对制氧系统的节能降耗途径探讨

张皓天（内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司，内蒙古 赤峰 025350）

制氧系统是化工、钢铁企业公辅系统中重要的组成部分，其运行能力影响企业生产。从当前我国化工、钢铁企业生产情况来看，工业气体生产成本主要由电费组成，其成本约为生产总成本的18%，做好制氧系统的节能降耗处理，在降低工业气体生产成本中具有重要意义[1]。同时，制氧生产的氧气、氮气等是下游用户重要的能源介质，提高氧气、氮气等利用效率，是节能降耗的主要方式。本文将以此为背景，对制氧系统的节能降耗途径进行讨论。

1 节能设备与节能降耗途径

1.1 节能设备选择

节能制氧设备在整个系统节能降耗中的作用十分明显，在节能技术条件基本相同的情况下，选择高质量的节能制氧设备的意义重大。

在选择节能设备的过程中，需要从制氧装置规划开始，综合考虑设备价格、能耗、性能等因素，争取获得高质量的节能设备。我国某市钢铁生产企业，在筹建1#20000m3/h制氧时，选择了当时国际上最先进的外压缩分子筛吸附规整填料无氢制氩工业流程，并为减少作业过程中的氧气放散率，装配一套液化系统；为强化回收空分排放液体能力，装配三台液体储槽。从整个空分装置的消耗情况来看，空压机耗能较大，因此，该企业在选择空压机时，邀请了包括德国西门子等4家压缩机生产企业投标，经详细的分析后，最终选择德国西门子设备。后经时间证明，在选择该设备后，仅仅运行了两年时间，就已经回收了整个设备的投资，效果明显。

1.2 节能降耗主要措施

化工、钢铁企业制氧系统不仅是能源消耗设备，也是能源生产设备，因此为达到节能降耗效果，需要有效控制气体放散率。其基本措施为：

1.2.1 采集制氧系统排放液体

从制氧系统的制作工艺来看，在制氧过程中需要定期开放1.0%的液氧来保证空分设备安全。在传统生产中，化工、钢铁企业主要采用蒸汽喷射装置将液氧直接喷洒到设备外部，在喷洒过程中，受操作人员经验、设备质量等因素的影响，不能有效的控制喷洒量，容易造成浪费；同时就液氧本身而言，其属于一种具有较高回收价值的原料，具有较高的回收价值。在采集液氧的过程中，可以设置液体储槽，将制氧系统产生的液体直接排放到储槽中，对其进行简单的加工处理之后就可以投入市场。

1.2.2 回收制氧系统的氧气、氮气

由于下游用户所需的氧气用量和氮气用量会随着下游用户装置负荷变化而产生一定的波动，制氧系统生产的部分氧气和氮气会被放空，如果能有效回收这部分气体，也能做到节能降耗的目的。为有效的回收生产过程中出现的氧气、氮气，可以在制氧系统中配置液化装置，对生成的气体进行液化处理，在液化处理成功之后，少部分液体会被以备用液体储存起来，而另一部分气体就会排出用于销售。这样，不仅能降低了生产车间的氧气、氮气放散率，也能为生产提供能源，更会提高企业效益，具有良好的经济价值。

2 制氧系统功能优化展望

从当前化工、钢铁生产企业对制氧系统需求情况来看，对制氧系统的资源进行整合、优化是未来系统发展的主要趋势。其主要处理措施包括：

2.1 开展日常调整优化处理

可利用现代信息化基础，建立管网压力优化模型，从多种角度分析外部生产需求对设备内部压力的要求，并根据要求做好液体挥发系数调整、用户（设备）生产范围调整等方法，也可建立标准的生产模型，以精准分析当前系统运行条件，显示不同子系统中的压力变化。

在系统优化过程中，调整负荷是一种常见的节能优化方法。其中，空分装置具有85%左右的调节能力，由于空分变负荷功能执行时间较长，导致其难以正确回应管网峰谷现象。但在这种情况下，工作人员可结合罗泾分时电价的要求，及时调整系统负荷。

2.2 计划定修调整优化模型

可以在原有设备模型的基础上，对制氧机的运行电耗进行分析，在确定不同生产条件下的电耗效率变化情况下，计算出不同制氧设备的最佳产量参数，在综合分析制氧系统的运行成本、启动成本、停役成本的基础上，进一步调整生产内容[4]。

3 结语

本文简单分析了制氧系统节能降耗的途径，并结合其生产要求，对制氧系统的未来发展进行展望。对相关工作人员而言，在推动制氧系统实现节能降耗的过程中，需要结合本企业的发展要求，根据制氧系统的实际运行情况，制定具有针对性的节能降耗措施，最大程度上维护企业效益；同时，也要在基于系统运行算法、专家经验、调度算法的基础上，制定辅助氧气调整方案，推动制氧系统节能生产。

[1]王兰玉.基于理论的钢铁企业制氧系统优化[J].电子测试（测试工具与解决方案），2014（09）：60-64.

[2]胡宾.钢铁企业如何实现制氧系统节能降耗[J].科技创业家（学术论坛），2013（08）：227-228.

[3]刘贵峰，李关定.制氧信息化系统与节能减排探讨[J].上海节能（节能论坛），2012（04）：20-23.

[4]张丽娴，吴翠方.浅谈钢铁企业制氧系统的具体节能减排措施[M].北京:北京教育出版社，2013(3).