對制氧系統(tǒng)的節(jié)能降耗途徑探討

張皓天（內(nèi)蒙古大唐國際克什克騰煤制天然氣有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025350）

制氧系統(tǒng)是化工、鋼鐵企業(yè)公輔系統(tǒng)中重要的組成部分，其運行能力影響企業(yè)生產(chǎn)。從當(dāng)前我國化工、鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)情況來看，工業(yè)氣體生產(chǎn)成本主要由電費組成，其成本約為生產(chǎn)總成本的18%，做好制氧系統(tǒng)的節(jié)能降耗處理，在降低工業(yè)氣體生產(chǎn)成本中具有重要意義[1]。同時，制氧生產(chǎn)的氧氣、氮氣等是下游用戶重要的能源介質(zhì)，提高氧氣、氮氣等利用效率，是節(jié)能降耗的主要方式。本文將以此為背景，對制氧系統(tǒng)的節(jié)能降耗途徑進行討論。

1 節(jié)能設(shè)備與節(jié)能降耗途徑

1.1 節(jié)能設(shè)備選擇

節(jié)能制氧設(shè)備在整個系統(tǒng)節(jié)能降耗中的作用十分明顯，在節(jié)能技術(shù)條件基本相同的情況下，選擇高質(zhì)量的節(jié)能制氧設(shè)備的意義重大。

在選擇節(jié)能設(shè)備的過程中，需要從制氧裝置規(guī)劃開始，綜合考慮設(shè)備價格、能耗、性能等因素，爭取獲得高質(zhì)量的節(jié)能設(shè)備。我國某市鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)，在籌建1#20000m3/h制氧時，選擇了當(dāng)時國際上最先進的外壓縮分子篩吸附規(guī)整填料無氫制氬工業(yè)流程，并為減少作業(yè)過程中的氧氣放散率，裝配一套液化系統(tǒng)；為強化回收空分排放液體能力，裝配三臺液體儲槽。從整個空分裝置的消耗情況來看，空壓機耗能較大，因此，該企業(yè)在選擇空壓機時，邀請了包括德國西門子等4家壓縮機生產(chǎn)企業(yè)投標(biāo)，經(jīng)詳細的分析后，最終選擇德國西門子設(shè)備。后經(jīng)時間證明，在選擇該設(shè)備后，僅僅運行了兩年時間，就已經(jīng)回收了整個設(shè)備的投資，效果明顯。

1.2 節(jié)能降耗主要措施

化工、鋼鐵企業(yè)制氧系統(tǒng)不僅是能源消耗設(shè)備，也是能源生產(chǎn)設(shè)備，因此為達到節(jié)能降耗效果，需要有效控制氣體放散率。其基本措施為：

1.2.1 采集制氧系統(tǒng)排放液體

從制氧系統(tǒng)的制作工藝來看，在制氧過程中需要定期開放1.0%的液氧來保證空分設(shè)備安全。在傳統(tǒng)生產(chǎn)中，化工、鋼鐵企業(yè)主要采用蒸汽噴射裝置將液氧直接噴灑到設(shè)備外部，在噴灑過程中，受操作人員經(jīng)驗、設(shè)備質(zhì)量等因素的影響，不能有效的控制噴灑量，容易造成浪費；同時就液氧本身而言，其屬于一種具有較高回收價值的原料，具有較高的回收價值。在采集液氧的過程中，可以設(shè)置液體儲槽，將制氧系統(tǒng)產(chǎn)生的液體直接排放到儲槽中，對其進行簡單的加工處理之后就可以投入市場。

1.2.2 回收制氧系統(tǒng)的氧氣、氮氣

由于下游用戶所需的氧氣用量和氮氣用量會隨著下游用戶裝置負(fù)荷變化而產(chǎn)生一定的波動，制氧系統(tǒng)生產(chǎn)的部分氧氣和氮氣會被放空，如果能有效回收這部分氣體，也能做到節(jié)能降耗的目的。為有效的回收生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的氧氣、氮氣，可以在制氧系統(tǒng)中配置液化裝置，對生成的氣體進行液化處理，在液化處理成功之后，少部分液體會被以備用液體儲存起來，而另一部分氣體就會排出用于銷售。這樣，不僅能降低了生產(chǎn)車間的氧氣、氮氣放散率，也能為生產(chǎn)提供能源，更會提高企業(yè)效益，具有良好的經(jīng)濟價值。

2 制氧系統(tǒng)功能優(yōu)化展望

從當(dāng)前化工、鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)對制氧系統(tǒng)需求情況來看，對制氧系統(tǒng)的資源進行整合、優(yōu)化是未來系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢。其主要處理措施包括：

2.1 開展日常調(diào)整優(yōu)化處理

可利用現(xiàn)代信息化基礎(chǔ)，建立管網(wǎng)壓力優(yōu)化模型，從多種角度分析外部生產(chǎn)需求對設(shè)備內(nèi)部壓力的要求，并根據(jù)要求做好液體揮發(fā)系數(shù)調(diào)整、用戶（設(shè)備）生產(chǎn)范圍調(diào)整等方法，也可建立標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)模型，以精準(zhǔn)分析當(dāng)前系統(tǒng)運行條件，顯示不同子系統(tǒng)中的壓力變化。

在系統(tǒng)優(yōu)化過程中，調(diào)整負(fù)荷是一種常見的節(jié)能優(yōu)化方法。其中，空分裝置具有85%左右的調(diào)節(jié)能力，由于空分變負(fù)荷功能執(zhí)行時間較長，導(dǎo)致其難以正確回應(yīng)管網(wǎng)峰谷現(xiàn)象。但在這種情況下，工作人員可結(jié)合羅涇分時電價的要求，及時調(diào)整系統(tǒng)負(fù)荷。

2.2 計劃定修調(diào)整優(yōu)化模型

可以在原有設(shè)備模型的基礎(chǔ)上，對制氧機的運行電耗進行分析，在確定不同生產(chǎn)條件下的電耗效率變化情況下，計算出不同制氧設(shè)備的最佳產(chǎn)量參數(shù)，在綜合分析制氧系統(tǒng)的運行成本、啟動成本、停役成本的基礎(chǔ)上，進一步調(diào)整生產(chǎn)內(nèi)容[4]。

3 結(jié)語

本文簡單分析了制氧系統(tǒng)節(jié)能降耗的途徑，并結(jié)合其生產(chǎn)要求，對制氧系統(tǒng)的未來發(fā)展進行展望。對相關(guān)工作人員而言，在推動制氧系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能降耗的過程中，需要結(jié)合本企業(yè)的發(fā)展要求，根據(jù)制氧系統(tǒng)的實際運行情況，制定具有針對性的節(jié)能降耗措施，最大程度上維護企業(yè)效益；同時，也要在基于系統(tǒng)運行算法、專家經(jīng)驗、調(diào)度算法的基礎(chǔ)上，制定輔助氧氣調(diào)整方案，推動制氧系統(tǒng)節(jié)能生產(chǎn)。

[1]王蘭玉.基于理論的鋼鐵企業(yè)制氧系統(tǒng)優(yōu)化[J].電子測試（測試工具與解決方案），2014（09）：60-64.

[2]胡賓.鋼鐵企業(yè)如何實現(xiàn)制氧系統(tǒng)節(jié)能降耗[J].科技創(chuàng)業(yè)家（學(xué)術(shù)論壇），2013（08）：227-228.

[3]劉貴峰，李關(guān)定.制氧信息化系統(tǒng)與節(jié)能減排探討[J].上海節(jié)能（節(jié)能論壇），2012（04）：20-23.

[4]張麗嫻，吳翠方.淺談鋼鐵企業(yè)制氧系統(tǒng)的具體節(jié)能減排措施[M].北京:北京教育出版社，2013(3).