技术创新在空分设备中的应用.ppt

20112.10.30 技术创新在空分设备中的应用 王兆宇 【内容提要】 在空分设备实际生产中，结合空分设备的实际状况，通过氮气加温技术、制氧机组快速开车启动技术、氩工况优化操作等技术创新，优化工艺操作过程及步骤，提高空分设备的工作效益，解决目前空分设备存在的故障及隐患，确保空分设备的稳定运行，实现挖潜增效。 随着空分制氧新技术、新工艺的发展与应用，空分设备的工艺流程也随之发生变化，由铝带蓄冷器冻结高低压第一代空分流程发展到目前常温分子筛净化填料型上塔全精馏制氩第六代空分流程，空分设备向着大型化、自动化、节能化方向快速发展，空分制氧技术日新月异。 为确保空分设备的稳定、连续、长期运行，作为专业技术人员必须对空分设备工艺流程技术及特点进行深入透彻的学习与钻研，掌握各项性能并不断优化改造。随着行业形势陷入低迷，集团公司提出以降本增效为战略核心的管理模式，对专业技术人员提出了更高的要求，发挥技术优势，实现挖潜降本增效成为企业发展的主旋律。 目前公司共有三套制氧机组，分别为KDON10000型、KDON15000型和KDON28000型。在实际生产中，充分发挥专业技术优势，通过不断探索与研究，对以前的操作模式和方法进行技术创新，氮气加温技术、制氧机组优化开车启动技术、氩工况优化操作技术等新技术应用到实际生产中，取得了良好的经济效益，达到了节能降本增效的目的。 【前言】 1 氮气加温技术的应用 1.1 现状分析 根据空分设备行业规范，为保证空分设备的安全，设备停产24小时以上就要进行排液加温至0℃以上，将空分设备内部的水分、二氧化碳及碳氢化合物等有害成分排除掉，以防在设备内部积聚造成危害。根据钢铁生产所需氧、氮、氩的用量，需对三套制氧机组进行优化组合，保证气体产品的有效利用。根据空分设备操作工艺步骤，需要启动大功率压缩设备空压机提供加温气，将设备内部从低温-190℃左右加温至0℃以上，塔体温度升速不得超过10℃/h，以防箱内设备、管道、支架因温度变化过大而受损。因此，空压机所提供气源大部分放空，仅利用少量一部分来对塔内系统进行加温，设备空运转能耗非常大。以KDON28000制氧机组为例，在加温过程中每天耗电量约36万kwh，整个加温过程约需3天，共耗电约108万kwh，电费近77万元（平均电价0.71元/度）。 1.2 氮气加温技术的研究与应用 1.2.1 加温气源的选取 对空分设备的加温气源必须是干燥气体，露点在-45℃以下，如果仅有一套空分设备，只能采用的分子筛纯化的干燥空气进行加温，如果有两套及以上空分设备，压缩后的高压氮气、出空分装置后的低压氮气及管道高压氩气均符合加温气要求。我厂现有三套空分设备，经综合分析，采用干燥空气，如由其它空分装置提供则影响正常生产，由本套空分装置提供则需启动空压机，空运转能耗高，不可取；管道高压氩气为稀有气体，成本昂贵；管道高压氮气和出空分装置低压氮气可行。对比分析后，决定采用出空分装置的低压氮气作为加温气源更有优势：高压氮气具有压缩能耗（经氮压机压缩至约1.4Mpa），且为用户所需产品，如作为空分设备加温气源还需对工艺管道进行技术改造；出空分装置低压氮气作为加温气源没有压缩能耗（仅17-25Kpa），量大且大部分经水冷塔后放空，加温气量的使用对其没有任何影响，基本属于废气再利用，而且不需要对工艺管网进行技术改造。最终决定采用低压氮气作为加温气源。 1.2.2 氮气加温技术方案的确定 经可行性分析研究后，利用三套制氧机组管道联网的优势，加温方案采用空分设备低压氮气出装置倒流方案，由空气管路进气加温方式转变为低压氮气倒流进空分装置加温方式，对塔内加温气体流路进行重新规划，特别是空气流路加温进行特别规定，温升控制及最终加温标准严格按照行业标准执行。对正常运行的空分设备，在提供低压氮气加温气源时，压力控制及温度控制作了规定，在确保空分设备正常运行的前提下，压力控制在22-25 Kpa，温度控制在20-25℃，以强化加温效果。最终形成了一套完整的氮气加温技术操作规程 。 1.2.3 氮气加温技术的应用 氮气加温技术首次在KDON10000型空分装置进行试点应用。由KDON15000型空分设备和KDON28000型空分设备联合提供出装置低压氮气对停车后KDON10000型空分装置进行加温，加温气露点检测-75℃，温度23℃。在加温过程中严格执行操作规程，最终塔内各点温度均达到0℃以上后，完成空分设备的加温操作，保压备用，运行中的空分设备未受到任何影响。本次加温时间约150h，比原空气加温模式时间70h多80h，但节省空运转耗电约42万kwh，电费近30万元。该加温技术推广继尔