一种电拖动双加压硝酸装置的生产方法
【专利摘要】本发明公开了一种电拖动双加压硝酸装置的生产方法，其方法包括：1）电机输出轴通过变速箱与氧化氮压缩机主动轴相接；2）氧化氮压缩机的输出轴与空气压缩机的主动轴相接；3）空气压缩机的输出轴与尾气透平机的主动轴相接；4）启动电机，使电机与机组提速；提速过程中，以空气压缩机转速计，经过2400转/分、5600转/分两个机组喘振点时，要快速提速通过；在4800转/分、7800转/分转速时均要停留10-15分钟，电拖动机组自7800转/分停留10-15分钟后可以直接提速到8600转/分；5）通过调整所述空气压缩机静叶开度达到装置开车风量。本发明的方法解决了现有汽轮机拖动“四合一机组”所存在的环境问题及经济成本高的技术问题。
【专利说明】一种电拖动双加压硝酸装置的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及双加压硝酸装置的生产方法，具体地说是一种电拖动双加压硝酸装置的生产方法。
【背景技术】
[0002]目前，国内外生产硝酸最为先进的生产技术是“双加压法”工艺技术，装置开车时均为依靠图1所示的界外蒸汽为其核心设备“四合一机组”冲转，待机组达到一定转速，系统达到相应压力，硝酸装置的氧化炉点火反应后，反应热经间接换热变为蒸汽逐步取代界外蒸汽后，再甩开界外蒸汽，装置依靠自身能量运行。图1所示的现有汽轮机拖动“四合一机组”的硝酸装置生产中存在如下问题:1、由于工艺设计、设备选型、设备制造等原因有时会造成硝酸装置正常运行后自身副产的蒸汽全部被汽轮机所消耗，有的装置甚至还需要外部蒸汽补充才能维持硝酸装置平稳正常运行。2、汽轮机拖动“四合一机组”的硝酸装置在开车过程中(一般2-5小时)需要外部提供大量的高品质过热蒸汽。为满足硝酸装置开车所需蒸汽，需要控制其它装置正常用汽量，而影响其它装置的生产。许多公司没有外部可供开车用蒸汽，则必须备用一台开车用锅炉，增加了大量投资，又造成锅炉长时间闲置。目前，由于治理大气污染的环保形势所需，许多地区已经禁止使用或限制使用燃煤锅炉。3、装置开车采用汽轮机拖动“四合一机组”，在机组启动开车时必须经过多个升速、升温控制阶段，启动开车控制复杂、过程较长；机组转速用汽轮机进汽量调节，所需自控仪表系统复杂。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是提供一种电拖动双加压硝酸装置的生产方法以解决现有汽轮机拖动“四合一机组”所存在的环境问题及经济成本高的技术问题。
[0004]本发明是这样实现的:
电拖动双加压硝酸装置的生产方法包括以下步骤:
1)将电机输出轴通过变速箱与氧化氮压缩机主动轴相接；
2)将氧化氮压缩机的输出轴与空气压缩机的主动轴相接；
3)将空气压缩机的输出轴与尾气透平机的主动轴相接；
4)启动电机，使电机与机组提速；提速过程中，以空气压缩机转速计，经过2400转/分、5600转/分两个机组喘振点时，要快速提速通过；在4800转/分、7800转/分转速时均要停留10-15分钟，电拖动机组自7800转/分停留10-15分钟后可以直接提速到8600转/分；
5)通过调整所述空气压缩机静叶开度达到装置开车风量。
[0005]一种电拖动双加压硝酸装置包括:
变频电机；
变速箱，其与变频电机的输出轴相接；
氧化氮压缩机，其主动轴与变速箱的输出轴相连接； 空气压缩机，其主动轴与氧化氮压缩机的输出轴相接；以及尾气透平机，其主动轴与空气压缩机的输出轴相接。
[0006]本发明的电拖动双加压硝酸装置的方法，电机采用外置风扇以控制其运行温度，以较为简单的电机温度、转速、变频、变速箱油位、震动等指标进行仪表控制，从而省去了现有技术中使用四合机组时所需的汽轮机及其附属的冷却水、循环水泵等设备，以及相应的温度、压力、液位、震动等仪表自控部分，减少了控制失误机会，增加了开车平稳性。更重要的是，正常生产时，一套15万吨/年的硝酸装置比原来要减少9001^/?的冷却循环水用量(约占整套装置循环水用量的1/3),大大节约了装置耗能；并且直接通过装置的汽包经直径159臟管道平稳向外输送所产的压力3.82腿^、温度4201的高品质蒸汽，输送量为24.5吨/小时，大大增加了装置向外输送清洁能源的能力。
[0007]用电动机拖动硝酸装置生产，将硝酸装置余热副产的蒸汽全部输出，以环保形式输送能源，更好地服务于生产、生活。
[0008]相对于硝酸装置汽轮机拖动“四合一机组”消耗的中压、过热蒸汽(3.8211)14200，电力供应充足、较为环保。用电动机拖动硝酸装置“四合一机组”开车启动、运行控制简单、便捷。
[0009]利用本发明的方法，不仅杜绝依赖界外蒸汽，省去置办锅炉，而且还可以将机组自身所产生的高品质蒸汽向外输送用于工业生产和生活用热，以减少燃煤锅炉生产蒸汽，这在我国加强大气污染治理的今天，是节能减排的好事情，符合我国国情和绿色发展的需要。
[0010]另外，本发明的方法，在产生巨大环境效益的同时还产生一定的经济效益。我国现有硝酸生产能力1500万吨/年，以“双加压法”工艺技术为主，单套装置产能主要为27万吨/年、15万吨/年及10万吨/年。下面以15万吨/年生产装置为例进行效果分析。
[0011]1、以15万吨/年硝酸装置为例，副产蒸汽25吨汽轮机拖动“四合一机组”消耗该蒸汽20吨/小时。该蒸汽拖动背压式汽轮机替代1000X1电机拖动设备运转，经过背压式汽轮机后的蒸汽(1.31即、220。0可继续供给生产、生活使用。15万吨/年硝酸装置改为电动机拖动“四合一机组”的电机功率为5000“，大工业用电电价按0.70元/“卜计算，则每小时增加电费:4000^0.70=2800元/小时；
蒸汽价格按160元/吨计算，输出蒸汽收益:
20*160=3200 元 / 小时这样，每年可增加经济效益为:
8000*400=320 万元 / 年
2、生产25吨/小时蒸汽消耗燃煤折标煤约3.57吨/小时，这样，硝酸余热副产蒸汽每年可节约标煤2.86万吨；可以减排302量685吨、减排烟尘1500吨、减排^0029吨，具有巨大的环境效益。
[0012]3、用电动机拖动硝酸装置生产，简化了工艺操作，节约了循环水用量，克服了现有汽轮机拖动硝酸装置生产中存在诸多不利问题，在行业上具有示范作用。
[0013]本发明通过设计合理的启动方案，解决了启动过程中所存在的喘振问题，以及氧化氮压缩机、空气压缩机、尾气透平机之间的磨合问题，实现了三机在一电机带动下同步转动，使得本发明的电拖动硝酸装置成功代替现有的蒸汽拖动装置。
[0014]【专利附图】
【附图说明】图1是现有技术以蒸汽驱动机组的结构示意图。
[0015]图2是本发明方法以电机驱动机组的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明做进一步说明
图2所示，本发明的电拖动双加压硝酸装置，包括变频电机1，电机1输出轴通过变速箱2输出轴与氧化氮压缩机3的主动轴相接；氧化氮压缩机3的输出轴与空气压缩机4的主动轴相接；空气压缩机4的输出轴与尾气透平机5的主动轴相接。
[0017]该装置的启动过程为:启动电机，使电机与机组提速，至经过2400转/分、5600转/分两个机组喘振点时，要快速提速通过，快速提速通过是指:不做停留，一直保持加速度提速，向上提的转速不小于1000转/分。以防止机组喘振造成设备损坏；且分别在4800转/分、7800转/分转速时均要停留10-15分钟，以利于整体转动的机组相互间的充分磨合，电拖动机组自7800转/分停留10-15分钟后可以直接提速到以空压机转速计8600转/分，通过调整所述空气压缩机4静叶开度达到本生产装置开车所需的风量，即调整空气压缩机4静叶开度依次使自空气压缩机4进氧化炉的空气量、自氧化炉进氧化氮压缩机的气体量以及经氧化氮压缩机提压后进入硝酸吸收塔6的气体量满足硝酸吸收塔6迅速充液的要求，以便在短时间内实现装置开车。相比用蒸汽拖动开车要节约开车时间1/3以上，并且相比利用界外蒸汽开车，本发明的方法操作更加简单，省去对外界蒸汽锅炉的依赖，使装置的运行免受制约。装置开车后，随着系统生产负荷的逐渐增加即有蒸汽向界外输出，提供清洁能源。
[0018]本发明所设计的方法，通过设计电机的启动运行方式，实现了在一台电机的驱动下，机组的氧化氮压缩机、空气压缩机及尾气透平机同步运行。
[0019]本发明的硝酸装置中，电机采用外置风扇以控制其运行温度，去掉原有汽轮机及其附属的冷却水、循环水泵等设备，以及相应的温度、压力、液位、震动等仪表自控部分，以较为简单的电机温度、转速、变频、变速箱油位、震动等指标进行仪表控制；减少了控制失误机会，增加了开车平稳性。
[0020]本发明的硝酸装置开车通过变频电机逐渐调整机组转速达到开车条件，平稳开车；而将原供汽设备氧化炉7的蒸汽直接外送，为周边生产、生活设备提供蒸汽，减少燃煤锅炉的使用，环境友好，适宜推广。
【权利要求】
1.一种电拖动双加压硝酸装置的生产方法，其特征在于包括以下步骤: 1)将电机输出轴通过变速箱与氧化氮压缩机主动轴相接； 2)将氧化氮压缩机的输出轴与空气压缩机的主动轴相接； 3)将空气压缩机的输出轴与尾气透平机的主动轴相接； 4 )启动电机，使电机与机组提速；提速过程中，以空气压缩机转速计，经过2400转/分、5600转/分两个机组喘振点时，要快速提速通过；在4800转/分、7800转/分转速时均要停留10-15分钟，电拖动机组自7800转/分停留10-15分钟后可以直接提速到8600转/分； 5)通过调整所述空气压缩机静叶开度达到装置开车风量。
2.—种电拖动双加压硝酸装置，其特征在于，包括: 变频电机； 变速箱，其与变频电机的输出轴相接； 氧化氮压缩机，其主动轴与变速箱的输出轴相连接； 空气压缩机，其主动轴与氧化氮压缩机的输出轴相接；以及 尾气透平机，其主动轴与空气压缩机的输出轴相接。
【文档编号】C01B21/38GK104310324SQ201410538863
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年10月14日
【发明者】李庆青, 李广乾 申请人:河北冀衡赛瑞化工有限公司