2020年4月22日14:48分,中海石油华鹤煤化有限公司(以下简称“华鹤公司”)循环水泵汽电双拖项目联动试车成功,正式投入运行,项目提前8天完成联试,进入72小时性能测试,成为继循环水系统优化项目、循环水回水余压发电项目后的第三个合同能源管理项目,也标志着循环水系统能效提升改造工程全部竣工。
循环水系统是化工生产装置中的重要耗能单元。华鹤公司积极践行绿色发展理念,2017年通过循环水系统优化项目提升水泵效率与优化循环水量、2018年组织实施余压发电项目回收回水的富余压力能、2019年推进建设富余的低压放空蒸汽驱动循环水泵项目,循环水系统用电负荷从10600kW下降至4600kW,用电功率下降56.6%;吨尿素用电量由2017年440kWh/t下降至2020年的300kWh/t,打造行业循环水系统能效新标杆。
01
因地制宜,挖掘节能潜力
践行公司绿色发展理念
华鹤公司原始设计循环水系统循环总量50000m3/h,循环水泵额定扬程58m、额定流量10000m3/h,运行5开1备;公司投产后经运行调整,实际扬程48m,且循环水量富余量较大。公司组织相关技术人员对循环水系统运行数据进行详细调研和评估,确定要“因地制宜”,提高循环水系统与工艺装置的匹配度,降低循环水系统的“无用功”,最终确定节能改造和优化方案。一是通过优化系统水量分配,适当降低循环水总量;二是通过对水泵叶轮进行改造降低水泵扬程、提高水泵效率,进而达到降低能耗的目的;三是在满足系统运行的情况,通过优化水泵流量级配,将水泵由“5开1备”调整为“四开两备”。改造后,循环水系统实现节电2040kW,年节电1763万kWh,创效916万元。
02
创新驱动,攻坚克难解瓶颈
引领行业节能新方向
循环水回水余压发电改造项目
在循环水系统优化的基础上,如何有效回收循环水回水压力能成为进一步提高循环水系统能效的关键。在节能传统工艺,多数采用循环水回水直接驱动水轮风机替代电机实现节能效果。但是经过近年来的不断实践验证,水轮风机技术效果参差不齐,受技术专利商能力、实际运行工况等因素影响较大;同时在东北严寒地区,冬季风机运行数量较少,该部分能量不能有效回收。
华鹤公司不断研究和探索循环水回水余压能利用的新技术,偶然的机会由生产管理中心总经理江平提出利用余压驱动水轮机发电机组发电,既可以解决富余能量全年回收的问题,也规避了水轮风机运行效果对系统的影响。但公司经过多方寻求技术服务商:要么在该领域没有相关业绩,将该技术等于传统的水轮机驱动风机;要么有相关技术尝试,但未取得成功,如上海福斯特公司在江苏灵谷的应用尝试,因解决不了水轮机内轴承进水等问题始终不能正常运行。公司利用西安理工大学在水利水电方面的技术优势,针对水轮机在循环水系统的应用共同进行了深入研究和交流,最终研制出贯流式水轮发电机组并试运行成功,10台机组每小时发电1800kW,年发电1555万kWh,创效808万元。
03
统筹兼顾,优化资源配置
为企业降本增效做贡献
装置投产以来,工艺系统始终有部分低压蒸汽放空,造成严重的热量浪费,同时还增加噪声污染。循环水泵汽电双拖项目通过回收工艺装置富余的低压放空蒸汽20吨/小时,用于驱动汽轮机替代循环水泵电机做功1920kW,同时驱动电机发电240kW,可实现年节约电量1728万kWh,创效898.56万元。
华鹤公司针对低压放空蒸汽回收方案进行反复论证研究,利用汽轮机发电可独立于工艺系统运行,但政策是否允许、副产低压蒸汽流量从每小时几吨到十几吨频繁波动汽轮机组能否平稳运行,蒸汽放空没有流量计如何确定放空蒸汽流量选择机组最佳负荷,每一个问题都困扰着技术人员,前来技术交流的汽轮发电机机厂家看到如此大范围波动的蒸汽也频频摇头。华鹤公司技术人员借助已有的工具,通过MES的数据提取功能,调取历史放空阀的区间平均值,对应开度流量曲线找出蒸汽流量变化准确范围以及稳定流量区间;为了解决蒸汽流量波动对汽轮机的影响以及发电政策限制,华鹤公司转换思路,创新方法,用汽轮机替代电机驱动循环水泵,通过电机做功弥补蒸汽波动对汽轮机的影响,规避了发电审批政策要求,达到了回收富余放空低压蒸汽的预期目标。
循环水泵汽电双拖改造项目
循环水泵汽电双拖项目自2019年6月份签订项目合同,12月份订制的设备以及施工材料陆续到货,安装作业仅开展了不足一个月便迎来春节假期,随之受新冠病毒疫情影响,施工作业迟迟不能复工,省外主要技术人员以及设备售后安装人员不能及时到厂指导安装。为了不影响总体进度,部分非疫区作业人员陆续复工,但是随着气温回暖蒸汽放空越来越多,对于华鹤公司来说晚开车一天就要损失将近2.5万元。公司党委研究决策,疫情防控不能放松,项目建设不能推迟,华鹤公司的技术力量要顶上去,早开车华鹤早受益。华鹤公司公用工程部支部书记苗忠建带领支委班子全天候蹲守现场,查问题、查隐患,及时给与现场施工支持和指导;公司生产保运中心党支部支委班子以及生产管理中心党支部党员主动承担了现场电仪安装和调试。期间克服了“两炉”检修人员紧缺、加班时间长等困难,连续奋战,集公司上下资源与技术力量,实现较疫情影响后的计划提前8天完成机组的联动试车,正式投入运行。