對制氧系統的節能降耗途徑探討

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

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

1 節能設備與節能降耗途徑

1.1 節能設備選擇

節能制氧設備在整個系統節能降耗中的作用十分明顯，在節能技術條件基本相同的情況下，選擇高質量的節能制氧設備的意義重大。

在選擇節能設備的過程中，需要從制氧裝置規劃開始，綜合考慮設備價格、能耗、性能等因素，爭取獲得高質量的節能設備。我國某市鋼鐵生產企業，在籌建1#20000m3/h制氧時，選擇了當時國際上最先進的外壓縮分子篩吸附規整填料無氫制氬工業流程，并為減少作業過程中的氧氣放散率，裝配一套液化系統；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家壓縮機生產企業投標，經詳細的分析后，最終選擇德國西門子設備。后經時間證明，在選擇該設備后，僅僅運行了兩年時間，就已經回收了整個設備的投資，效果明顯。

1.2 節能降耗主要措施

化工、鋼鐵企業制氧系統不僅是能源消耗設備，也是能源生產設備，因此為達到節能降耗效果，需要有效控制氣體放散率。其基本措施為：

1.2.1 采集制氧系統排放液體

從制氧系統的制作工藝來看，在制氧過程中需要定期開放1.0%的液氧來保證空分設備安全。在傳統生產中，化工、鋼鐵企業主要采用蒸汽噴射裝置將液氧直接噴灑到設備外部，在噴灑過程中，受操作人員經驗、設備質量等因素的影響，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，可以設置液體儲槽，將制氧系統產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荷變化而產生一定的波動，制氧系統生產的部分氧氣和氮氣會被放空，如果能有效回收這部分氣體，也能做到節能降耗的目的。為有效的回收生產過程中出現的氧氣、氮氣，可以在制氧系統中配置液化裝置，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，不僅能降低了生產車間的氧氣、氮氣放散率，也能為生產提供能源，更會提高企業效益，具有良好的經濟價值。

2 制氧系統功能優化展望

從當前化工、鋼鐵生產企業對制氧系統需求情況來看，對制氧系統的資源進行整合、優化是未來系統發展的主要趨勢。其主要處理措施包括：

2.1 開展日常調整優化處理

可利用現代信息化基礎，建立管網壓力優化模型，從多種角度分析外部生產需求對設備內部壓力的要求，并根據要求做好液體揮發系數調整、用戶（設備）生產范圍調整等方法，也可建立標準的生產模型，以精準分析當前系統運行條件，顯示不同子系統中的壓力變化。

在系統優化過程中，調整負荷是一種常見的節能優化方法。其中，空分裝置具有85%左右的調節能力，由于空分變負荷功能執行時間較長，導致其難以正確回應管網峰谷現象。但在這種情況下，工作人員可結合羅涇分時電價的要求，及時調整系統負荷。

2.2 計劃定修調整優化模型

可以在原有設備模型的基礎上，對制氧機的運行電耗進行分析，在確定不同生產條件下的電耗效率變化情況下，計算出不同制氧設備的最佳產量參數，在綜合分析制氧系統的運行成本、啟動成本、停役成本的基礎上，進一步調整生產內容[4]。

3 結語

本文簡單分析了制氧系統節能降耗的途徑，并結合其生產要求，對制氧系統的未來發展進行展望。對相關工作人員而言，在推動制氧系統實現節能降耗的過程中，需要結合本企業的發展要求，根據制氧系統的實際運行情況，制定具有針對性的節能降耗措施，最大程度上維護企業效益；同時，也要在基于系統運行算法、專家經驗、調度算法的基礎上，制定輔助氧氣調整方案，推動制氧系統節能生產。

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

[2]胡賓.鋼鐵企業如何實現制氧系統節能降耗[J].科技創業家（學術論壇），2013（08）：227-228.

[3]劉貴峰，李關定.制氧信息化系統與節能減排探討[J].上海節能（節能論壇），2012（04）：20-23.

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