关于催化裂化装置主风机组运行情况及烟机是否能够发电的研究

孙振飞，王建禹

大庆炼化公司炼油二厂二套ARGG 车间，黑龙江大庆 163000

1 主风机组简介

本套机组于1999 年10 月投入使用。它是由烟气轮机（YL-19000B）、轴流式主风机（AV80-11）、齿轮箱和电动机（YCH1000-4）组成的“同轴式机组”。 烟气轮机将催化裂化高温烟气的热能、动能和压力能，转化为机组转子的动能，烟气轮机转子带动压缩机转子转动，然后对空气进行压缩，为催化裂化反应提供必须的氧气和动力。电动机为压缩机提供补充能量，并限制机组转速。

2010 年1 月，曾对烟气轮机进行过一次大的改造，改造后烟气轮机的动、静叶片的角度均有变化，壳体、导流锥也做了车削加工。烟气轮机由原来的YL-19000A 型变成现在的YL-19000B 型。改造后节能效果明显。

2 机组运行参数

我们随机选取了近期主风机组两个不同时间的运行参数，如下表所示：

表3 烟气轮机实际运行参数

表4 轴流压缩机的运行参数

表5 电动机运行参数

3 主要理论依据

在此主要研究的是烟气轮机、轴流式主风机、电动机三者之间的功率关系。具体用到的理论如下：

烟气轮机效率：η=（T1-T2)/T1/[1-（P2/P1）（Kt-1）/ Kt]

烟机轴功率：N烟机=1.63*P1QV*[ Kt/( Kt-1)]*[1-(P1/P2)（Kt-1）/ Kt*η]

T1-入口温度，K。

T2-出口温度，K。

P1-入口压力，MPa。

P2-出口压力，MPa。

Kt-烟气膨胀系数，取1.313。

QV-烟气流速，m3/min。

主风机多变效率：ηpol=（K-1）/K×lg（P2/P1)/lg（T2/T1)

主 风 机 功 率：N主风机=16.745*P1QV*K/(K-1)*[（P2/P1)K/(K-1)-1]*(Z1+Z2)/2Z1/ηpol

T1-入口温度，K。

T2-出口温度，K。

P1-入口压力，MPa。

P2-出口压力，MPa。

Kt-空气的压缩系数，取1.4。

QV-主风流速，m3/min。

Z1，Z2—出入口压缩比。

电机的轴功率：N 电机=1.732*U*I*η

U-电压，V。

I-电流，A。

η-轴效率。

4 相关计算及结论

根据以上公式可以计算出：

2012.11.27 1：00，

烟机入口烟气流速：QV= V0*P0*T1/ (T0*P1)=5200*0.1*260/2 93/0.272=6257m3/min

将相关参数带入烟气轮机效率和轴功率公式，求出：

烟气轮机效率为：η=59.285%。

烟气轮机轴功率为：N烟机=2950.36kW。

将相关参数带入电机轴功率计算公式求出：N 电机= 1387.33kW。

将相关参数带入烟气轮机效率和轴功率公式，求出：

主风机的多变效率为：ηpol=65.15%。

主风机轴功率为：N主风机=4310.23kW。

由以上所求得的数据我们可以看出，

N烟机+N电机=2950.36+1387.33=4337.69kW 与主风机轴功率N主风机=4310.23kW 相近，所以在此工况下，烟机不可能发电。

同理，我们通过以上理论公式可以计算出2012.11.27 13：00 的烟机效率、烟机轴功率、主风机效率、主风机轴功率、电机效率。分别为：

烟气轮机效率为：η=59.236%。

烟气轮机轴功率为：N烟机=2970.87kW。

电机轴功率为：N电机= 1387.33kW。

主风机的多变效率为：ηpol=65.48%。

主风机轴功率为：N主风机=4298.21kW。

5 结论

由以上所求得的数据我们可以看出，N烟机+N电机=2970.87+1387.33=4357.5kW 与 主 风 机 轴 功 率N主风机=4298.21kW 相近，所以在此工况下，烟机也不可能发电。

通过以上计算我们还可以看出，在现在的工况下，对烟机来说还属于低负荷运行，烟机效率约为59%，较低（而额定轴功率下运行时效率可达78%）。

[1]曹峻.TP型烟气轮机振动分析及对策[J].石油和化工设备，2009(11).

[2]陈福来，丁克勤，帅健.烟气轮机在线监测及故障诊断系统的现状与展望[J].石油化工设备技术，2005(3).

[3]王建军.催化裂化装置机机组2003年停机故障分析与改进措施[J].石油化工设备技术，2004(2).

[4]方涛.烟气轮机机械故障的状态监测与诊断[J]设备管理与维修，2005(1).