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空分設備如何使用最節能
    在空分設備的日常生產中挖掘其潛力,使其經濟運行,具有十分重要的意義。對太鋼集團臨汾鋼鐵有限公司動力總廠(以下簡稱:臨鋼動力總廠)3套空分設備的能耗進行綜合分析,在多方面做好空分設備的節能降耗工作。

  目前臨鋼動力總廠3套空分設備(2、3、4空分設備)能耗現狀可以看出,由于6000 m 3 / h(3)、12000 m 3 / h(4)空分設備采用規整填料上塔精餾、增壓透平膨脹機制冷、分子篩吸附凈化流程,運行能耗較低。

  1保持空壓機高效運行

 。1)選用采取先進的氣動設計,使用高質量材料,以及實施優良的制造、安裝工藝的高效率生產機組。

 。2)高質量的安裝水平,能夠保證空壓機良好的潤滑性能和具有較高的機械傳動效率,這是空壓機組高效率運行的重要前提。油壓、油溫過高或過低,都會使空壓機組處于不安全的運行狀態。

 。3)提高空壓機組等溫效率,使能耗大大降低。為了在夏季保證機組中間冷卻器的冷卻效果,需加強點檢監測,防止和消除中間冷卻器堵塞。這就要求做好水質的軟化及清潔工作,及時清潔過濾器。

 。4)及時消除葉輪、管道和蝸殼的結垢,定期沖洗或檢修時對葉輪重做動平衡,以保證機組具有良好的氣動性能。

 。5)定期檢查并更換機前過濾器濾筒,選用高效的自潔式空氣過濾器,以提高空壓機機前壓力。在滿足氣量要求的前提下,盡量減小空壓機壓縮比,提高機前壓力,降低機后壓力,降低能耗。

  并且針對自潔式空氣過濾器的結構特點,為防止其阻力進一步升高,對12000 m 3 / h空分設備空壓機的空氣過濾器進行封閉處理,使氣流方向改變。這個措施的效果明顯,配套的空氣過濾器的阻力在0 067 1 8 kPa之間。

  2優化生產組織,降低無效放散在生產用氣高峰時,發揮空分設備最大潛力供氣;在低谷時則組織協調。

 。1)充分利用臨鋼動力總廠產品氧、氮儲備能力,補充貯槽與球罐的儲量,在生產用氣需求量大時用儲備的產品氧、氮。

 。2)利用12000 m 3 / h空分設備負荷調節范圍大的特點降低氣體產量,生產液氧,待儲備能力飽和時停運生產能耗較高的2空分設備。

 。3)盡量降低氧壓機、氮壓機前后放散率,必要時實施機前放散而不是機后放散,減少氧壓機、氮壓機無效壓縮損耗。

  3降低各種損耗降低各種損耗,包括物料損耗與冷量損耗。由于物料、冷量制取要耗費生產資源,因此各種損耗都會使能耗增加。

 。1)降低各種泄漏損失,減少各種氣體、液體的無效泄漏。例如在臨鋼動力總廠空分設備逐步改為分子篩吸附凈化流程后,切換損失逐步降低。

 。2)提高物料利用率,采取合理的工況調節手段,以提高氧提取率,降低氧氣單位能耗。

 。3)采用優質的保溫材料,對冷箱及時添加珠光砂,對冷卻水管道、氮水預冷系統和分子篩純化系統等冷箱外設備加裝保溫材料,以減少各種冷量損耗。

 。4)提高對返流氣體的利用,減少無謂的氣體放空:!在目前空分設備流程中,污氮雖然被部分利用,但大部分仍被放空,應盡量使余量污氮進入涼水塔加以利用。分子篩吸附器在一個切換周期內(4小時)約有25分鐘為無效放空,在卸壓時約有80 m 3 / h的空氣被放空。建議將這部分氣體送入水冷塔或涼水塔加以利用,增加自控裝置控制進入水冷塔的氣量,在保障水冷塔冷卻效果的基礎上,把其余污氮氣送入涼水塔加以利用。?在后續系統處于生產低谷時產品氧、氮會被放空,建議把這部分氣體送入涼水塔加以利用?刂坪盟渌,使得在氣量大或塔內結垢時避免無效噴水,浪費冷卻水。

 。5)減少各種原因引起的液體泄漏。由于生產液體需要的單位制冷量要遠大于氣體,因此低溫液體的制取需要耗費更多的生產資源。如果液氧以1 L/ min的速度外泄,則增加的總冷損就需要約600 m 3 / h的膨脹量來彌補。

  4減少堵塞,提高各換熱器換熱效率由于堵塞會造成壓縮機機后壓力升高,使壓縮機能耗增加;同時,堵塞會造成換熱器換熱效率下降,或者偏流引起冷量損耗,由于制取一定產品氧、氮必須要有一定的冷量保證,那么換熱效率的下降必然造成物料及能耗的增加。

 。1)及時排放主冷不凝氣,增強換熱效果;定時排放主冷液氧,可避免碳氫化合物及各種雜質粉末聚集,影響換熱效果。

 。2)調整好換熱器中部溫度,要求不產生冷損,不偏流。減小熱端溫差,減少換熱造成的熱交換不完全損失。在大型空分設備中,冷量損耗占總冷損的40%以上,如果熱端溫差擴大1,則總冷損會增加16%左右,這就要求增加膨脹機的膨脹量來彌補。

 。3)控制好分子篩吸附器后空氣露點溫度,不讓水分進入板翅式換熱器影響換熱效果;分子篩再生徹底,減小分子篩吸附器空氣阻力;分子篩再生氣電加熱器運行時應盡量避免頻繁啟停,最好采用小功率電加熱器組啟停。

 。4)空氣預冷系統的定期清垢、酸洗能減小阻力,調整合適的水汽比。將2空分設備的氮水預冷系統改造成分組循環,空冷塔1段利用大循環水,2段與水冷塔、制冷機組成小循環,有利于增強換熱效果,減少局部結垢,降低制冷機能耗。

  5優化操作降低能耗在空分設備正常運行時,調整工況降低上塔壓力,減少進塔膨脹空氣量,發揮膨脹機單位制冷能力,發揮節流效應制冷能力,使產品提取率達到最高,降低能耗。

 。1)降低上塔壓力,使下塔壓力、機后壓力下降,使氧、氮分離更容易,并且合理調節節流閥開度,使物料提取率達到最高,降低能耗。

 。2)由于總循環功為空壓機能耗與膨脹機功耗之差,若要滿足主塔正常精餾的冷量要求(即總循環功不變),應盡量發揮膨脹機最大單位制冷量,滿足總冷量要求,使空壓機能耗降低。如果進入上塔的膨脹空氣量過大,使上塔負荷增加(精餾能力已滿負荷)或過熱度過大,會進一步改變上塔回流比,使上塔精餾段負荷過大,造成提取率下降;合適的膨脹空氣量與過熱度將使上塔精餾潛力進一步得到挖掘,使效率最佳、能耗最低。對于帶風機的透平膨脹機,應盡量通過噴嘴與風機段閥門的調節使膨脹機接近最佳額定轉速運行,從而使膨脹機等熵效率最高。對于增壓透平膨脹機,應盡量降低入塔膨脹空氣量,通過噴嘴與增壓段閥門的調節使膨脹機接近最佳額定轉速運行,從而使回收功與制冷量達最大平衡。

  6減少水、電、潤滑油等材料的消耗空分設備的能耗包括各種能源消耗,運轉設備的電耗就包括空壓機電耗、水泵電耗、制冷機電耗、油泵電耗。以2空分設備為例:空壓機電機功率2240kW,空氣預冷系統制冷機功率37 kW,水泵功率30 kW,各油泵功率共14 kW.降低各設備的各種運行電耗,使總產品單耗降低,整個公司的經濟效益得以增加。

  7結束語

     通過對臨鋼動力總廠3套空分設備能耗現狀的分析,在設備的選擇、運行、維護等方面采取了相應的措施,使空分設備節能降耗,為企業增加了經濟效益。希望今后能通過進一步優化操作使空分設備的運行能耗更低。


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