大型空分裝置節(jié)能降耗的措施淺析

楊春輝

[摘要]由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的，臺(tái)金、機(jī)械和化工等行業(yè)也蓬勃發(fā)展起來(lái)，同時(shí)這些行業(yè)對(duì)氧氣和氮?dú)獾男枨笠苍谥鸩皆鲩L(zhǎng)。為了從空氣中獲取到這些氣體，人們發(fā)明了空氣分離裝置，簡(jiǎn)稱空分裝置?？辗盅b置大多采用深冷技術(shù)，它是將空氣在低溫和一定壓力條件下將其液化，然后利用氧氣、氮?dú)獾葰怏w的沸點(diǎn)不同再將其中的組分分離開(kāi)來(lái)。空分裝置中所涉及的設(shè)備比較多，且在空氣分離過(guò)程中會(huì)有大量的物質(zhì)和熱量交換，這就使得空分裝置的能量消耗比較多。為此，我們必須想出一定的應(yīng)對(duì)措施來(lái)降低空分裝置中的能耗，這樣才能提高對(duì)應(yīng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。本文首先分析了大型空分裝置的工藝特點(diǎn)，然后分三點(diǎn)指出了大型空分裝置節(jié)能降耗措施，最后對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)。

[關(guān)鍵詞]大型空分裝備；節(jié)能降耗；應(yīng)對(duì)措施

引言

一般來(lái)講，空分裝置指的是空氣分離裝置，通常是通過(guò)人工制冷并加一定的壓力使空氣液化，然后再利用空氣各組分的沸點(diǎn)不同將其分離開(kāi)來(lái)。經(jīng)過(guò)空分裝置，我們可以得到高純度的氧氣、氮?dú)夂蜌鍤獾葰怏w，這些氣體可以用于機(jī)械、化工和冶金等行業(yè)?？辗盅b置已經(jīng)經(jīng)過(guò)了幾百年的發(fā)展，目前其基本形式和制作流程已經(jīng)趨于成熟，尤其是在近十幾年，我國(guó)的空分裝置的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。但是，我國(guó)目前在制造大型空分裝置和在其能耗控制上還存在著一些問(wèn)題，所以我們必須加大大型空分裝置的研發(fā)和改良，把其能耗控制在一個(gè)較低的水平。

空分裝置通常由壓縮機(jī)組、空氣冷卻系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)和精餾系統(tǒng)等組成，其中耗電量比較大的為壓縮機(jī)組和空氣冷卻系統(tǒng)。我們要想有效降低大型空分裝置的能耗，必須首先降低壓縮機(jī)組的能耗，這樣才能提高空分裝置運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

一、大型空分裝置工藝特點(diǎn)

大型空分裝置往往具有以下幾個(gè)工藝特點(diǎn)。

（一）深度低溫、壓力大，生產(chǎn)過(guò)程安全性要求高。大型空分裝置與一般的空分裝置相比，其冷箱設(shè)備的低溫極低，并且分離過(guò)程中使用的壓縮機(jī)設(shè)備都需要抗高壓，其分離出來(lái)的氧氣也屬于危險(xiǎn)產(chǎn)品。同時(shí)，在對(duì)空分裝置進(jìn)行操作或者是維修過(guò)程，也必須注意安全問(wèn)題，預(yù)防安全事故的發(fā)生。

（二）裝置產(chǎn)能大、產(chǎn)品純度高。大型空分裝置在采用深冷空氣分離法后，其裝置可以生產(chǎn)的氣體包含了氧氣和氮?dú)庖酝獾南∮袣怏w，并且其產(chǎn)品的純度達(dá)到了97%左右。為此，經(jīng)過(guò)大型空分裝置生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品其用途就很廣泛。

（三）過(guò)程能耗大，裝置內(nèi)物質(zhì)、能量交換頻繁。眾所周知，空分過(guò)程是一個(gè)能耗巨大的過(guò)程，由于其原料為空氣，其過(guò)程中消耗的能源大多為電能，其能耗可以占到生產(chǎn)成本的百分之八十左右。所以，在現(xiàn)在提倡綠色發(fā)展、節(jié)能減排的大環(huán)境下，我們必須降低空分裝置的能耗。

（四）設(shè)備日趨大型化，自動(dòng)化需求越來(lái)越大。在現(xiàn)階段，由于市場(chǎng)社會(huì)的需求，我國(guó)的空分裝置越來(lái)越大型化，這樣盡可能滿足市場(chǎng)日益增長(zhǎng)的需求。同時(shí)，為了提高空分裝置的生產(chǎn)效率，我們還需要采用自動(dòng)化控制流程，實(shí)現(xiàn)變負(fù)荷生產(chǎn)，最大程度地滿足各種產(chǎn)品的需求。

二、大型空分裝置節(jié)能降耗措施

（一）提高空分設(shè)備運(yùn)行效率

1.確保使用高品質(zhì)的氣水油等原料。空分裝置所用的氣雖然為空氣，但是我們不能把自然空氣直接運(yùn)用到空分裝置中，而要經(jīng)過(guò)過(guò)濾設(shè)備過(guò)濾掉其中的灰塵等雜質(zhì)才可使用：空分裝置在運(yùn)行過(guò)程中還需要使用到循環(huán)水，其質(zhì)量的好壞會(huì)影響到整個(gè)裝置的運(yùn)行周期、設(shè)備的穩(wěn)定性以及可靠性：最后，空分裝置中的機(jī)械設(shè)備在使用過(guò)程中還需要使用潤(rùn)滑油，我們?cè)谶x購(gòu)潤(rùn)滑油時(shí)應(yīng)選擇高質(zhì)量的油品，并及時(shí)對(duì)設(shè)備潤(rùn)滑。

2.提高設(shè)備的維護(hù)監(jiān)控。大型空分裝置要想長(zhǎng)期高效運(yùn)行，這與線上監(jiān)控、線下維護(hù)是分不開(kāi)的。在監(jiān)控工作中，我們可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備可能出現(xiàn)的故障并對(duì)此進(jìn)行維護(hù)，這樣就可以保證設(shè)備的長(zhǎng)期運(yùn)行。

（二）降低空分設(shè)備動(dòng)力消耗

1.降低冷卻水的溫度。從上文中的論述中可知，在空分裝置中耗能最大的就是壓縮機(jī)組，尤其是空氣壓縮機(jī)，其性能的好壞決定了整個(gè)設(shè)備的耗能情況。一般情況下，我們可以改變循環(huán)水的溫度和流量來(lái)提升空氣壓縮機(jī)的效率，從而控制其能耗。眾所周知，壓縮機(jī)的效率與冷卻水的溫度密切相關(guān)，我們可以通過(guò)降低冷卻水的溫度來(lái)降低壓縮機(jī)的能耗。

2.降低上塔壓力。在空分裝置中的精餾系統(tǒng)中，初步生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品需要進(jìn)一步的提純，這就需要精餾操作。在精餾操作中，上塔壓力是一個(gè)非常關(guān)鍵的參數(shù)，若其壓力降低，則液氧的汽化溫度也會(huì)降低，這時(shí)如果維持下塔的壓力恒定，則會(huì)引起上下塔的換熱量減少，最終還會(huì)使得下塔的壓力降低。下塔壓力降低后，壓縮機(jī)的壓力也會(huì)隨之降低，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的功率也會(huì)降低，這就達(dá)到了降低能耗的目的。

（三）提高產(chǎn)品提取率并降低產(chǎn)品損失率

1.把控空分裝置的兩個(gè)平衡。我們衡量空分裝置節(jié)能降耗的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)就是單位時(shí)間內(nèi)的氧氣和氮?dú)獾绕渌鼩怏w的產(chǎn)量。它的運(yùn)行效率則體現(xiàn)在生產(chǎn)產(chǎn)品的提取率上，我們可以運(yùn)用物料平衡的分析方法來(lái)計(jì)算空分裝置在運(yùn)行過(guò)程中的物料損失情況。同時(shí)，我們也可以運(yùn)用能量平衡分析方法來(lái)分析進(jìn)入氣體和產(chǎn)出氣體之間的能量差，這樣就可以通過(guò)這個(gè)差距來(lái)檢查空分裝置在運(yùn)行過(guò)程中的冷損變化情況，進(jìn)而了解設(shè)備的運(yùn)行情況。

2.控制液體的蒸發(fā)損失率。經(jīng)過(guò)空分裝置生產(chǎn)出來(lái)的單一氣體往往要經(jīng)過(guò)液化處理以方便儲(chǔ)存和運(yùn)輸，而液體的蒸發(fā)損失就成了我們一個(gè)不能忽視的因素。為了盡可能降低液體的蒸發(fā)損失率，我們需要在這些液體產(chǎn)品進(jìn)入貯槽前降低其溫度，提高其過(guò)冷度，這樣就可以有效控制液體產(chǎn)品的蒸發(fā)損失率。

三、結(jié)束語(yǔ)

綠色發(fā)展、節(jié)能降耗是當(dāng)今時(shí)代社會(huì)發(fā)展的主題，為此我們就需要充分研究空分裝置中的能耗情況，同時(shí)加強(qiáng)裝置的監(jiān)控和維護(hù)工作，盡可能降低裝置的能耗。大型空分裝置若實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)，則可以大幅縮減設(shè)備的運(yùn)行成本，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)效益的最大化，同時(shí)為我國(guó)的綠色發(fā)展做出貢獻(xiàn)。endprint