优化操作降低制氧机电耗

李　红（山钢股份莱芜天元气体公司,山东　莱芜　271126）

优化操作降低制氧机电耗

李红
（山钢股份莱芜天元气体公司,山东莱芜271126）

摘要：4#制氧机组是1997年1月份投产的一套制氧主力机组，氧气的生产和供应能力为12000m3/h。该制氧机组已达到17年的运行周期，设备劣化趋势明显，能耗高，制约稳定性的因素逐年增多。随着集团公司热线生产对氧氮气需求量的不断增加，保持4#制氧机组设备的低电耗运行，是摆在我们面前亟需解决的任务之一。

关键词：优化操作；电耗；降低制氧机电耗

1　问题提出

2013年运一作业区任务指标:综合电耗降为0.896kW.h/m3，而实际综合电耗为0.900kW.h/m3，为此我们对造成综合电耗高原因作进一步分类分析。

2　现状调查

4#制氧机组是1997年1月份投产的制氧主力机组，氧气的生产和供应能力为12000m3/h。该制氧机组已达17年的运行周期，设备劣化趋势明显，能耗高，制约稳定性的因素逐年增多，原操作流程已不能满足实际生产需要，需要优化操作以降低4#制氧机电耗。

3　问题分析及要因确认

针对原操作流程在电耗方面的缺陷，小组成员进行反复讨论和验证。对4#制氧机组2013年7月～12月共6个月电耗数据从制氧电耗、压氧电耗、压氮电耗、循环水及其他等主要电耗的五个流程进行分析，分别从保温材料充填不足、气液泄露现场检测各排放点流量、分漏检率高、水漏检率高冷塔堵塞、综合调整不到位、主换通道堵塞、分子筛不平或粉化、污氮出口压力高、分子筛加温时间长等10个方面进行逐项分析，最终决定对以下三个方面的操作进行优化：

（1）污氮出口压力高

（2）综合调整不到位

（3）分子筛加温时间长

4　措施制定及实施

4.1加大污氮量，降低污氮出口压力

（1）调整分子筛再生气FIC3926设定流量加温流量设定:12000m3/ h—12500m3/h;

冷吹流量设定:14500m3/h—15000m3/h

（2）保证分子筛再生气量充足情况下，将分子筛再生压力PIC2610设定值13KPa降低为12KPa，增加进水冷塔污氮量；在分子筛均压时手动开大污氮去水冷塔阀门FIC3932开度，使更多的污氮去水冷塔，以降低上塔污氮压力。

（3）根据污氮出口PIC3930阻力情况，联系调度灵活配合调整污氮进管网流量，确保氮压机吸入压力正常。

4.2调整回流比，挖掘精馏潜力

（1）四氧运行方式为一台12000立方米/小时机组，测算单耗在0.8千瓦时/立方米以上。先进单位电单耗只有0.75千瓦时/立方米。四氧投入运行至今，操作中逐步降低了上塔操作压力.先进单位上塔操作压力控制在24kpa，使其对应的下塔压力降低，相应的减少了空压机的负荷，减少电单耗。

（2）结合机组实际将“上塔压力稳定在25kPa”以下。

1）在原有氧氮等产量的前提下逐步降低上塔压力

2）降低空压机负荷，保持上塔压力稳定

3）分析主塔、粗氩塔的工况做相应调整

4）调整膨胀空气旁通量

（3）受外部管网压力影响时，在不放散，不影响目标实现的前提下可做少量调整。

1）在液体产量和主冷液面稳定前提下，将膨胀量由10300m3/h逐步减少至9800m3/h。同时将膨胀空气进上塔量保持9000m3/h以上。

2）适当增加氧产量；控制氩馏分89.8—90.5%之间，控制进粗氩冷凝器液空量，将工艺氩量由目前的340m3/h减少至330m3/h左右，使氩塔工况趋于稳定。

3）根据氧气管网压力变化，进行变负荷操作，适时增、减产品产量，同时要对空压机进行增、减空气量调整。降低空压机负荷，节省电耗。

4）保证氧、氮纯度及产量的前提下，为避免氮塞发生，操作时要把握好空气量和产量之间增减顺序。在提高负荷时，要先增加空气量，空气量到位1～2分钟后，再增加氮气和污氮量，再过5～10分钟后增加氩产量。在减负荷时要先减少氩产量，再减少氧产量，最后减少空气量。适当减少空压机排量，降低运行压力。

5）确保氮纯度，调整下塔回流比，尽可能开大液氮节流阀，开度由66.7%渐增至67.4%。下塔液空纯度控制在38%～40%O2，系统调整，使得各部回流比分配趋于合理，使运行工况更加稳定。机组针对工况综合调整实施对策后，上塔运行压力降至24.5KPa、使机组性能指标得到提高，运行工况进一步优化，达到了降低设备能耗的目的。

4.3缩短分子筛加温时间，延长分子筛冷吹时间

（1）分子筛加温时间60分钟减为56分钟。

（2）把分子筛冷吹时间118分钟延至122分钟。

措施实施后，查看分子筛运行趋势：冷吹后温度低于30℃，分子筛运行时间由202分钟延至210分钟。

5　改造后效果

经过一年的积极工作，优化操作后效果显著。各方面参数均达到预定目标。基本实现了最初所确定的目标，收到了预期的效果。优化了机组运行工况，深入挖掘了设备潜力，降低了制氧机能耗。实现了机组安全稳定运行，大大提高了经济效益。

6　经济效益

收益计算=活动前后制氧电耗差值×平均产量×天数（5—10月）×24小时

成果收益=(0.483-0.477）×11000×180×24=285120元

成果费用=措施实施费用+材料费用+培训费

=40160+4000+3200=47360元

成果效益=成果收益—成果费用=285120-47360=237760元

作者简介：李红（1979—），女，2007年毕业于中央广播电视大学，本科，工程师。