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脱硫脱碳系统静压能的回收与利用 实施方案 承担单位：兖矿国泰化工有限公司 合作单位：兰州西禹泵业有限公司 编写时间：2009 年3月1日 目 录 一、项目的必要性： 3 二、研究开发内容 4 三、主要经济技术指标、项目最终目标 4 四、关键技术及创新点 5 五、研究或研制开发的技术路线，实施的方式、方法、步骤 7 六、技术、经济可行性及可靠性分析、论证 8 七、对安全、环境、健康的影响性分析 9 八、现有基础、技术条件，保证体系 9 九、经济、社会效益分析 9 十、项目实施进度计划 9 十一、经费计划 11 十二、项目负责人、项目组成员及分工 12 一：项目的必要性 目前在化工、炼油（石油加氢裂化、渣油加氢脱硫）、海水淡化、钢铁冶金等行业有大量高压液体，这些高压液体的能量目前大多被浪费。在国外，一些发达国家目前利用这些高压液体的能量方式有专用的液力能量回收透平，而在我国和一些发展中国家，大多数情况下这些能量被浪费掉。国内近年在化行业也有利用反转泵来回收的装置，但这些装置由于选择参数不合理，加上反转泵只有转速达到一定转速后才能回收能量，回收能量效率普遍较低（一般只有可回收能量的20%-30%），这导致这些能量没有较充分利用或被浪费。API610标准，采用卧式单级悬臂支撑，径向剖分结构，提高透平的可靠性及效率。 5、水力透平发电运行后，对原有脱硫、脱碳溶液系统的影响； 6、对原有脱硫、脱碳溶液系统优化，在保证水力透平满负荷的条件下稳定系统运行； 三、主要经济技术指标 在保证原有溶液系统稳定运行的前提下，项目投入运行后水力透平机组平均节能效率达到75％以上，震动等级等符合API610标准的要求。 1、脱硫系统： 压差H差=3.2 MPa-1.2 MPa=2.0MPa 富液流量Q =400m3/h 可回收能量=Q*H差*η/367.2=400*200*75%/367.2=163.5KW。 2、脱碳系统： 压差H差=3.2 MPa-1.2 MPa=2.0MPa 富液流量Q =980m3/h 可回收能量=Q*H差*η/367.2=980*200*75%/367.2=400.5KW。 投运后回收脱硫、脱碳静压能每小时可发电564KW，按每年运行8000小时计算，每年可增加发电564*8000=4512000KWh 四、关键技术及创新点 一、关键技术 a．研究叶片的形式、叶片进口轴面速度、环量的分布规律，对能量回收效率的影响。而且要使液力能量回收透平能在大部分流量下达到需要转速。 b．研究液体能量回收透平的导叶形式，使其进口环量、轴面速度分布，使其能够满足能够叶片进口的需要。 c．研究液体能量回收透平导叶数和透平叶片数的关系，以满足液力能量回收透平有较高的效率，并避免振动。 d．研究液体能量回收透平的引液形式和出液形式，以提高液力能量回收透的效率。 e．研究液体能量回收透平的力学特性，以满足液体能量回收透平能够安全稳定运行。 f．研究、制造液力能量回收透平的的试验装置和透平的能量消耗方式。 二、创新点： （1）、对利用泵作为透平的叶片设计、蜗壳设计方法进行了研究，得到了透平叶片的改进方法泵蜗壳扩散段改为收缩段后进一步优化流道结构的方法泵参数和透平参数的换算进行了研究，对照水力透平机的各项指标对结果进行验证，得到了可用于本厂参数的一些换算方法。五、研究或研制开发的技术路线，实施方式、方法、步骤。 (一)技术路线： 该项目旨在解决较小流量较高压差（比转速在45-200之间）的液体压力能在回收过程中的高效和长周期稳定运行问题，同时考虑到贫液和富液的成分不同要有效防止贫富串液的问题和汽蚀现象的发生，所以总结起来该项目研究开发的技术路线是：采用理论分析、推导，设计、利用流体动力学计算软件模拟和试验相结合的方法研究以下三方面的规律： 1．液体能量回收透平叶片的形式，出口环量、出口角和液体压力的关系； 2．液体能量回收透平的力学特性； 3．研究液体能量回收透平的引液形式和出液形式。 并兼顾以下四项原则选择符合脱硫、脱碳泵环节中富液参数的透平形式和配置方式。 1、实现较高的效率。 2、适合于长周期运行。 3、防止贫富液之间的串流和接触。 4、降低汽蚀现象的发生。 （二）研究方法： 按照工作原理,流体能量回收技术主要分为流体非直接接触式和流体直接接触式两大类。在合成氨、甲醇以及炼油加氢裂化的脱碳环节不允许贫、富液出现混合的状况。所以首先排除流体直接接触式的所有方案。只能采用流体非直接接触式技术。该技术的典型装置类型有逆转泵型、佩尔顿型叶轮、液压透平增压泵和我们开发的反击式叶轮水力透平四种，分别比较介绍如下： 1、其中佩尔顿型叶轮的工作特性和叶轮形式之间的关系还有待进一步研究。仅适合于在低比转数（14-45）工况，即在