浅谈大型空分设备的节能措施

[摘 要]空分设备是人们生活中接触比较少的一种特种设备。所谓的空分设备，就如其表面的意思是将空气分离的设备。是指根据气体的物理性质通过一定的方法将空气液化，然后再通过一定的技术手段将空气中的氧气、氮气及一些稀有气体分离出来的一种成套设备装置。目前我国的空分设备的种类还是比较繁多的，大型的空分设备大量应用在化工、钢铁、有色金属冶炼等行业中。

[关键词]大型；空分设备；有色金属冶炼；节能措施

中图分类号：TQ116.11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01

前言：

随着空分设备应用的增加，其能耗成为了人们关注的重点，并且大型空分设备的应用更是增加了能耗。我国这几年各项工业不断地发展，能耗也不断地增加，在这样的社会背景下，我国大力的提倡节能降耗，空分设备也追随社会的潮流，提出了节能的口号，所以本研究讨论的重点便是大型空分设备的节能措施。

1.关于大型空分设备能源消耗量大的原因

随着我国工业的不断发展，各种大型化的设备不断的出现在人们的视野中。并且在实际工业发展应用的过程中，不断地对各种气体的纯度、用气压力提出了更高的要求，面对这样的形势，大型的空分设备也顺应空分技术发展的趋势出现了。大型的空分设备成套装置出现的时间并不是很长，所以在应用的过程中难免存在这样或者是那样的不足，其中最大的问题便是其能耗高的问题，采用不同的工艺流程组织，整套机组如空气过滤压缩系统中的原料空气压缩机组、空气增压压缩机组、分子筛纯化系统中的电加热器等关键设备都是主要的高能耗设备。众所周知，在进入工业快速发展时期以后，我国的能源被大量无节制的应用，目前节约能源已经成了我国各行各业的当务之急，尤其是在有色金属冶炼行业，能耗高就意味着生产直接成本高，在同行业竞争中就处于劣势，并且目前我国也提出了可持续发展的战略。大型空分设备能耗高主要存在以下几个方面的原因：一是因为大型空分设备的固定投资成本比较高，所以不能经常性更换。随着使用时间的增加，各个零部件的灵敏性大不如从前，并且效率也随之降低，随着部件的老化，出现有效能耗的综合利用率越来越低的现象，能耗增加是必然的。二是关键设备运转过程中使用的电耗、水耗、蒸汽消耗等等。

2. 关于大型空分设备的节能措施

2.1 降低大型空分设备的电耗

大型的空分设备需要消耗大量的能耗以保证其正常的运行，其中电、水等能耗是主要的能耗，但是居于首位还是电，所以降低电耗是节能的根本措施。空分装置是将空气液化以后再进行分离的，通过统计发现液化的过程是整个装置中用电最多的，主要是前期采用一系列设备机组对空气进行做功，提高压力、减小体积，同时配套使用冷却器消耗工艺用水来降低其温度。液化的能耗一般包括进气以及液化等过程，其中也包括设备设计的一些自身原因。所以相关的操作人员需要做的便是找出液化过程中液化的效率与能耗的一个平衡点。这样既可以得到最多的单项气体，又可以最大程度的减少能耗。

2.2 提高大型空分设备的提取率

大型空分设备的目的便是通过一定的成套设备将空气中的氧气、氮气以及一些稀有气体分离出来，将分离出来的单项气体以液态或气态形式出售以得到一定的经济效益，所以要想降低空分设备的直接生产成本，很明显的只要降低单位气体的能耗即可。在空气的分离方面，很多气体分离出来以后因为种种的原因会出现放散的现象，这种现象的存在会降低空分装置的产量，所以降低单项气体的放散也是提高提取率的一种措施。目前随着技术的不断增加，各项气体的分离率都得到了质的提高，经常分离的氧气、氮气等的分离率都可以达到百分之九十九以上。

2.3 保证大型空分设备的高效节能运行

大型的空分设备能耗大是肯定的，不消耗能量而工作是不可能的。正如历史上所说的永动机是不存在的，我们所说的节能是在保证所有工作正常运行的基础上进行的。空分成套装置首先会使用空气过滤系统如自洁式空气过滤器将空气吸入，这是以后空气分离的基础工作，一开始吸入空气的清洁度如何会对于以后空气的分离造成很大影响。在空气吸入之前有一层过滤网，将空气中的一些大的固体颗粒杂质过滤掉，这样可以保证空气分离的清洁度，但是有一些地区，因为空气质量比较差，空气中的杂质太多，使得过滤器的寿命大大的减少，长此以往，对于空气分离的成本造成了一定的影响，目前一些企业的做法是在这些过滤器的外面再加一层比较粗略的过滤器，这些粗的过滤器可以将空气中的比较大的一些机械杂质过滤，为下一步的精密过滤打好基础，这样不仅可以保证空气分离的清洁度，也减少了空气分离的成本，为空气分离的高效运行打下了基础。其次是使用空气压缩机组对空气进行压缩提高压力减小体积，并进一步采用空气预冷系统对空气在冷却塔中进行洗涤净化，以除去空气中的一些酸性气体或易燃易爆气体，为后续生产系统做好准备工作。在此过程中可以从以下几个方面着手做起来保证设备高效节能运行。一是在空气压缩机组设计、制造、安装过程中，尽可能提高机组的机械效率，来达到日后运行时能够节能的目的，从源头上进行把关。二是机组在正常运行的过程中，做到尽可能的降低其进气压力，定期更换或者除去过滤器上的灰尘使过滤器的压力保持在较低的水平下，同时保证空气经过各级冷却器之后的温度尽可能低一点来为后续环节节约能耗。三是在满足工艺、产能条件下尽可能的减小机组的排气量，降低排气压力，减小后续系统的运行阻力，使消耗电能减少。空分装置作为大型的成套设备，除了正常的操作后，还应该对其进行一定的保养，使其运转的效率增加。空分设备虽然可以连续的工作，但是每隔一段时间都应该对其进行大型的维护。针对不同的空分设备所需要的工作间隔不一样，一般根据生产实际确定其具体维护时间。

3.关于大型空分设备节能未来的发展

目前随着科学技术的不断发展，大型的空分设备也在不断的优化，但是仍然存在很多的问题，需要进一步的改进，在未来的发展过程中应该关注以下几个问题：作为大型空分设备的工作现场，肯定存在一定的危险性，所以首先应该放在第一位的便是安全，这就需要相关的安全部门与现场管理人员加大这方面的工作力度。其次，不管大型空分设备的工作情况如何，其主要的操作还是掌控在工作人员手中，所以应该选择能力优异的管理者，在选择具体的操作人员时应该选择具有扎实的理论基础与丰富实践经验的人员。目前的社会不再是一个人有能力便可以承包所有工作的时代，现在的工作需要的是团队合作，所以在大型空分设备操作的过程中，操作人员之间应该加强交流，项目进行到什么样的阶段，会出现什么样的问题，以及出现了问题各个部门之间应该如何的配合都是需要关注的问题。

4.结语：

在本研究中，笔者研究的重点是大型空分设备的节能措施。空分设备作为一种比较少见的特种设备，很多人对其的了解少之又少。所以笔者对空分设备做了一个大体的介绍，使得读者对其有一个了解。然后在这个基础之上，笔者介绍了空分设备能耗大的原因以及一些改进措施，最后笔者对于大型空分设备未来的发展提出了一定的看法。不得不承认，大型空分设备因为发展的时间不长，目前还存在一定的不足，这就需要在实践的过程中不断地发现不足，改进不足，在空气分离方面取得更大的进展。

参考文献

[1] 倪剑刚.内压缩还是外压缩.关于如何选择大型空分设备流程的一些看法[J].深冷技术，2003（5）：11-14.

[2] 脱瀚斐，厉彦忠，谭宏博.空气分离与天然气液化组合流程[J].化学工程，2008，59（10）：2498-2504.

作者简介

杨照芳（1983-），男，汉族，河南灵宝人，助理工程师，主要从事有色金属冶炼。