空分裝置節(jié)能降耗的實現(xiàn)及具體措施分析

吳林林

（中鹽安徽紅四方股份有限公司 安徽合肥 231607）

引言

如今，化工、冶金與機械等行業(yè)實際生產(chǎn)規(guī)模越來越大，對工業(yè)氣體的需求量隨之快速攀升，而隨著深冷技術(shù)日益優(yōu)化，空分裝置在不同領(lǐng)域的實際應(yīng)用必定越發(fā)廣泛，所以空分裝置節(jié)能降耗改造將勢在必行。

1 主要節(jié)能降耗措施

1.1 空壓機優(yōu)化

1.1.1 工況保持穩(wěn)定時降低一定進(jìn)氣量

提高負(fù)荷的直接結(jié)果是增大能耗。在空氣流量穩(wěn)定時，空壓機將進(jìn)入穩(wěn)定運行狀態(tài)，隨后其壓力將伴隨空氣流量增大而明顯降低；當(dāng)空氣流量增大到一定值時，空壓機將進(jìn)入最佳的運行狀態(tài)。工況保持穩(wěn)定時，需要將實際的空氣流量保持在最佳范圍內(nèi)，如果此種狀態(tài)下產(chǎn)氣量依然有一定富裕，則可通過對進(jìn)氣量的適當(dāng)減少來實現(xiàn)節(jié)能降耗[1]。

1.1.2 在后系統(tǒng)故障條件下降低空壓機的負(fù)荷

由空分裝置制得的產(chǎn)品要用于后續(xù)各工段，如果后續(xù)工段發(fā)生故障，無法消耗所供氣體，空分產(chǎn)品氣體將直接排放，造成浪費。這種情況，若實際采出量難以調(diào)節(jié)，則可通過對負(fù)荷的適當(dāng)降低來減少排放率。一般情況下，空分系統(tǒng)負(fù)載最低程度在70%左右，當(dāng)后系統(tǒng)產(chǎn)生故障，則需要降低負(fù)荷來實現(xiàn)節(jié)能降耗。

1.2 減小主塔的上塔壓力

上塔壓力主要和氣體飽和溫度有關(guān)，以氮氣為例，當(dāng)其飽和溫度從-193.36℃降低到-193.99℃時，上塔壓力將減小9kPa?？梢?，飽和溫度越小，上塔壓力越低，越有利于氣體組分分離。而上塔壓力有效降低，能使下塔壓力與空壓機實際排氣壓力同樣有所降低，這樣可減少能耗。然而，上塔壓力也應(yīng)保持在合理范圍之內(nèi)，如果過低，會對正常生產(chǎn)造成不利影響。

1.3 減少主換熱器實際冷損

對空分裝置而言，其主換熱器通常采用板式換熱器，能回收主塔上的絕大部分冷量，正常運行時，該換熱器實際冷損占比將伴隨設(shè)備能力提高而明顯增大，比如當(dāng)設(shè)備能力為1000m3·h-1時，冷損占比為34.2%；當(dāng)設(shè)備能力為3200m3·h-1時，冷損占比為39.3%；當(dāng)設(shè)備能力為6000m3·h-1時，冷損占比為46.0%；當(dāng)設(shè)備能力為10000m3·h-1時，冷損占比為47.0%；當(dāng)設(shè)備能力為20000m3·h-1時，冷損占比為52.4%。可見，當(dāng)設(shè)備能力達(dá)到20000m3·h-1時，冷損占比將超過50%，所以必須重視換熱器降耗。在實際操作時，必須嚴(yán)格遵循各項設(shè)計原則，對于主換熱器，可使用長板式，以減小熱端的溫差。與此同時，使用優(yōu)異性能的保冷材料，加強冷箱的密封處理，以有效減少冷損[2]。

1.4 改善膨脹量

主塔冷量主要由膨脹機提供，通常都是膨脹量越大制冷量越多，當(dāng)主塔內(nèi)氧氣純度保持不變時，通過對空氣膨脹量的有效提高可增加氧氣產(chǎn)量。為了有效保證產(chǎn)量，需要進(jìn)行以下調(diào)節(jié)：

（1）對膨脹機回流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，增大進(jìn)氣量，保證制冷效果與液體量，并增加空分裝置的實際產(chǎn)能。

（2）工況保持穩(wěn)定時，增加抽氣壓力與進(jìn)氣壓力，對氣體產(chǎn)出十分有利。

（3）微調(diào)換熱器及進(jìn)氣量，增大機前溫度，隨著機前溫度不斷提高，制冷量明顯增加。然而，此時需要做好轉(zhuǎn)速控制，如果轉(zhuǎn)速過快將造成安全事故[3]。

（4）冷量的增加與減少主要和外界實際溫度關(guān)系密切，如果環(huán)境溫度較高，則將造成較大的冷量損失，需增加制冷量來有效彌補。

2 其它節(jié)能降耗措施

2.1 對不凝氣與液氧進(jìn)行定時排放

通過對不凝氣體的有效定時排放，能增加有效換熱面積，對其液體的積累十分有利，能加快液體的實際產(chǎn)出速度。對液氧進(jìn)行定期排放，可以降低碳?xì)浠衔餄舛龋档透魑ｋU因素造成的危害，對保證設(shè)備實際運行安全有重要現(xiàn)實意義，應(yīng)得到相關(guān)人員的高度重視。

2.2 堅持定期清洗與化學(xué)清洗

對水（空）冷塔而言，其經(jīng)過長時間運行，必定出現(xiàn)不同程度的堵塞，影響正常的換熱效果；如果換熱設(shè)備長時間沒有得到清洗，同樣會影響實際的換熱效果，此外膨脹增壓機的增壓端后冷卻器長時間運行后，會出現(xiàn)溫度較高等問題，對實際運行有很大的影響。對此，在空分裝置當(dāng)中，所有使用循環(huán)水的設(shè)備都應(yīng)堅持定期清洗，并在條件允許的情況下進(jìn)行化學(xué)清洗，這樣能在保證設(shè)備運行效率的同時減少故障，間接起到節(jié)能降耗的作用[4]。

結(jié)語

節(jié)能降耗工作是現(xiàn)階段社會經(jīng)濟發(fā)展主旋律，對空分裝置進(jìn)行設(shè)備與工藝的有效優(yōu)化能降低能耗，減少成本，提高資源實際利用率。不論是國家提出的要求，還是企業(yè)自身發(fā)展需要，都要對節(jié)能降耗給予高度重視。