一种针对磷酸浓缩系统使用的蒸汽进行减温减压的方法
【专利摘要】本发明公开了一种针对磷酸浓缩系统使用的蒸汽进行减温减压的方法。在石墨换热器的进汽端设置一台热电联产汽机，外管的低压蒸汽经由进汽阀与热电联产汽机的进汽端连接，减温减压后的蒸汽经由排汽阀与石墨换热器的进汽端连接。热电联产汽机由1套1000KW热功汽轮机组拖动1台1000kw异步发电机构成。异步发电机发出的电输出到石墨换热器供轴流泵使用。本发明实现了蒸汽工艺参数的自动调节，避免了蒸汽温度和压力波动对石墨换热器的损害，降低磷酸生产成本。回收蒸汽可用能并转换成高品位的电能，提高能源利用效率，节约能源，减少浪费。
【专利说明】一种针对磷酸浓缩系统使用的蒸汽进行减温减压的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于磷酸生产【技术领域】，具体是涉及一种针对磷酸浓缩系统使用的蒸汽进 行减温减压的方法。
【背景技术】
[0002] 现有的磷酸浓缩系统中，每套设备的浓缩蒸汽用量为30?37T/h。一般进入到磷 酸浓缩界区的低压蒸汽压力〇. 6Mpa、温度200?240°C。按照浓缩控制工艺指标要求，进入 浓缩石墨换热器的低压蒸汽压力应降低至0. 18?0. 21MPa，温度为127?133°C。传统的 减温减压方式需要将脱盐水直接喷洒到减温减压装置内的蒸汽中。蒸汽压力通过调节回路 进行控制，蒸汽压力太高，超过酸换热器石墨列管耐压值，会导致石墨列管损坏；而蒸汽压 力太低，带水严重，同样会冲击石墨列管，使石墨列管受到损坏。同样的，蒸汽温度也是通过 调节回路调节加入到蒸汽减温减压设施的脱盐水量进行控制，温度太高或太低都会损坏石 墨列管。另外，传统的减温减压方式还存在可用能损失的问题，造成能源浪费。如何克服这 些问题，现有技术中尚未见有很好的解决办法。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种针对磷酸浓缩系统使用的低压 蒸汽进行减温减压的方法，提高能源利用效率，节约能源，保护石墨换热器。
[0004] 本发明的目的通过以下技术方案予以实现。
[0005] -种针对磷酸浓缩系统使用的蒸汽进行减温减压的方法，其特征在于：在石墨换 热器的进汽端设置一台热电联产汽机，外管的低压蒸汽经由进汽阀与热电联产汽机的进汽 端连接，减温减压后的蒸汽经由排汽阀与石墨换热器的进汽端连接；所述的热电联产汽机 由1套1000KW热功汽轮机组拖动1台lOOOkw异步发电机构成。
[0006] 热电联产汽机通过平行轴拖动异步发电机，异步发电机发出的电输出到石墨换热 器供轴流泵使用。
[0007] 相对于现有技术，本发明具有以下优点：
[0008] 1、本发明首创在利用低压蒸汽压差发电的同时保证进入磷酸石墨换热器的蒸汽 温度在正常指标范围。避免了蒸汽温度和压力波动对石墨换热器的损害，降低磷酸生产成 本。
[0009] 2、该方法有效解决了磷酸浓缩系统用传统的减温减压方式存在可用能损失的问 题，回收蒸汽可用能并转换成高品位的电能，提高能源利用效率，节约能源，减少浪费。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为现有技术的工艺流程示意图；
[0011] 图2为本发明方法的工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但附图和实施 例并不是对本发明的限定。
[0013] 实施例1
[0014] 如图1所示，现有的磷酸浓缩系统中采用喷脱盐水的方法对蒸汽减温减压，由于 需要将脱盐水直接喷到减温减压装置内的蒸汽中，造成石墨换热器中石墨列管破裂、爆管。
[0015] 如图2所示，对现有的磷酸浓缩系统进行改造，用热电联产汽机代替传统的喷脱 盐水减温减压装置。
[0016] 石墨换热器的使用环境要求蒸汽流量稳定、不允许大幅波动。虽然石墨换热器耐 腐蚀性能好，传热性能良好，但传热面易结垢，且石墨易脆裂，抗弯和抗拉强度低，因而只能 用于低压，石墨的工作压力一般也仅为〇· 6Mpa?0· 2Mpa。石墨换热器的蒸汽压力在0· 18? 0.21MPa〇
[0017] 在改造中，磷酸浓缩系统每套共有30?37t/h蒸汽需要从0. 65MPa降至0. 18? 0. 21MPa使用，在改造过程中最大的难点在于保证汽轮机排汽满足进入石墨换热器的蒸汽 温度保持在127?133°C之间、压力在0· 18?0· 21MPa，且绝对不能带水。
[0018] 改造方案：在石墨换热器的进汽端通过阀门连接热电联产汽机的出汽端，热电联 产汽机进汽端通过阀门连接蒸汽外管。
[0019] 每套浓缩系统增加汽轮机进汽管道（DN350) 15米，增加汽轮机进汽端汽动调节阀 (DN350、PN1. 6) 1只并入；同时增加汽轮机副线（热功汽轮机组的短路阀）管道（DN250) 10 米左右，增加汽轮机副线汽动调节阀（DN300、PN1. 6)1只并入。增加汽轮机排汽管道 (DN450)40米，增加汽轮机排汽端汽动调节阀（DN450、PN1.0)1只并入。采用1台1000KW 热功汽轮机拖动1台1000KW异步发电机。该汽轮机组进汽压力为0. 65?0. 9MPa、温度 200-240°C，排汽压力0. 18?0. 21MPa，排汽温度130?140°C，经热功汽轮机组设备使蒸汽 降至127?133°C之间的饱和蒸汽供石墨换热器（设计使用温度127?133°C、设计使用压 力0. 18?0. 21MPa)使用；汽轮机进汽量30?37T/H，设计功率1000KW，汽轮机额定转速 3000转/分。
[0020] 汽轮机组利用蒸汽的热能拖动异步发电机发电，在调节蒸汽工艺参数的同时又达 到回收热能进行发电的目的，同时也保护了石墨换热器。并且蒸汽工艺参数的调节还可以 自动控制。即用汽轮机转速调节蒸汽压力，用排汽副线调节蒸汽温度。具体是：热电联产汽 机设定温度后，它的排汽温度由副线自调阀门决定，排汽温度高它的副线自调阀门就关点， 排汽温度低它的副线自调阀门就开点，达到进入石墨换热器的温度稳定。石墨换热器的蒸 汽温度保持在127?133°C范围。而热电联产汽机发电设备设定压力后蒸汽外管波动它会 自动调整转速来平衡排汽压力，也就是外管压力高它的转速加快，外管压力低它的转速减 慢，从而保证排汽压力，达到进入石墨换热器的压力稳定。
[0021] 磷酸浓缩系统增设汽机发电机组前后节能比对：
[0022] 1、对浓缩蒸汽消耗没有影响。
[0023] 2、通过节能技改解决磷酸浓缩系统用传统的减温减压方式存在可用能损失的问 题，提高能源综合利用效率，节约能源，减少浪费。
[0024] 3、节电效果非常显著，2013年上半年实际节电量如下：
[0025] 磷酸20万吨浓缩A系列汽机发电量：3171950Kwh
[0026] 磷酸20万吨浓缩B系列汽机发电量：1116180Kwh
[0027] 磷酸8万吨浓缩汽机发电量：332136Kwh
[0028] 合计节电量：4620266Kwh，
[0029] 节约用电成本（按0· 38元/Kwh计算）：1755701. 08元
[0030] 4、确保石墨换热器满、优、长运行，每套磷酸浓缩系统长周期运行由原来的25-27 天延长至30天。从而保证了磷酸以及后续化肥产品的产量不受影响，此举明显优于同行业 水平。
[0031] 实施例2
[0032] 改造方案同实施例1。当外管蒸汽压力波动较高达到0· 9MPa，在改造之前，减压方 式是通过喷脱盐水减温减压来进行，为保证浓缩用汽工艺指标，要不断调节阀门开度来满 足浓缩用汽指标，导致阀门使用寿命下降，且操作频繁，对操作人员要求较高，蒸汽容易带 水。在改造之后，通过增设发电机组后，汽轮机叶轮转速反应较快，汽轮机由额定转速3000 转/分上升到4200转/分，导致浓缩用汽量轻微波动。这是因为多余的能力转化为电能。 排汽压力为〇. 21MPa，稳定了进石墨换热器的低压蒸汽压力，稳定了浓缩的生产。每套磷酸 浓缩长周期运行达30天。
[0033] 实施例3
[0034] 改造方案同实施例1。当外管蒸汽压力波动较低达到0.65MPa，在改造之前，稳压 方式是通过喷脱盐水减温减压来进行，为保证浓缩用汽工艺指标，要不断调节阀门开度来 满足浓缩用汽指标，导致阀门使用寿命下降，且操作频繁，对操作人员要求较高，蒸汽容易 带水。在改造之后，通过增设发电机组后，汽轮机叶轮转速反应较快，汽轮机由额定转速 3000转/分下降到2600转/分，导致浓缩用汽量轻微波动。这是因为减少转化为电能的能 量。排汽压力为〇.18MPa，稳定了进石墨换热器的低压蒸汽压力，稳定了浓缩的生产。每套 磷酸浓缩长周期运行达30天。
[0035] 实施例4
[0036] 改造方案同实施例1。当外管蒸汽温度波动较高达到240°C，在改造之前，减温 方式是通过喷脱盐水减温减压来进行，为保证浓缩用汽工艺指标，要不断调节阀门开度来 满足浓缩用汽指标，导致阀门使用寿命下降，且操作频繁，对操作人员要求较高，蒸汽容易 带水。在改造之后，调整发电机组的副线来控制，副线阀门开度由8%减到4%，让多余的 热能转化为电能，稳定了进石墨换热器的低压蒸汽温度，进石墨换热器的低压蒸汽温度在 133 °C，稳定了浓缩的生产。每套磷酸浓缩长周期运行达30天。
[0037] 实施例5
[0038] 改造方案同实施例1。当外管蒸汽温度波动较低时，达到200°C，在改造之前，稳 温方式是通过喷脱盐水减温减压来进行，为保证浓缩用汽工艺指标，要不断调节阀门开度 来满足浓缩用汽指标，导致阀门使用寿命下降，且操作频繁，对操作人员要求较高，蒸汽容 易带水。在改造之后，调整发电机组的副线来控制，副线阀门开度由4%加到9%，减少了转 化为电能的能力，稳定了进石墨换热器的低压蒸汽温度，进石墨换热器的低压蒸汽温度在 127 °C，稳定了浓缩的生产。每套磷酸浓缩长周期运行达30天。
[0039] 实施例6
[0040] 改造方案同实施例1。当外管蒸汽压力、温度同时波动较高时，压力达到〇· 9MPa、 温度达到240°C，在改造之前，减压、减温方式是通过喷脱盐水减温减压来进行，为保证浓缩 用汽工艺指标，要不断调节阀门开度来满足浓缩用汽指标，导致阀门使用寿命下降，且操作 频繁，对操作人员要求较高，蒸汽容易带水。在改造之后，通过增设发电机组，汽轮机叶轮转 速反应较快，汽轮机由额定转速3000转/分上升到4100转/分，导致浓缩用汽量轻微波动。 这是因为多余的能力转化为电能。排汽压力为〇.21MPa，稳定了进石墨换热器的低压蒸汽压 力，稳定了浓缩的生产。在改造之后，优先调整蒸汽压力，再来调整蒸汽温度。稳定了进石 墨换热器的低压蒸汽温度，进石墨换热器的低压蒸汽温度在130°C，稳定了浓缩的生产。每 套磷酸浓缩长周期运行达30天。
[0041] 实施例7
[0042] 改造方案同实施例1。当外管蒸汽压力、温度同时波动较低时，压力达到0. 7MPa、 温度达到205°C，在改造之前，减压、减温方式是通过喷脱盐水减温减压来进行，为保证浓缩 用汽工艺指标，要不断调节阀门开度来满足浓缩用汽指标，导致阀门使用寿命下降，且操作 频繁，对操作人员要求较高，蒸汽容易带水。在改造之后，通过增设发电机组，汽轮机叶轮转 速反应较快，汽轮机由额定转速3000转/分上升到2500转/分，导致浓缩用汽量轻微波动。 这是因为多余的能力转化为电能。排汽压力为〇. 22MPa，稳定了进石墨换热器的低压蒸汽压 力，稳定了浓缩的生产。在改造之后，优先调整蒸汽压力，再来调整蒸汽温度。稳定了进石 墨换热器的低压蒸汽温度，进石墨换热器的低压蒸汽温度在135°C，稳定了浓缩的生产。每 套磷酸浓缩长周期运行达30天。
【权利要求】
1. 一种针对磷酸浓缩系统使用的蒸汽进行减温减压的方法，其特征在于：在石墨换热 器的进汽端设置一台热电联产汽机，外管的低压蒸汽经由进汽阀与热电联产汽机的进汽端 连接，减温减压后的蒸汽经由排汽阀与石墨换热器的进汽端连接；所述的热电联产汽机由 1套1000KW热功汽轮机组拖动1台lOOOkw异步发电机构成。
2. 根据权利要求1所述的针对磷酸浓缩系统使用的蒸汽进行减温减压的方法，其特征 在于：异步发电机发出的电输出到石墨换热器供轴流泵使用。
【文档编号】F01D15/10GK104045069SQ201410249748
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】念吉红, 张必江, 王国栋 申请人:云南云天化国际化工有限公司