经济运行模式的探讨.docVIP

对现代制氧机经济运行模式的探讨I（2011/09/18） ——变负荷 李化治 童莉葛 北京科技大学 100083 摘要：阐述了建立现代制氧机经济运行模式的理论依靠分析方法。指导制氧机经济运行的目标参数是流程效率，用空分计算揭示了影响流程效率的主要因素，进而用分析方法说明变负荷运行的最佳模式。 关键词：，流程效率，产品分配；变负荷 Economic operation analysis on modern air separation unit: Part I --Variable load Li Hua-zhi, Tong Li-ge University of Science Technology Beijing Abstract：The exergy analysis used for economic operation on modern air separation unit (ASU) is introduced. The process efficiency is the target parameters of ASUs economy operation. The main factor to affect the efficiency by the exergy analysis was ensured and best operation mode in variable load operation was obtained. Keywords：exergy; process exergy efficiency; product exergy distribution; variable load 1引言 节能减排是我国的大政方针，基本国策之一，也是我国制氧行业一直追求的永恒主题。 现代制氧机在流程组织的优化、配套设备部件的制造水平的提高，已有长足的进步。在我国以杭州制氧机集团为代表的我国空分制造水平在本世纪的十几年间已实现了飞跃，目前我国已成为现代大型制氧机制造的大国，六万等级的超大型制氧机已经鉴定。目前正在设计十万以上等级超大型制氧机，正向空分装置的强国挺进。 据统计，我国已有二百多套现代制氧机在运行，其流程均为全低压第六代流程，其氧取率已达到99%以上，制氧单耗已降至0.38~0.42kWh/m3。我国的大型氧气生产厂主要是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。 如何发挥现代制氧机的优势，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，达到最低的投入，最高产出，获得最大的经济效益和社会效益。建立现代制氧机组经济运营模式是系统工程，各气体公司制氧机设置不同，用户需求不同，经济运行的模式必然有所差异。本文就将近十年我们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！ 2理论依据 以往只以制氧的单耗指标和空压机耗功来评价制氧机的能耗，以单耗指标已不足以揭示现代制氧机厂耗能的内在规律，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）它不能反映制氧机由多个不可逆过程，如传热、压缩、膨胀、流动阻力等的能量损失的质量；（3）能耗只表示了热力学第一定律（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，减少损，提供流程的效率，才是追求节能的目标参数。 2.1 的定义及计算 热力系统所具有能量与环境相比，有可回收部分为有用功，称为“”，有不可回收部分为无用功，即（）。 是流动工质所处的状态可逆地转变或与大气环境状态（P=0.1013MPa，T=298.15K）相平衡状态所作功，用E或e表示，单位kJ/m3或kJ/mol[3,4]。 按性质分为焓和化学。焓是同一工质偏离环境状态时所具有的做功能力。化学是工质成分变化或发生质量变换时所引起的作功能力变化值。在空气分离过程中包括焓和空气分离所消耗的分离功即化学。 焓可用（式-1）计算： （式-1） 式中：T0、T—分别为环境温度、温度；S0、S—分别为环境状态的熵、熵。 化学可用（式-2）计算： （式-2） 式中：EF—混合物基准；yi—i组分的浓度；混合过程不可逆所造成的损。 由我们编制的计算软件及建立热物性库计