摘要：随着中国经济的快速发展，化学工业的生产也进入了快速发展的阶段，化学节能和新时代的节能环保要求再次成为重要的议程。 化学节能主要是化工厂现有设备的技术改造，重点是节能，其二是在化学能源设计中综合考虑能源的综合利用，实现低能耗，高效率的化工生产。基于此，增加工业蒸汽轮机为化工厂引入了一种新的节能方法，本文主要介绍了如何在化学工厂设计中应用工业蒸汽轮机。
关键词：汽轮机；化工工业；应用
一．引言
工业蒸汽轮机是一种用于驱动通常使用的机械设备的蒸汽轮机，例如大型风扇，水泵，压缩机等。 为了适应现代工业的快速发展，中国工业用汽轮机的生产，因此，每年生产的工业用汽轮机的额定有功功率之和约占电厂用汽轮机装机容量的15％，事实证明，工业蒸汽轮机已成为化工厂生产设计中必不可少的硬件元素。
二．汽轮机概述及现状
与传统的蒸汽轮机相比，工业蒸汽轮机具有更大的功率范围和转速范围。 典型的工业蒸汽轮机的最小功率为几千瓦，最大功率可以达到数十万千瓦。 工作速度通常在3000-10000r / min左右，最高速度可以达到20000r / min以上。 工业汽轮机的参数范围比较大，可以根据实际使用情况进行调整，广泛用于化工生产中，旨在实现工业汽轮机的高速、大容量、小尺寸和广泛的应用范围。工业汽轮机的类型和类型很多，为了降低成本并缩短生产过程的设计周期，工业汽轮机零件采用了标准化的通用生产技术。
中国的工业汽轮机起步较晚，自1960年代以来，只有杭州汽轮机厂专门生产工业汽轮机，其主要产品是中小型发现装置。 1970年代，杭州蒸汽轮机厂为上海吴泾化工厂生产了300kt /合成氨的国产化项目，并为工业蒸汽轮机提供了支持，并努力开发空气压缩机，氨压缩机和合成气压缩机，在化学工业中使用工业蒸汽轮机的重大创新。 1972年，中央政府决定引进21套世界上最先进的石化生产设备等多个项目。 1980年代，中国的改革开放和国民经济的飞速发展，使工业汽轮机的产值增长了千倍。就目前杭州汽轮机有限公司已经发展成为由十多个公司组成的集团，年生产4,500多台工业汽轮机，年生产量居世界前列。
近年来，为了满足化学系统的发展需求，对于许多公司而言，重要的是通过引进一套完整的生产设备来应对大型设备的能耗，这些设备包括乙烯设备、煤化工设备、尿素设备、化纤设备等。为了帮助化工厂实现降低能耗的目标，已引入了许多工业蒸汽轮机以有效利用能源。
目前，在中国设计的化工厂中，工业蒸汽轮机的使用受到限制，尽管已使用，但主要用于驱动自备热电厂的发电或余热发电。很少有工业蒸汽涡轮机可用于直接驱动压缩机，风扇和水泵。根据维护分析，从节能的角度来看，使用工业蒸汽轮发电机代替驱动泵是极其不合理的。主要原因是过去国内无法满足设计进度的工业汽轮机生产系列太少，排气参数，功率和转速均达不到标准要求，因此该研究具有十分重要的意义。化工厂的工业蒸汽轮机的制造因为不了解，结果，工业蒸汽轮机很少用于日用化工厂的设计中。基于此，应按照合理利用资源的原则，对未来化工厂的设计和加速工业蒸汽轮机的发展给予应有的重视。
在发展方面，自从引入新的指导方针和政策以来，合理使用有效资源，国民经济中的节能和环境保护。 工业汽轮机在化学工程设计中的应用已开始引起人们的关注和兴趣，并且在老厂的技术改造和新的化工厂的工业汽轮机设计方面取得了突破。
三．具体应用
在近些年的化工厂中，设计和使用工业蒸汽轮机的最重要因素是模型的选择，选择取决于化工厂热系统的设计。 在设计中，工业蒸汽轮机驱动的泵的容量和数量是热力系统设计的主要因素。
目前，在中国目前的水平上，在工业化工厂设计中使用工业蒸汽轮机的主要应用有如下几个方面：
（1）当通过整个工厂的热量来决定在化工厂中使用工业蒸汽轮机驱动的泵时，通常，如果蒸汽轮机在驱动泵中的排量超过了所需的热量，则应考虑在整个化工厂使用抽汽机组，还可以考虑蒸汽涡轮机和冷凝式燃气涡轮机。反之，当工业汽轮机的总排量小于整个工厂的供热量时，首选的是背压装置，主要方便蒸汽平衡和灵活的调节，此外，可以再装备一台汽轮发电机组，从而来满足全厂的供热需求量，这样能够保证投资少，技术经济指标突出的良好效果。
（2）对于化工厂内所有带有工艺气体的车间和设备，在使用工业蒸汽轮机时，以及将其与供气压力水平一起放置在供气厂中时， 由供热系统确定不必放置蒸汽管，仅考虑将工业蒸汽轮机驱动器用于风扇，水泵，压缩机等。对于在其他过程中使用的泵驱动器，应优先考虑具有大量低压蒸汽的工作场所和设备。
（3）如果化工厂在工厂的各个车间和设施中使用防爆和耐火的发动机泵，则即使蒸汽机排量超过整个工厂，如果功率超过3000 kW，工业蒸汽轮机也会在需要供热时运行。在某些情况下应该使用它，在某些情况下也可以使用冷凝装置。
（4）工业汽轮机可以在较宽的范围内改变速度，并很好地适应发动机泵的可变负载需求。 因此，负载的变速调节和节气门调节可以减少损耗并节省能量。 例如，如果速度降低到额定值的80％，则功率降低到额定功率的51.2％。 因此，在设计用于化工厂的热系统时，只要需要变速调节，就可以相应地驱动工业蒸汽轮机。
我们通过如下例子，对汽轮机在化工工业中的应用进行了说明：
以2014年江苏省淮安市某化工厂的工程变型为例：原始压力为1.2MPa，温度为300℃，流量为25t / h。化工产品仅需使用蒸汽压力为0.2 MPa，温度范围为160?200℃。全年使用减温减压设备进行生产会产生巨大的浪费。该改造计划将上述参数用于1.2 MPa，300°C的蒸汽引入背压小型工业蒸汽轮机，运行1000 kW发电机，将排气压力降至0.2 MPa，温度为180°C。适用于生产过程蒸汽通过工艺管道投入到化工设备的生产中，完全满足生产过程的要求，以每年300个工作日为基础进行计算，每年可节省820万度电。对于此方案，如果需要局部加热，则将背压蒸汽引入蒸汽-水热交换器中，以加热的循环水进行加热或将废气引导至脱气机。
而对于无蒸汽使用用户的企业，可以使用小型冷凝式蒸汽轮机来转化废热。 2015年，江苏宜兴和天津的两家化工企业转换为工作压力1.6MPa，温度250℃和蒸汽流量12t / h。 在两家公司的原始系统中，电动机都驱动一个1,000 kW的风扇，以向化学生产系统供应空气。 改造计划是将1.6 MPa和250°C的蒸汽引入小型冷凝式蒸汽轮机。 工作完成后，冷凝水进入人员，重新使用热力系统。冷凝式蒸汽轮机取代了驱动风扇的1000kW电机。 转换后，不仅节省了水和电，而且经济效益显著。
四．结论
在化工厂的设计中，使用了许多工业蒸汽轮机进行操作，该技术是完全可行的。 从节能的角度来看，它适合于中国节能型社会的建设。 在使用过程中，根据不同的项目和热量，根据不同的化工厂产品的特殊性能，选择匹配的型号来有效地使用蒸汽轮机，充分利用化学工业中工业蒸汽轮机的价值和重要性。
参考文献：
[1]袁秉政. 化工企业余热利用中小型工业汽轮机的应用探讨[J]. 华东科技:学术版, 2017(5):304-304.
[2]汝志山. 工业汽轮机及水轮机在氮肥节能中的应用[J]. 化工设计通讯, 2015(01):84-85.
[3]姜继伟, 王春峰, 孙惠山,等. 炼厂低压蒸汽汽轮机应用比较[J]. 当代化工, 2012, 041(006):591-593.
[4]吴俊迪. 多工况条件下的工业汽轮机低压级叶片预变形设计与优化技术研究[D].
[5]姚福锋, 喻世军, 王超,等. 高背压汽轮机在石油化工行业中的应用[J]. 石油化工设备技术, 2018, 039(006):40-42.