空分装置节能降耗方法简介

空分装置节能降耗方法简介

方传锁，丁盼盼

（荣盛集团中金石化有限公司，浙江 宁波315000）

［摘  要］为提高空分装置产能、降低损耗，在保证工况稳定的情况下提出了一些可行的优化操作方法以及设备改进措施，可为业内提供参考和借鉴。

［关键词］ 空分装置；空压机；优化操作；设备改进；节能降耗

    ［中图分类号］ TB 657.7  ［文献标志码］ B  ［文章编号］ 1004-9932（2016）03-0071-02

0  引  言

随着冶金、机械、化工等行业生产规模的不断扩大，各行业对氧气、氮气、氩气的工业需求也在逐年攀升，伴随深冷技术的不断发展，机械设备的逐步改良，大型空分装置在各领域的应用越来越广泛和不可替代，而对空分装置的不断改良及其节能降耗已经成为一个重要课题。现简介一些空分装置节能降耗的方法。

1  优化操作

1.1  优化空压机操作

1.1.1  工况稳定时可适当降低空压机进气量

提升空压机的负荷，其结果是能耗将不断增加^［1］。当空气流量达到一定范围时，会进入空压机的稳定运行区域，之后空压机压力会随着空气流量的不断加大而降低；空气流量达到某一值时，空压机的运行会达到最佳效率区域。在保证工况稳定的情况下，应将空气流量维持在空压机最佳效率区域；若此时产气量仍有富余，可通过降低空压机进气量以达到降低能耗的目的。

1.1.2  后系统故障时空压机降负荷

一般空分装置制取的气体是供后续工段使用的，后续工段事故状态下无法消耗所供氧气，氧气放空，导致氧气放散率扩大，浪费严重。此时，若液体采出量不作调节，可适当降低空压机负荷，减少进气量，降低氧气的放散率^［2］。一般空分系统最低负载能力在70%左右，在后系统出现短期故障时，可对空压机进行降负荷操作，这是降低空分装置能耗最直接的手段。

1.2  降低主塔上塔压力

上塔压力与氧气、氮气、氩气饱和温度的关系见表1。

表1  上塔压力与氧气、氮气、氩气饱和温度的关系

由表1可知，氧气、氮气的饱和温度随着上塔压力的降低而减小，降低上塔压力有利于氧、氮组分的分离。随着上塔压力的降低，下塔压力和空压机排气压力也会相应降低，因此可通过降低主塔的上塔压力来减少空分装置的整体能耗，但上塔压力的降低需保证在设计范围内，应保证氮气和污氮气出板式换热器后保持正压状态，以保证分子筛再生气和水冷塔活化气的充足。

1.3  降低主换热器的冷损

空分装置的主换热器为板式换热器，它回收了主塔大部分的冷量，一般情况下，板式换热器冷损所占总冷损的比例随着空分设备能力的增大而增大（见表2）。由表2可知，当空分设备能力增大至20 000 m3/h时，主换热器冷损所占总冷损的比例达50%以上，因此板式换热器的节能降耗不容忽视。一般大型空分装置设计板式换热器热端温差在3 ℃左右，若热端温差扩大，总冷损必然增大，空分装置整体能耗也会增大。实际操作中应严格遵守设计规则，主换热器采用长板式，缩小热端温差，以及采用高密度、锯齿形翅片等都是有效提高换热效率的方法；同时，采用性能良好的保冷材料，做好冷箱密封，保证充填措施良好，尽量减少冷损^［3］。

更多内容详见《中氮肥》2016年第3期