轮机降背压运行的方法是不行的。为此，应采用本技术才能解决上述车间内1.0Mpa蒸汽的能级浪费问题。

经研究在拖动发电机的中压汽轮机中有一种抽汽—背压式汽轮机(下称抽背式汽轮机)，该机排出的低压蒸汽有2个压力等级：抽汽1.0Mpa～1.3Mpa，背压排汽0.5Mpa。如果将上述需要降背压的汽轮机拆除，改为抽汽—背压式汽轮机，即抽出1.0Mpa～1.3Mpa蒸汽供给必须使1.0Mpa蒸汽用户；用背压排出0.5Mpa蒸汽则供给0.5Mpa以下的蒸汽用户。由于这种抽—背式汽轮机的背压排汽量可以根据生产需要进行设计制造。例如(同上例)某炼油厂催化车间内有一台3000kw的中压背压式汽轮机(用于拖动富气压缩机)，其背压为1.08Mpa319℃，排汽量为57.06t/h。该车间内的气分、干气脱硫和塔底吹汽等0.5Mpa蒸汽用户合计汽耗量为20t/h。我们就可以将原背压式汽轮机拆除，改用等功率的抽—背式汽轮机，其背压排汽压力为0.5Mpa230℃，流量为20t/h(可拖动功率为1870kw)，抽汽压力为1.08Mpa319℃，抽汽量为21.05t/h(可拖动1130kw功率)。该机中压进汽量为41.05t/h。经此改造后，该车间的富气压缩机汽轮机的中压蒸消耗由改造前的57.06t/h下降至改造后的41.05t/h，节约中压蒸汽16.01t/h。

由于这种抽—背式汽轮机的功率，背压汽排放量的大小可以根据不同生产车间的不同需求(流量大小和蒸汽压力)进行设计制造。因此这种节约中压蒸汽的创新技术可以在炼油化工企业的相关车间进行广泛推广应用。具体的实施方法是：

1、将炼油厂某生产车间内的背压式气轮机更换为抽—背式汽轮机，其功率仍保持不变。

2、在车间内新建一条0.5Mpa左右超低压专用管网，作为该抽—背式汽轮机的专用背压排汽管网。该管网提供超低压蒸汽用户，如气分、干气脱硫、塔底吹气和仪表管线伴热等等。这些用户合计用汽量即为抽—背式汽轮机的背压排汽量。当汽轮机的功率和背压排气量决定之后，汽轮机的抽汽量和总耗汽量也就决定了。

3、改造后的抽—背式汽轮机的抽汽排出管与改造前车间内的1.0Mpa低压管网相连，背压排出管与新建的0.5Mpa左右的超低压管网相连。

改造后装置结构图即如图2。本实用新型改造装置结构说明：炼油厂热电站中压锅炉生产(或高压汽轮机抽出)的中压蒸汽经中压蒸汽管线1b送至有关车间内部的中压蒸汽管网2b，该管网的中压蒸汽连接管3b进入中压抽汽—背压式汽轮机4b，该汽轮机4b抽出1.0Mpa～1.3Mpa低压抽汽蒸汽排出管线5b进入车间内的1.0Mpa低压蒸汽管网7b。抽—背汽轮机的背压排出0.5Mpa左右的超低压背压蒸汽排出管线6b排入专门为该汽轮机新建的0.5Mpa左右的背压管网的超低压蒸汽管网8b。上述管网8b提供9b～13b的单元用户用汽。上述管网7b提供14b～16b单元用户用汽。其中9b～13b是0.5Mpa左右的超低压蒸汽用户，14b～16b是1.0Mpa左右的低压蒸汽用户。

上述效益仅仅是一个车间的改造效益。一般中型以上的炼油厂至少有2套催化装置，大部分的炼油厂除催化以外还有焦化和重整加氢装置。如一个炼油厂有3套装置实施本专利改造，其节约中压蒸汽量可达30～50t/h，年效益约1800～3000万元/年。上述效益为直接经济效益。由于节约了30～50t/h的中压蒸汽，就可以解决炼油厂低压蒸汽的平衡问题，防止低压蒸汽的放空和浪费。另外，还可以将炼油厂原有低压或中压凝汽式汽轮机改为抽汽背压式汽轮机。不但达到了节约蒸汽的目的，同时还简化了设备，因凝汽式汽轮机的附属设备很复杂，节约大量的循环水。一台1500KW的低压凝蒸汽式汽轮机消耗的循环水量大约1500～2000t/h。因此，实施本专利对炼油厂节汽、节水的间接效益也是十分可观的。

本实用新型的最佳实施例已被阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本实用新型的范围。

Claims

1、抽汽—背压式汽轮机用于拖动气体压缩机节汽装置，包括有相配合连通的中压蒸汽管线(1b)、车间内部中压蒸汽管网(2b)、输出进入汽轮机的中压蒸汽连接管(3b)、汽轮机(4b)；其特征是：所述的汽轮机(4b)为中压抽汽—背压式汽轮机；所述的汽轮机具有超低压背压蒸汽排出管线(6b)，该超低压背压蒸汽排出管线(6b)相配合连通有超低压蒸汽管网(8b)；所述的超低压蒸汽管网(8b)专门接收所述的汽轮机背压排出的超低压背压蒸汽，并且连通有超低压蒸汽管网用户；所述的汽轮机具有抽汽蒸汽排出管线(5b)，该蒸汽排出管线(5b)相配合连通有低压蒸汽管网(7b)，所述的低压蒸汽管网(7b)专门接收所述的汽轮机抽出的低压蒸汽，并且连通有低压蒸汽管网用户。

2、根据权利要求1所述的抽汽—背压式汽轮机用于拖动气体压缩机节汽装置，其特征是：所述的中压蒸汽压力取值范围3.2Mpa至3.7Mpa；所述的低压蒸汽压力取值范围0.8Mpa至1.4Mpa；所述的超低压蒸汽压力取值范围0.3Mpa至0.7Mpa。

3、根据权利要求1或2所述的抽汽—背压式汽轮机用于拖动气体压缩机节汽装置，其特征是：所述的超低压蒸汽管网用户有气体分馏单元(9b)；干气脱硫单元(10b)；分馏塔底吹汽及汽提单元(11b)；催化提升管提升蒸汽单元(12b)；管线及仪表伴热、储运加热单元(13b)。

4、根据权利要求1或2所述的抽汽—背压式汽轮机用于拖动气体压缩机节汽装置，其特征是：所述的低压蒸汽管网用户有催化原料蒸汽雾化单元(14b)；减压塔抽真空单元(15b)；其它加热介质＞160℃的单元(16b)。

5、根据权利要求1至4任一权利要求所述的抽汽—背压式汽轮机用于拖动气体压缩机节汽装置，其特征是：所述的中压蒸汽压力取值3.5Mpa；低压蒸汽压力取值1.0Mpa；超低压蒸汽压力取值0.5Mpa。