加氫化裝置能量回收透平關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、我國是一個人均資源占有量匱乏的國家。在節(jié)能減排越來越嚴峻的形勢下，國家在《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》中，明確提出要把節(jié)約資源作為基本國策。國家發(fā)改委編制的《節(jié)能技術(shù)政策大綱》第5.6.2.4條，明確提出加氫裝置節(jié)能技術(shù)采用液力透平回收壓力能。液力透平技術(shù)由于其設(shè)備投資小、體積小、安裝維護容易、操作布置方便、建造周期短等諸多優(yōu)點，近年來發(fā)展速度很快，已成為石油化工高壓能量回收的主要技術(shù)。
　　 針對合肥市自主創(chuàng)新研發(fā)

2、和消化吸收再創(chuàng)新項目《液力透平能量回收裝置產(chǎn)業(yè)化》的要求，對中石化金陵石化分公司百萬噸級加氫裂化HT-101液力透平關(guān)鍵技術(shù)進行開發(fā)，設(shè)計出一臺符合其技術(shù)指標的液力透平。液力透平是加氫裂化能量回收工程中的關(guān)鍵設(shè)備，通過回收加氫裂化工藝流程中高壓流體，將液體高壓能轉(zhuǎn)換為機械能，從而驅(qū)動其他旋轉(zhuǎn)機械，降低能耗。所以提高液力透平的效率，探究液力透平外特性曲線以及液力透平選型的研究成為本文研究的主要目的。
　　 采用液力透平和電機共同驅(qū)

3、動工藝泵的機組配置方式。液力透平起到補充動力的作用，大約能提供機組中泵所需功率的1/3的動力。液力透平和泵之間通過超越離合器連接，以保證不使液力透平成為負載。
　　 結(jié)合加氫裂化反應流程和工況特點，對不同類型液力透平的特性進行了分析和比較，合理選擇了高壓液力透平的結(jié)構(gòu)，即選擇一種雙殼體內(nèi)殼徑向剖分節(jié)段式高壓多級液力透平的結(jié)構(gòu)型式。
　　 依據(jù)加氫裂化裝置的工藝參數(shù)，在已有高效水力模型的基礎(chǔ)上，采用損失極值法、相似換算法、

4、水力設(shè)計軟件等方法對水力部件進行設(shè)計。設(shè)計過程中按照水泵設(shè)計，并應用透平工況進行校核，對影響效率的幾個關(guān)鍵水力尺寸進行不同的優(yōu)化組合，設(shè)計了四種葉輪模型和一種導葉模型，組合成四組水力模型。
　　 應用CFD軟件FLUENT對四組水力模型進行了泵工況和透平工況的內(nèi)部流場流動分析，并對四組模型進行了性能預測。通過對液力透平水泵工況和透平工況的內(nèi)部流動分析，總結(jié)出兩種運行模式下具有不同的外特性曲線。挑選出符合回收功率條件和效率較高的第

5、四組方案制作成單級模型透平，進行試驗研究。模型透平的試驗表明，液力透平的效率、回收功率滿足設(shè)計要求。最終選擇效率指標為62.26％，單級回收功率為110kW的第四組模型作為實型液力透平的水力設(shè)計方案。
　　 通過理論計算和試驗論證，總結(jié)出百萬噸級加氫裂化用液力透平選型系數(shù)，流量系數(shù)Qc為1.3～1.5，揚程系數(shù)Hc為1.2～1.6。該選型系數(shù)可作為工程上液力透平的選型參考。
　　 本文通過優(yōu)化設(shè)計、數(shù)值模擬、預測性能和試