液力透平在柴油改质降凝装置的应用

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1、液力透平在柴油加氢改质降凝装置的应用肖洪辉周彤赵煦中国石油天然气股份有限公司玉门油田分公司（甘肃省酒泉市735200）摘要本文介绍了50万吨/年柴油加氢改质降凝装置液力透平的基本工作原理、结构形式，分析了液力透平投用及日常维护过程中需要注意的问题,并对投用液力透平后的经济性进行了分析计算。说明液力透平的成功投用所显现突出的节能效果，显示出液力透平是该装置的重要节能设备，它的安全平稳运行是降低装置综合能耗的重要保障。关键词液力透平工作原理分析计算节能1前言玉门炼化总厂50万吨/年柴油加氢改质降凝装置是加工催化柴油和少量的直馏柴油，降低炼化总厂柴油的硫、氮、胶质含量，提高

2、柴油产品质量。该装置于2002年底建成，2011年9月对其进行了采用FHI柴油加氢改质异构降凝的技术改造。改造后可以按不同的生产方案生产-10#和-35#低凝柴油，满足低凝柴油的市场需求。该装置设计初为了充分利用高压分离器的压力能，降低装置能耗，设计在高压分离器D-503与低压分离器D-504之间安装液力透平，将高压分离器与低压分离器之间的压力差而存在的能量利用液力透平转化为机械能，降低反应进料泵P-501/1电机的电流，以达到降低装置能耗的目的，它是该装置的重要节能设备。因此，需要对该液力透平在投用及运行过程中加强监护，对出现的问题进行分析，确保其长周期安全平稳运行

3、。2液力透平工作原理液力透平是将液态流体工艺介质中蕴藏的能量转换为机械功的机器。它的工作原理是：高压流体所具有的势能在经过透平叶轮时转换为动能，当高速流体流出叶轮出口时形成反向推力，推动叶轮转动，从而驱动透平轴旋转，透平轴经过离合器带动被驱动设备，将机械功传递给被驱动设备，达到节能的效果〔1〕。柴油加氢改质降凝装置的反应进料泵P-501/1就是液力透平所带动的被驱动设备，液力透平和反应进料泵之间是通过单向离合器相联接。高分罐D-503的操作压力为7.2MPa左右，低分罐D-504的操作压力为0.85MPa，操作温度为35℃左右，液体流量为40-65t/h。高低分罐的压

4、差所具有的势能为液力透平提供了能量。当液力透平的转速达到主电机转速，并且液力透平的入口流量大于其最低做功流量时单向离合器耦合，液力透平开始做功。此时液力透平和主电机同时驱动反应进料泵P-501/1，液力透平的输出功率就是主电机所降低的功率，随着液力透平入口流量的增大，其输出功率增大，则主电机消耗的电量越少，从而实现节能的效果。1液力透平布置形式、结构及参数1.1液力透平布置形式液力透平与反应进料泵P-501/1主电机是通过单向离合器相连接。单向离合器是按一定的方向旋转，在另一个方向上是锁止状态，如果转向发生变化时，会自动脱离不产生任何动力传送，单向离合器的动力输出部分

5、转速比动力源还快时，离合器处于脱离状态，不影响主电机及泵的运行。安装单向离合器可以有效的避免装置开车过程中由于工艺不稳定、流量和压力发生变化而使液力透平的操作不稳定或者对主电机形成阻力的状况发生。即便没有足够的能量驱动液力透平，也能够保证主电机及反应进料泵的稳定运行。同时，安装单向离合器还可以避免当液力透平维修时对反应进料泵运行的影响。液力透平与反应进料泵、主电机的布置见图-1。图-1液力透平布置图单向离合器参数见表-1。表-1单向离合器参数型号CEUHS序列号698370润滑油牌号L-TSA46润滑油进油压力20P.S.I（1.4Mpa）润滑油精度10—15µm最高

6、工作温度110FAHR（43.3℃）生产厂家美国MARLANDCLUCTH其结构图见图-2。图-2单向离合器结构图1.1液力透平结构及参数液力透平的结构和多级离心泵的结构相似，只是在离心泵的基础上，在机械结构和水力学上有些变化，它是以反转的方式来操作的动力设备。液力透平的相关参数见表-2。表-2液力透平参数型号TTD90-120×8转速r/min2980额定流量m3/h90重量Kg4330扬程m960出厂编号220083轴功率KW129出厂日期2002.1效率%55液力透平的具体结构见图-3。图-3液力透平结构图1液力透平的控制和联锁系统4.1液力透平的控制系统柴油加

7、氢改质降凝装置的液力透平的作用是将高压分离器D-503与低压分离器D-504之间的压力差而存在的能量利用转化为机械能，帮助反应进料泵P-501/1的主电机做功，降低电流，以达到节能的目的。其流程图见图-4。D-503——高压分离器D-504——低压分离器图-4液力透平流程图液力透平具体控制关系如下：（1）、高压分离器D-503与低压分离器D-504以及与液力透平之间用FV-9171-1和LV-9171控制调节去液力透平和低压分离器之间的液位和流量。（2）、当高压分离器D-503液位下降较快时，关小调节阀FV-9171-1；当其液面低于10%的低报警值