兖矿国宏化工有限责任公司蒸汽管网分为5个压力等级: 9.8 MPa、6.0 MPa、2.5 MPa、1.0 MPa和0. 5 MPa,其中2.5 MPa蒸汽主要是生产系统的副产蒸汽和汽轮机背压发电的蒸汽,少量是减温减压站的减压蒸汽;1.0 MPa蒸汽主要是通过DT6801减温减压站获得,蒸汽量约30 t/h。尽管减温减压为绝热过程,前后总热量不变,但减温减压后蒸汽品质和利用率降低,造成了极大的能源浪费。
公司2.5 MPa蒸汽温度为370 ℃,正常运行时1.0 MPa减温减压器30 t/h的负荷,产生1.0 MPa、184 ℃的蒸汽,如采用1台背压式汽轮机(汽轮机的进汽压力为2.5 MPa、温度370 ℃)代替减压装置,蒸汽在汽轮机内绝热膨胀后排出,排汽压力为1.0 MPa。经计算,汽轮机实际排汽比焓为3077.22 kJ/kg,则汽轮机的排汽温度为314 ℃,高于1.0 MPa蒸汽管网的温度,因此,需在背压排汽后增加减温装置。计算知,汽轮机组输出功率为742.5 kW。
针对上述情况,确定改造方案:在2.5 MPa与1.0 MPa蒸汽管网之间增设1台背压汽轮发电机组,汽轮机驱动发电机发电,汽轮机背压排汽后增加减温装置,确保经背压发电减温后的蒸汽与原1.0 MPa蒸汽管网的温度一致。
汽轮发电机主要技术参数:额定压力2.5 MPa (A)、进汽温度370 ℃、排汽压力1.0 MPa A)、 排汽温度315 ℃。
发电机端输出功率:背压1.0 MPa(A),进汽30 t/h,发电量为724 kW·h。
发电机:功率1000 kW,电压400 V,频率50 Hz,转速1500 r/min,三相四线制。
通过以上改造,在不增加蒸汽的情况下,利用背压发电将2.5 MPa蒸汽减为1.1 MPa蒸汽,实现了减压和发电,提高了蒸汽利用率。按照年运行8000 h,年发电量为579.6万kW·h,电价0.6元/kW·h计算,可创收347.76万元。