化工设备升级改造和节能技术探讨

李涛

（明士新材料有限公司，山东 济南 250000）

化工行业具有明确的行业特点，在化工产品生产过程中需要提供更高程度的风险保护，也可能导致大规模的能源消耗。根据这些行业的特点，当需要引进新设备或改造旧设备时，通常需要根据设备本身的一些特点以及生产布局和工艺流程的要求对设备进行相应的升级改造，确保与生产线相匹配，同时最大限度地提高节能再利用率。本文简要论述了化工设备的升级改造和节能降耗。

1 化工产品特性

1.1 化工产品的高技术要求

在生产过程中，化工产品有很高的技术要求，属于技术密集型工业。化工企业在生产化工产品时，应采用先进的化工技术，根据相关理论确定化工产品的原料、气体、温湿度比，避免设置参数，因为这直接影响产品质量。

1.2 各种化学品及其用途

随着我国人民物质文化需求的增加，对化工产品的需求也在增加。首先是化工产品，需要改进生产工艺、原料配比等。例如，钨在化工企业的生产过程中最常见。通过各种生产工艺，钨可加工成碳化钨、钨等化学物质。此外，根据钨矿本身的特性，化工公司的工人可以用其他物质对钨矿作出反应，使其成为钨合金、发动机零件、陶瓷制品等。这些不同种类的钨制品是在钨矿的基础上结合相应的化学生产工艺生产的。

2 化学工业能耗分析

由于化学产品的这些特性和生产要求在实际生产中往往需要更复杂的生产条件，满足这些生产条件会导致能量损失。目前，一般化工产品生产中一个非常重要的因素是高温。一般来说，化工产品生产主要采用特产原料，在高温下进行具体加工，经过清洗、收集、再反应等工序，实现化工产品的分离生产。在化工厂的大多数设计中，通常使用燃煤锅炉来达到数千度的高温，而这个过程需要大量的煤燃烧，也就是说，需要大量的能量作为基本保证。目前，在化工行业，每年的消费量约为1.7～2.5亿t左右的煤。化工产品的生产消耗了大量的能源，这需要关注和紧急解决。

3 化工设备管理的重大意义

企业设备管理作为现代快速发展市场不可或缺的要素，直接制约了其对生产过程的影响。目前，化工生产规模大，设备数量多，设备复杂，工人综合素质高，对设备的依赖性大，因此，化学设备的管理面临着很大的挑战。特别是在化工设备的采购、使用和维护领域，迫切需要一套完整的科学管理体系，以提高化工设备的综合利用率，实现企业利润最大化。然而，由于我国化工企业仍高度依赖人工生产，化工厂的管理还不完善，许多问题亟待解决。

4 化工设备常见问题分析

4.1 过程控制仪表故障问题

在化工企业的生产活动中，设备在运行过程中往往会导致流量计出现误差，如果不及时发现和处理，不仅会导致整个系统不能正常运行，还会浪费资源，给企业带来更高的成本，不利于企业的健康发展。通常，流量计中的故障是由于电源线的不合理打开或模块的松动造成的。这需要在维护和检修时仔细检查流量计，并根据实际经验确定误差，保证缺陷修复能迅速完成，使设备能恢复正常运行状态。

4.2 温度变送器故障

除了仪器出现故障外，化工设备的典型故障是温度传感器，作为温度转换的设备，温度传感器的主要原理是将系统温度转换成标准信号传递给仪器，然后实施控制和调节生产温度。温度传感器的故障会严重影响系统和化工设备的安全运行。温度传感器故障的主要原因通常是没有输出信号、或输出信号忽大忽小与实际信号不匹配。在维修温度传感器时，只需检查温度传感器是否未维修即可，无论正常电源或温度传感器工作，都能快速找到故障原因，快速解决问题。

4.3 化工设备密封泄漏问题

由于化工企业生产的原材料多为液体，当设备出现密封问题时，不仅导致原材料丢失、浪费，导致企业成本高，还会造成污染，甚至危及工作人员的生命安全。因此，化工行业设备的密封问题也很重要。密封缺陷可能主要是由于机械磨损导致密封泄漏以及设备中的液体腐蚀或热损失。化工设备密封性缺陷的维护和消除应以维护为重点，加强日常维护，定期对设备进行维护检查，防止密封泄漏。

4.4 化工行业节能减排面临的问题

随着我国工业化进程的加快，化工行业除了标准煤的消耗外，化学工业还需要大量的电力。特别是随着我国工业化进程的发展，能源消耗不断增加，迄今已超过1.5亿吨。相关研究数据显示，在过去5年中，化工企业的能耗以每年4.8%的速度增长。可以看到，在不久的将来，化工企业将消耗越来越多的能源，造成严重的环境污染问题。燃煤时，化学锅炉房每小时至少蒸发10t，主要应用大中型燃煤化工锅炉。鉴于环保的需要和电力供应结构的改变，我国的小型燃煤锅炉房将逐步退出历史舞台。但我国能够自主设计煤化锅炉的化工企业并不多，有的缺乏技术发展能力，这就使得研究和开发节能技术的同时确保其发展变得更加困难。

5 促使化工企业设备升级改造与节能技术相融合的措施

一方面，由于行业的特殊性，化学品的生产需要消耗大量资源；另一方面，整个生产过程中仍有许多化学品需要消耗，因此，需要不断进行创新和改造，最大限度地减少不必要的能源浪费。例如，在使用化工设备的过程中，为锅炉提供足够的能源是化工生产的重要环节，但这一环节需要对锅炉设备进行合理升级，提高能源利用率，合理降低排烟温度，减少热损失，合理回收锅炉未利用的热能，达到化工生产过程的节能目的。

5.1 建立健全设备管理制度

首先，需要对设备进行检测。例如，维修人员在反复检查一台压缩机时，应仔细检查压缩机是否存在跳动噪音、泄漏等问题，然后，根据设备运行标准确定是否达到质量标准。检查后，如果设备出现异常，应及时将设备拆开检测，针对内部的异常声音，仔细检查活塞是否撞到筏板或筏板之间是否有较大间隙。对外在的敲打声，应该测试配件的牢固性，以确保没有松动和其他问题。其次，需要彻底的维护。工作人员应熟悉防腐原料和润滑剂的正确操作方法，并在操作负荷、设备转速和温度等因素的前提下，选择更合适的缓蚀剂和润滑剂，以减少损坏率和减少对腐蚀率目标的损害。大多数化工设备是在相对密闭、密闭空间和复杂环境中运行的，所以当发生安全故障时，设备的寿命和质量都会受到很大影响，因此，维护人员要对设备进行日常维护和操作。启动前应采取维护措施，各部件之间的连接也应进行测试，以免出现螺栓损坏等问题。还要求维修人员积极识别和执行设备运行、检测和维修标准的维修工作。

5.2 生产工艺及设备的选择

化工生产过程是一个复杂的过程，强调序列性和逻辑一致性，原料选择和投入是所有过程的起点。确定原材料后，可以对最终产品进行综合分析，然后明确辅助设备、全过程要使用的辅助材料与原材料的关系，这将产生额外的能源消耗。以生产黄腐酸钾为例。通常，黄腐钾是通过高温干燥产生的，高温干燥应用蒸汽加热、热风干燥等，每种方法的优缺点各不相同。采用蒸汽干燥法，通过蒸汽系统加热原料，干燥后可得到成品黄腐酸钾，可解决环境排放问题，工艺简单。但在生产过程中，存在高能耗、材料堵塞等问题。通过空气加热器对流干燥产生的热量和能量较少，但需要解决灰尘和废气问题。由于生产技术不同，设备的工作方式也不同。

5.3 节能技术积极纳入化工设备中

化工企业还应积极将节能技术融入生产设备，将优化节能技术创新作为设备升级的重要内容。整合节能技术可以节约和减少化工设备的消耗，这是提高能效、降低能耗的重要措施。例如，天然气生产过程中用于制氢的化工技术可以与其他生产方法和节能技术相结合。加强余热回收后，将一氧化碳通过转化塔转化为二氧化碳和氢气。在此期间，天然气中的烷烃受到相应压力和温度的影响，发生了相应的化学反应，产生了加工气体，发生了换热和冷凝过程，气体景观吸附剂脱附后，可作为转移炉的燃料，有利于吸附剂的再生。在此期间，整个生产过程显示出高能效和环保性，可以在保证设备性能的基础上提高化工企业的能效。

5.4 开发新设备升级旧设备

除了对化工生产过程中的原料路线和节能技术进行更深入的研究外，科研人员还应积极研制新设备，对陈旧设备进行升级改造，并在此基础上继续提高设备能效。例如，在煤焦油和氢气的生产过程中，结合实际生产，可采用石磨电阻炉或感应炉控制高温，提高能源效率。如果在燃煤热固性装置的蒸汽出口安装热回收装置，将进一步回收失去的热能，提高热能利用率。循环处理燃煤热电锅炉传热部分，可进一步增加热能接触面积，提高热能利用率。例如，在污水处理过程中，可以用风机对水池暴气，旧的风机可以节省投资，但旧风机存在能耗高、噪音过大等问题。特别是在能耗相同的情况下，使用空气悬浮风扇可以节省20%的能耗。为了使公司能够长期运行，空气悬浮风扇的优势更显现。空气悬浮风机是最新大规模投产的工艺设备，在降噪节能方面也起着十分重要的作用。在实际生产过程中，根据生产需要合理选择设备，连续或短时执行可带来良好的节能效果。在对我国污水工段现有的罗茨风机进行升级改造后，污水处理成本明显降低。简言之，通过引进新设备或合理化对现有设备的升级，可以达到节能的目的。新装备的引进和旧装备的升级都要充分考虑实际生产需要和能耗。只有这样，才能不断提高节能水平，达到化工节能的目的。所有这些举措都建立在积极引进新设备的基础上，以实现降低能耗的目标。

5.5 采取环境改善措施

在化工行业的产品日常生产中，内部环境往往较差。例如，空气混浊、施工现场地形较为复杂，增加了施工难度，也存在一定的问题。为避免影响设备的正常运行，需要采取有效措施改善环境，保持施工环境清洁，以减少安全事故的发生。干预机械设备工作点的预压实或平整，以改善空气混浊问题。有效改善了化工设备因地面不平造成的坡度，保证设备能够在相对安全稳定的环境状态下运行。其次，员工也应配备相应的防护用品，避免吸入过多的浑浊气体影响健康，从而有利于化工生产作业的有序开展。

5.6 设备维修保养

（1）加强设备管理能力。根据化工企业内部设备类型和经营状况，不断加强设备管理能力，并进行专业知识指导和执行，以满足工作要求的能力。专业技术人员在掌握设备内部结构、工作原理和维护方法的同时，可以了解不同类型的设备维护方法，了解和熟悉设备管理，包括设备材料、参数、介质和技术流程等。制定可操作的设备管理计划，及时定位和解决设备隐患。（2）强化故障管理能力。换热器、汽轮机、分离过滤器等长期超负荷运行时会出现故障。检修中可能发现设备老化、设备腐蚀、零件破损等问题，当这些问题发生时，企业的整体经济效益受到很大影响，如何降低设备故障的可能性，保持设备的可靠运行，是维护管理人员需要考虑的主要问题。加强设备故障管理，监测和诊断设备运行状态，促进设备故障的初步排查和处理，建立合理有效的处理措施。对现有设备的故障进行系统分析，以维护和维护设备的维护记录，以确保在再次发生此类故障时有规则可循。此外，定期进行设备运行检查和维护，排查可能出现的设备故障，采用合理有效的方法防止故障再次发生，降低设备维护成本，延长设备使用寿命。

6 化工装备升级换代及节能技术未来发展趋势

化工行业在我国工业中占有非常重要的地位。实践研究分析表明，大型化工企业的投资远不及小型化工企业。因此，大型化工技术成为我国化工企业发展的重要方向。但大型化工设备的性能和规格受到若干因素的制约。为了充分发挥化工大企业的优势，必须进一步提高企业的生产力，适应社会发展的需要。例如，在化工企业脱硫过程中，在促进各工序间有效耦合的基础上，可以合理调节二甲醚和甲醇的回收率，最大限度地提高衍生物中催化剂的使用寿命。例如，在对换热器内流体闭合流动条件的检查和验证过程中，可以进一步检查和分析这种流动条件。通过分析校正优化验证，可以不断地提高湍流结构参数的稳定性，保证换热系统的正常运行，节能技术有效地融入化工技术，促进了化工生产的稳定状态。

7 结语

总的来说，化工行业在我国国民经济中的地位越来越受到人们的重视，这与人们的社会生活密切相关。现阶段，在我国碳中和、碳达峰战略的背景下，化工企业管理需要提高生产过程中节能减排的重要性，降低化工企业能耗，提高能源效益，促进国家社会经济持续发展。