全液体膨胀机对空分流程效率的影响.docVIP

全液体膨胀机对空分流程效率的影响 孙 全 海 (南京扬子石化比欧西气体有限责任公司 , 南京市大厂镇 210048) 摘要 : 以扬子 BOC 的 38500m3 / h 空分设备为例 , 分析了内压缩流程中的高压液空节流过程 的火用损失 ; 分别利用火用分析法和冷量分析法 , 估算了使用全液体膨胀机节省的功率 ; 指出在这套 内压缩流程空分设备中使用全液体膨胀机 , 使制氧单耗下降了 3 %左右 。 关键词 : 大型空分设备 ; 全液体膨胀机 ; 高压液空 ; 节流 ; 膨胀 ; 低温火用 ; 冷量 ; 制氧单耗 中图分类号 : TB65717 文献标识码 : A Effect of an expander with overall liquid on eff iciency of an air separation process Sun Quan2hai ( N anjing BOC2YPC Gases Limited Company , Dachang Town , N anjing 210048 , J iangsu , P1 R1 China ) Abstract : Taking 38500m3 Πh air separation plant operated by BOC2YPC as example , the paper analyzes the exergy losses occurring in the throttling course of high pressure liquid air in the process with internal compression. The power saved by using an expander with overall liquid is evaluated , taking exergy analysis approach and refrigeration analysis approach separately. As a result , the unit consumption for oxygen production has lowered down by about 3 % after employing an expander with overall liquid in the air separation plant using internal compression process. Key words : Large2scale air separation plant ; Expander with overall liquid ; High pressure liquid air ; Throttling ; Expander ; Cryogenic exergy ; Refrigeration ; Unit consumption for oxygen production 9813 K。而下塔底下部的压力约为 51181bar , 如果 将 这 股 高 压 液 空 节 流 至 下 塔 压 力 , 则 可 用 Operatorπs Toolkit 计算出此节流过程所产生的火用损失 (计算过程见表 1) 。 表 1 计算的高压液空节流火用损失功率在 400kW 以上 。必须指出 , 在损失的这 400 多 kW 功率中 , 大约有 2Π3 还 是 接 近 于 低 温 液 体 温 度 下 的 “低 温 火用”。而要得到这种 “低温火用”, 需要经过气体的压 缩 、换热和气体膨胀等工序 , 由于实际过程的每一 道工序中都不可避免地存在着损失 , 所以要得到 1kW 的这种 “低温火用 ”, 实际所需消耗的功率要大 于 1kW 。就目前所能达到的技术水平而言 , 得到这 种 “低温 火用 ”, 实际所需消耗的功率要大 于 1kW 。 1 高压液空节流过程的火用损失 在大型内压缩流程空分设备中 , 有一股出主换 热器冷端的高压液空 , 这股液空需要被送入下塔或 上塔的相应位置参与精馏 。以前 , 通常的做法是将 这股高压液空通过一个节流阀 , 液空被节流到下塔 或上塔压力后再进入塔内 。实际上 , 低温液体节流 过程的火用损失虽然要比气体节流过程的火用损失小 , 但由于这股高压液空的压力高而流量大 , 在节流过 程中所产生 的 火用损 失 仍 然 是 不 可 忽 视 的 。以 扬 子 BOC 新近从 Linde 引进的 D 套 38500m3 / h 内压缩流 程空分设备为例 (膨胀机制冷系统示意图见图 1) , 出主