液力透平在柴油改質(zhì)降凝裝置的應(yīng)用

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1、液力透平在柴油加氫改質(zhì)降凝裝置的應(yīng)用肖洪輝周彤趙煦中國石油天然氣股份有限公司玉門油田分公司（甘肅省酒泉市735200）摘要本文介紹了50萬噸/年柴油加氫改質(zhì)降凝裝置液力透平的基本工作原理、結(jié)構(gòu)形式，分析了液力透平投用及日常維護(hù)過程中需要注意的問題,并對投用液力透平后的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析計算。說明液力透平的成功投用所顯現(xiàn)突出的節(jié)能效果，顯示出液力透平是該裝置的重要節(jié)能設(shè)備，它的安全平穩(wěn)運(yùn)行是降低裝置綜合能耗的重要保障。關(guān)鍵詞液力透平工作原理分析計算節(jié)能1前言玉門煉化總廠50萬噸/年柴油加氫改質(zhì)降凝裝置是加工催化柴油和少量的直餾柴油，降低煉化總廠柴

2、油的硫、氮、膠質(zhì)含量，提高柴油產(chǎn)品質(zhì)量。該裝置于2002年底建成，2011年9月對其進(jìn)行了采用FHI柴油加氫改質(zhì)異構(gòu)降凝的技術(shù)改造。改造后可以按不同的生產(chǎn)方案生產(chǎn)-10#和-35#低凝柴油，滿足低凝柴油的市場需求。該裝置設(shè)計初為了充分利用高壓分離器的壓力能，降低裝置能耗，設(shè)計在高壓分離器D-503與低壓分離器D-504之間安裝液力透平，將高壓分離器與低壓分離器之間的壓力差而存在的能量利用液力透平轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，降低反應(yīng)進(jìn)料泵P-501/1電機(jī)的電流，以達(dá)到降低裝置能耗的目的，它是該裝置的重要節(jié)能設(shè)備。因此，需要對該液力透平在投用及運(yùn)行過程中加強(qiáng)

3、監(jiān)護(hù)，對出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，確保其長周期安全平穩(wěn)運(yùn)行。2液力透平工作原理液力透平是將液態(tài)流體工藝介質(zhì)中蘊(yùn)藏的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的機(jī)器。它的工作原理是：高壓流體所具有的勢能在經(jīng)過透平葉輪時轉(zhuǎn)換為動能，當(dāng)高速流體流出葉輪出口時形成反向推力，推動葉輪轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動透平軸旋轉(zhuǎn)，透平軸經(jīng)過離合器帶動被驅(qū)動設(shè)備，將機(jī)械功傳遞給被驅(qū)動設(shè)備，達(dá)到節(jié)能的效果〔1〕。柴油加氫改質(zhì)降凝裝置的反應(yīng)進(jìn)料泵P-501/1就是液力透平所帶動的被驅(qū)動設(shè)備，液力透平和反應(yīng)進(jìn)料泵之間是通過單向離合器相聯(lián)接。高分罐D(zhuǎn)-503的操作壓力為7.2MPa左右，低分罐D(zhuǎn)-504的操作壓力為

4、0.85MPa，操作溫度為35℃左右，液體流量為40-65t/h。高低分罐的壓差所具有的勢能為液力透平提供了能量。當(dāng)液力透平的轉(zhuǎn)速達(dá)到主電機(jī)轉(zhuǎn)速，并且液力透平的入口流量大于其最低做功流量時單向離合器耦合，液力透平開始做功。此時液力透平和主電機(jī)同時驅(qū)動反應(yīng)進(jìn)料泵P-501/1，液力透平的輸出功率就是主電機(jī)所降低的功率，隨著液力透平入口流量的增大，其輸出功率增大，則主電機(jī)消耗的電量越少，從而實現(xiàn)節(jié)能的效果。1液力透平布置形式、結(jié)構(gòu)及參數(shù)1.1液力透平布置形式液力透平與反應(yīng)進(jìn)料泵P-501/1主電機(jī)是通過單向離合器相連接。單向離合器是按一定的方向旋

5、轉(zhuǎn)，在另一個方向上是鎖止?fàn)顟B(tài)，如果轉(zhuǎn)向發(fā)生變化時，會自動脫離不產(chǎn)生任何動力傳送，單向離合器的動力輸出部分轉(zhuǎn)速比動力源還快時，離合器處于脫離狀態(tài)，不影響主電機(jī)及泵的運(yùn)行。安裝單向離合器可以有效的避免裝置開車過程中由于工藝不穩(wěn)定、流量和壓力發(fā)生變化而使液力透平的操作不穩(wěn)定或者對主電機(jī)形成阻力的狀況發(fā)生。即便沒有足夠的能量驅(qū)動液力透平，也能夠保證主電機(jī)及反應(yīng)進(jìn)料泵的穩(wěn)定運(yùn)行。同時，安裝單向離合器還可以避免當(dāng)液力透平維修時對反應(yīng)進(jìn)料泵運(yùn)行的影響。液力透平與反應(yīng)進(jìn)料泵、主電機(jī)的布置見圖-1。圖-1液力透平布置圖單向離合器參數(shù)見表-1。表-1單向離合器參

6、數(shù)型號CEUHS序列號698370潤滑油牌號L-TSA46潤滑油進(jìn)油壓力20P.S.I（1.4Mpa）潤滑油精度10—15μm最高工作溫度110FAHR（43.3℃）生產(chǎn)廠家美國MARLANDCLUCTH其結(jié)構(gòu)圖見圖-2。圖-2單向離合器結(jié)構(gòu)圖1.1液力透平結(jié)構(gòu)及參數(shù)液力透平的結(jié)構(gòu)和多級離心泵的結(jié)構(gòu)相似，只是在離心泵的基礎(chǔ)上，在機(jī)械結(jié)構(gòu)和水力學(xué)上有些變化，它是以反轉(zhuǎn)的方式來操作的動力設(shè)備。液力透平的相關(guān)參數(shù)見表-2。表-2液力透平參數(shù)型號TTD90-120×8轉(zhuǎn)速r/min2980額定流量m3/h90重量Kg4330揚(yáng)程m960出廠編號220

7、083軸功率KW129出廠日期2002.1效率%55液力透平的具體結(jié)構(gòu)見圖-3。圖-3液力透平結(jié)構(gòu)圖1液力透平的控制和聯(lián)鎖系統(tǒng)4.1液力透平的控制系統(tǒng)柴油加氫改質(zhì)降凝裝置的液力透平的作用是將高壓分離器D-503與低壓分離器D-504之間的壓力差而存在的能量利用轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，幫助反應(yīng)進(jìn)料泵P-501/1的主電機(jī)做功，降低電流，以達(dá)到節(jié)能的目的。其流程圖見圖-4。D-503——高壓分離器D-504——低壓分離器圖-4液力透平流程圖液力透平具體控制關(guān)系如下：（1）、高壓分離器D-503與低壓分離器D-504以及與液力透平之間用FV-9171-1和L

8、V-9171控制調(diào)節(jié)去液力透平和低壓分離器之間的液位和流量。（2）、當(dāng)高壓分離器D-503液位下降較快時，關(guān)小調(diào)節(jié)閥FV-9171-1；當(dāng)其液面低于10%的低報警值