空分设备节能降耗分析

空分设备节能降耗分析

节能降耗是企业提高经济效益、增强竞争力最主要的措施之一。节约能源又是一个企业应该担负的社会责任。空分装置属于高能耗设备。所以想方设法降低空分设备的能耗是企业所必须面临的问题。本文对空分设备节能降耗进行分析。

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1保持空分设备高效运行

（1）高品质的气水油是确保压缩机高效运行的基础。从气方面而言，自洁式空气过滤器是目前空分设备的主流选择。空气经过过滤器，灰尘被滤料阻挡，滤筒按周期切换吸附，反吹净化，确保了空压机进气的清洁度。循环水质量的好坏直接影响到装置的运行周期，设备的连续稳定运行离不开良好的水质保障。另外，加强对润滑油的管理，制定润滑油分析制度，密切关注润滑油性能指标，发现问题及时查找原因并更换润滑油。

（2）定期检查并更换机前过滤器滤筒，选用高效的自洁式空气过滤器，以提高空压机机前压力。在满足气量要求的前提下，尽量减小空压机压缩比，提高机前压力，降低机后压力，降低能耗。

（3）叶轮反冲洗系统的应用是保证空压机效率的关键。建立空压机叶轮冲洗系统运用规定，即便机组效率和振动正常时也要按周期对空压机叶轮进行冲洗，坚持机组叶轮的清洗，确保空压机组的平稳运转。

（4）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，及时清潔过滤器。

2降低系统损耗

降低系统损耗，包括物料与冷量的损耗。在物料、冷量制取上都需要消耗原始资源，系统中的各种损耗都会反映到最终能耗的提高。

（1）降低系统中的泄漏损失。包括气体在动机组中的内、外泄漏，气、液在冷箱管道的泄漏，尤其是液体的泄漏，生产单位液体需要的制冷量要比气体大得多，制取低温液体所耗费的能量也更多。泄漏不止会造成不安全隐患，也会使系统能耗极大损失。

（2）降低冷却水的温度。空压机是空分设备中能耗最大的设备，空压机功能的好坏直接影响运转本钱。受天然要素制约，无法操控空压机组进气温度，但是在设备状况良好下，我们能够经过循环水温度和流量来进步空压机运转效率，进而降低能耗。依照空压机效率核算公式，压缩机的动力耗费与冷却水的温度成

正比例改变。因而，尽可能降低冷却水的温度是降低驱动能耗的首要措施。

（3）选用优质的珠光砂保温材料。冷箱运行一段时间后需要及时添加珠光砂，并对冷却水管道、预冷系统和分子筛纯化系统等冷箱外设备加装保温材料，以减少各种冷量损耗。

（4）降低气体无效放散。通过采用快速变负荷技术提高氧气利用率，降低氧气放散率，提高实际生产效率；纯化系统在一个吸附周期内（4h）约有25min 为放空阶段，可以将这部分气体并入到水冷塔加以充分利用；控制好水冷塔的水汽比，使得在来气量大或塔内填料有结垢时避免无效喷水，节约冷却水资源。

3减少堵塞，提高各换热器换热效率

由于堵塞会造成压缩机机后压力升高，使压缩机能耗增加；同时，堵塞会造成换热器换热效率下降，或者偏流引起冷量损耗，由于制取一定产品氧、氮必须要有一定的冷量保证，那么换热效率的下降必然造成物料及能耗的增加。

（1）调整好换热器中部温度，要求不产生冷损，不偏流。减小热端温差，减少换热造成的热交换不完全损失。在大型空分设备中，冷量损耗占总冷损的40%以上，如果热端温差扩大1℃，则总冷损会增加16%左右，这就要求增加膨胀机的膨胀量来弥补。

（2）及时排放主冷不凝气，增强换热效果；定时排放主冷液氧，可避免碳氢化合物及各种杂质粉末聚集，影响换热效果。

（3）控制好分子筛吸附器后空气露点温度，不让水分进入板翅式换热器影响换热效果；分子筛再生彻底，减小分子筛吸附器空气阻力；分子筛再生气电加热器运行时应尽量避免频繁启停，最好采用小功率电加热器组启停。

（4）空气预冷系统的定期清垢、酸洗能减小阻力，调整合适的水汽比。

4优化各设备操作

（1）降低上塔压力是降低动力消耗的重要操作。根据空分设备精馏原理，上塔压力的变化引起主冷凝蒸发器内液氧与下塔侧氮气之间的温差变化；上塔工作压力升高，则液氧的汽化温度亦升高，这样在下塔压力不变的情况下，主冷内氧氮之间的温差必然缩小，换热量减少，使下塔的回流液减少，必然引起下塔压力增高，使氮气的温度亦提高，从而满足主冷换热对温差的要求，随着下塔的压力提高，空压机的机后压力必然增大，这使空压机轴功率增大，驱动能耗增加。因此，在调节精馏工况时，一定要尽量降低上塔压力。

（2）由于总循环功为空压机能耗与膨胀机功耗之差，若要满足主塔正常精馏的冷量要求（即总循环功不变），应尽量发挥膨胀机最大单位制冷量，满足总冷量要求，使空压机能耗降低。如果进入上塔的膨胀空气量过大，使上塔负荷增

加（精馏能力已满负荷）或过热度过大，会进一步改变上塔回流比，使上塔精馏段负荷过大，造成提取率下降；合适的膨胀空气量与过热度将使上塔精馏潜力进一步得到挖掘，使效率最佳、能耗最低。

5科学利用电能

空分设备是耗费电能的大户，更科学有效地运用电能将直接带来能耗上的降低。除了民用电，许多工业用电区域也早已经开始实行峰谷电差异收费方法。正常状况下来说用电顶峰时收费要比用电低谷时要高得多，某些区域还关于工业设备用电运用电效率进行计量。因而，怎么充分运用好峰谷电也就成了一个新的创效思路。

在电价谷期提高生产负荷，利用后备液化装置存储液体，在电价峰期，相应降低负荷，甚至关闭后备液化装置，通过已储备的液体向空分设备灌入液体，从而达到减少压缩机的能耗而不减少产品产量的目的。在节能降耗方面，还有一个重要的环节常常被人忽略。这就是：在开始制定空分设备的产品，包含产品产值、压力等级等方面，以及充分运用业主原有体系等状况条件。当然，这个过程涉及面广、耗时长，要考虑的东西更复杂，因此国内相关设计人员也很少详细考虑，结果往往被简单处理。

用户提出产品要求，而不管它是否合理，空分制造供应商按照这个产量来设计，而没有充分合理地考虑后续的使用情况。实际上，通过双方的进一步磋商，有可能使空分设备能更好地满足用户的要求。

6结语

空分装置是企业中的耗能大户，在节能降耗管理方面任重道远。在节能减排的大背景下，从设计和运行的源头，降低设备能耗，提高企业效益具有重要意义。

参考文献

[1]浅谈空分装置的自动变负荷技术[J].饶汀.化工技术与开发.2017（08）

[2]空分装置控制系统优化与改进[J].李丁丁，孙光辉，朱玉芹.河南化工.2017（01）