对现代空分设备经济运行模式的探讨Ⅰ--变负荷.pdfVIP

对现代空分设备经济运行模式的探讨I ——变负荷X夕弋，I¨J 李化治．童莉葛 (北京科技大学，北京市海淀区学院路30号100083) 摘要：阐述了建立现代空分设备经济运行模式的理论依靠烟分析方法。指导 空分设备经济运行的目标参数是流程效率，用空分设备烟计算结果揭示了影响流 程效率的主要因素，进而用炯分析方法说明空分设备变负荷运行的最佳模式。 关键词：烟；流程炯效率；产品炯分配；变负荷；空分设备；经济运行 前言 节能减排是我国的大政方针，基本国策之一，也是我国空分行业一直追求的永恒主题。 现代空分设备在流程组织的优化、配套设备和部件制造水平的提高方面，已取得了长足 的进步。在我国以杭氧为代表的空分设备制造水平在本世纪的十几年间已实现了飞跃。我国 已成为现代大型空分设备的制造大国，60000m3／h等级大型空分设备已经通过鉴定。目前正 在设计10万m3／h以上等级超大型空分设备，向空分设备强国挺进。 据统计，我国已有200多套现代空分设备在运行，其流程均为全低压第六代流程，氧提 由钢铁企业的氧气分厂发展起来的，并正向多种产品的气体公司扩展。 如何发挥现代空分设备优势，解决供需矛盾，建立优化的经济运营模式，一直是制造企 业与气体公司共同关注的课题、追求的目标。在“十二五”开始，各气体公司都在努力地探 索，进行各方面的技改挖潜，以实现节能，达到最低投入、最高产出，获得最大的经济效益 和社会效益。建立现代空分设备经济运营模式是系统工程，各气体公司的空分设备设置不 同．用户需求不同，经济运行模式必然有所差异。本文就近10年在这方面的研究和探求， 建立经济运行模式共性的问题谈几点看法，以供参考。 1理论依据 以往只以制氧的单耗指标和空压机耗功来评价空分设备的能耗，但单耗指标已不足以揭 · 19· 示现代空分设备能耗的内在规律，为降低能耗指明方向。其理由如下：①氧耗不能反映多种 产品的能耗成本；②不能反映空分设备有多个不可逆过程，如传热、压缩、膨胀、流动阻力 等能量损失的质量；③能耗只反映了热力学第一定律(能量守恒)，未反映热力学第二定律 (方向性和可逆性)；④在热能利用领域，有效能才能回收，能耗不能反映出有效能消耗的 多寡。 鉴于上述原因，指导建立经济运行模式的理论分析方法应该采用分析方法，减少炳损， 提高流程的炯效率，才是追求节能的目标参数。 1．1烟的定义及计算 热力系统所具有的能量与环境相比，有可回收部分为有用功，称为炯；有不可回收部分 为无用功，即妩。 相平衡状态所做的功，用E或已表示，单位埘／m3或kj／rrDlCl·2J。 炯按性质分为焓娴和化学炯。焓炯是同一工质偏离环境状态时所具有的做功能力；化学 炯是工质成分变化或发生质量变换时所引起的做功能力变化值。在空气分离过程中包括焓：l；甩 和空气分离所消耗的分离功即为化学炯。 焓炯可用下式计算： Eh=To(So—S)一(ho—h) (1) 式中：To、T分别为环境温度、温度；So、S分别为环境状态的熵、熵。 化学炯可用下式计算： EF=∑yiEo一△EF (2) 式中：EF为混合物基准；M为i组分的浓度；△EF为混合过程不可逆所造成的炯损。 根据编制的炯计算软件及建立的热物性库计算结果，空分设备产品的炯值见表1。 衰1空分设备产品蜩 纯度 温度 压力 炯 产品名称 ／％ 瓜 佩伊a ／(kJ／m3)(标) 纯氧 100 293 0．1013 170．6 产品氧