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空气节能设备的设计制造措施

日期: 2019-07-29 08:47:12
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1。采用高效率低能耗空压机组

现代空分已经发展到第六代全低压空分流程,低压空气流程的主要耗能设备是空压机,空压机的设计以及制造工艺对空压机的效率影响很大。选用优良的空压机组能给整套空分装置能耗带来极大的降低。采用三元流叶轮,冷却效果好,等温效率高的等温型空气压缩机组,可以带来比传统空压机的能耗降低3% 效果,在大空分装置中的优势又更为突出。

1)采用先进的气动设计,高质量加工材料,高精密的制造工艺。

幸运赛车 2)高质量的安装水平,使空压机具有良好的润滑性能、有较高的机械传动效率,从而使得空压机组能保持高效率运行。避免机组出现油压、油温超限波动,尽量将空压机组控制在安全的运行状态之中。

幸运赛车 3)提高机组中间冷却器的冷却效果,安排加强点检监测,预防并消除中间冷却器发生堵塞或者泄漏等故障。做好水质的软化及清洁工作,及时清洁过滤器。

4)定期消除叶轮、管道和蜗壳产生的结垢,及时冲洗或检修时对叶轮重做动平衡,以确保机组一直具有良好的气动性能。

5) 定期拆检更换机前过滤器滤芯。选用高效的带自洁功能的空气过滤器,以尽可能提高空压机进口压力。在出口压力一定的前提下,通过提高机前压力,减小空压机压缩比,能有效降低机组整体能耗。

2.采用填料下塔

最近几年空分规模发展迅速,除了等级规模的提高外,还有一项最重要的技术进展就是用规整填料下塔取代了筛板塔下塔。从上世纪70年代开始,填料塔技术由苏尔寿公司开发并成功应用到空分精馏塔。上塔和制氩系统采用了填料后,空分提取率大大提高,能耗大大降低。规整填料具有压降小,分离效率高,能耗低的显著优点(理论上可节能约8%,实际运行约4%~5%),塔径小,液体滞流量少,操作弹性范围大,适应性强,采用规整填料可有效地降低塔阻力,提高分离效率和操作稳定性。

国内空分厂家设计供货的空分下塔仍以筛板塔技术为主。随着空分规模等级的大型化,填料下塔技术的应用将越来越得到普遍运用。采用填料下塔技术,将会使下塔阻力进一步降低,空压机的排出压力也进一步得到降低,从而达到降低能耗的目的。以我司自主设计的两万等级空分为例,在此装置中使用筛板的下塔阻力在标准工况下约为15KPa,而使用填料的下塔阻力在标准工况下仅为4.7 KPa。假如设定当地大气压为100 KPa,在其他配置都相同的情况下,那么采用筛板技术下塔空分的空气透平压缩机组排气压力需要6.15bar,而采用填料技术下塔空分的空气透平压缩机组排气压力仅为6.05bar,相差10KPa左右的阻力。空压机吸入压力为99 KPa,设空气透平压缩机组的效率为74%,吸入温度25oC,那么筛板下塔空分的空压机轴功率约为7970KW,填料下塔空分的空压机轴功率约为7890KW,两者之间相差80KW,工厂用电以0.5元/千瓦时计算,年运行8000小时计,仅此一项,采用填料下塔技术每年可以为企业节约电费32万元。

3.设置水冷塔,充分利用污氮气

预冷系统中设置水冷却塔,并将富裕的污氮气以及氮气通过管道连接通入到水冷塔底,充分利用污氮气和氮气的不饱和性(吸湿性),在不饱和气通过水冷却塔时携带大量的水分,此时水分的蒸发需要潜热,在极短的气水接触换热过程中,水分的蒸发难以从外界获得足够的热量,只能通过吸收水的内能而进行气化,从而使得使水温降低。与此同时可以减少冷冻机所需制冷量(甚至取消冷冻机组),降低装置能耗。

当用户所需氧氮产品体积比为1:1的情况下,空分装置将会有大量的污氮气以及氮气可进入到水冷塔换热,并能使水温降至12℃ ~13℃供达到空冷塔上段使用要求,此时空冷塔出塔空气温度与进入冷却水水温相差约1℃ ,这一温度可完全满足整个空分工艺要求。在此情况下,在实际运行中可采取停运冷冻机组。停运冷冷机组后,整套空分装置的能耗可下降约1%,使设备能耗进一步下降。

4。冷箱内配管优化设计

主换热器采用U型配管,无需使用其他方法分配气体,可以减小换热器上的外加阻力,并使各换热器温差均匀,减少不可逆损失,节省能耗。

尽可能合理布局冷箱内管道,因返流气体压力低,所以返流气管路尽量减少弯头、直角弯、三通、u型弯等增加阻力的环节;例如污氮气去分子筛管道的布局应该充分考虑到避免被迫通过提高上塔压力来解决分子筛吸附器的冷吹气量不足之处;正流空气同样也要充分考虑到管道布局、合理的管道口径、阀门位置设置、阀门选型等方面带来的阻力。通过合理的优化设计,降低不必要的阻力损失,亦能给整套空分带来一定的性能提升。

5.液体反充管线设计

幸运赛车 液体反充管线的设计采用,主要运用在装置冷却阶段完毕,进入到积液阶段后,通过液体槽车倒灌液体进入主冷中的方式,缩短积液时间,并快速进入到调纯阶段,缩短整个空分启动时间,这样能大大的减少机组的无功损耗,达到节能的目的。

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