優化操作降低制氧機電耗

李　紅（山鋼股份萊蕪天元氣體公司,山東　萊蕪　271126）

優化操作降低制氧機電耗

李紅
（山鋼股份萊蕪天元氣體公司,山東萊蕪271126）

摘要：4#制氧機組是1997年1月份投產的一套制氧主力機組，氧氣的生產和供應能力為12000m3/h。該制氧機組已達到17年的運行周期，設備劣化趨勢明顯，能耗高，制約穩定性的因素逐年增多。隨著集團公司熱線生產對氧氮氣需求量的不斷增加，保持4#制氧機組設備的低電耗運行，是擺在我們面前亟需解決的任務之一。

關鍵詞：優化操作；電耗；降低制氧機電耗

1　問題提出

2013年運一作業區任務指標:綜合電耗降為0.896kW.h/m3，而實際綜合電耗為0.900kW.h/m3，為此我們對造成綜合電耗高原因作進一步分類分析。

2　現狀調查

4#制氧機組是1997年1月份投產的制氧主力機組，氧氣的生產和供應能力為12000m3/h。該制氧機組已達17年的運行周期，設備劣化趨勢明顯，能耗高，制約穩定性的因素逐年增多，原操作流程已不能滿足實際生產需要，需要優化操作以降低4#制氧機電耗。

3　問題分析及要因確認

針對原操作流程在電耗方面的缺陷，小組成員進行反復討論和驗證。對4#制氧機組2013年7月～12月共6個月電耗數據從制氧電耗、壓氧電耗、壓氮電耗、循環水及其他等主要電耗的五個流程進行分析，分別從保溫材料充填不足、氣液泄露現場檢測各排放點流量、分漏檢率高、水漏檢率高冷塔堵塞、綜合調整不到位、主換通道堵塞、分子篩不平或粉化、污氮出口壓力高、分子篩加溫時間長等10個方面進行逐項分析，最終決定對以下三個方面的操作進行優化：

（1）污氮出口壓力高

（2）綜合調整不到位

（3）分子篩加溫時間長

4　措施制定及實施

4.1加大污氮量，降低污氮出口壓力

（1）調整分子篩再生氣FIC3926設定流量加溫流量設定:12000m3/ h—12500m3/h;

冷吹流量設定:14500m3/h—15000m3/h

（2）保證分子篩再生氣量充足情況下，將分子篩再生壓力PIC2610設定值13KPa降低為12KPa，增加進水冷塔污氮量；在分子篩均壓時手動開大污氮去水冷塔閥門FIC3932開度，使更多的污氮去水冷塔，以降低上塔污氮壓力。

（3）根據污氮出口PIC3930阻力情況，聯系調度靈活配合調整污氮進管網流量，確保氮壓機吸入壓力正常。

4.2調整回流比，挖掘精餾潛力

（1）四氧運行方式為一臺12000立方米/小時機組，測算單耗在0.8千瓦時/立方米以上。先進單位電單耗只有0.75千瓦時/立方米。四氧投入運行至今，操作中逐步降低了上塔操作壓力.先進單位上塔操作壓力控制在24kpa，使其對應的下塔壓力降低，相應的減少了空壓機的負荷，減少電單耗。

（2）結合機組實際將“上塔壓力穩定在25kPa”以下。

1）在原有氧氮等產量的前提下逐步降低上塔壓力

2）降低空壓機負荷，保持上塔壓力穩定

3）分析主塔、粗氬塔的工況做相應調整

4）調整膨脹空氣旁通量

（3）受外部管網壓力影響時，在不放散，不影響目標實現的前提下可做少量調整。

1）在液體產量和主冷液面穩定前提下，將膨脹量由10300m3/h逐步減少至9800m3/h。同時將膨脹空氣進上塔量保持9000m3/h以上。

2）適當增加氧產量；控制氬餾分89.8—90.5%之間，控制進粗氬冷凝器液空量，將工藝氬量由目前的340m3/h減少至330m3/h左右，使氬塔工況趨于穩定。

3）根據氧氣管網壓力變化，進行變負荷操作，適時增、減產品產量，同時要對空壓機進行增、減空氣量調整。降低空壓機負荷，節省電耗。

4）保證氧、氮純度及產量的前提下，為避免氮塞發生，操作時要把握好空氣量和產量之間增減順序。在提高負荷時，要先增加空氣量，空氣量到位1～2分鐘后，再增加氮氣和污氮量，再過5～10分鐘后增加氬產量。在減負荷時要先減少氬產量，再減少氧產量，最后減少空氣量。適當減少空壓機排量，降低運行壓力。

5）確保氮純度，調整下塔回流比，盡可能開大液氮節流閥，開度由66.7%漸增至67.4%。下塔液空純度控制在38%～40%O2，系統調整，使得各部回流比分配趨于合理，使運行工況更加穩定。機組針對工況綜合調整實施對策后，上塔運行壓力降至24.5KPa、使機組性能指標得到提高，運行工況進一步優化，達到了降低設備能耗的目的。

4.3縮短分子篩加溫時間，延長分子篩冷吹時間

（1）分子篩加溫時間60分鐘減為56分鐘。

（2）把分子篩冷吹時間118分鐘延至122分鐘。

措施實施后，查看分子篩運行趨勢：冷吹后溫度低于30℃，分子篩運行時間由202分鐘延至210分鐘。

5　改造后效果

經過一年的積極工作，優化操作后效果顯著。各方面參數均達到預定目標。基本實現了最初所確定的目標，收到了預期的效果。優化了機組運行工況，深入挖掘了設備潛力，降低了制氧機能耗。實現了機組安全穩定運行，大大提高了經濟效益。

6　經濟效益

收益計算=活動前后制氧電耗差值×平均產量×天數（5—10月）×24小時

成果收益=(0.483-0.477）×11000×180×24=285120元

成果費用=措施實施費用+材料費用+培訓費

=40160+4000+3200=47360元

成果效益=成果收益—成果費用=285120-47360=237760元

作者簡介：李紅（1979—），女，2007年畢業于中央廣播電視大學，本科，工程師。