Energia-Säästu optimeerimise toimingud 45 000 M³/h õhueraldusseadme jaoks

Õhueraldusseade (ASU) kasutab molekulaarsõelal ümbritseva -temperatuuri eeltöötlust, õhuga turbiini paisujahutust, topelt-kolonni destilleerimist ja kahe-pumba sisemist kokkusurumist vedela hapniku ja vedela lämmastiku jaoks. Projekteeritud hapnikutootmisvõimsus on 45 000 m³/h, kusjuures õhukompressorit ja võimendit käitavad auruturbiin konfiguratsioonis üks-kaks{7}}. Eeldusel tagada stabiilne hapniku ja lämmastikuga varustatus allavoolu gaasistamis- ja sünteesiseadmetele, uurib see uuring energiasäästu ja -tarbimise{10}}vähendamise strateegiaid energiatarbimise analüüsi ja optimeeritud tegevusmeetmete kaudu. Eesmärk on parandada süsteemi üldist tõhusust ja vähendada tegevuskulusid.

 

 

 

Praeguse energiatarbimise analüüs

 

ASU on ette nähtud hapniku tootmisvõimsuseks 45 000 m³/h, toetava auruturbiini kõrgsurvega auruvooluhulgaga 168 t/h, sealhulgas väljatõmbevooluga ligikaudu 28 t/h. Õhukompressori võlli võimsus on 21 000 kW, võimendi võlli võimsus on 18 000 kW. Energiatõhususe arvutused näitavad, et õhukompressori agregaat moodustab umbes 95% kogu energiatarbimisest.

Praktikas töötab ASU tavaliselt umbes 36 000 m³/h, mis moodustab ligikaudu 80% projekteeritud koormusest, samas kui auruturbiini tarbimine jääb ligikaudu 160 t/h juurde, mis on projekteeritud taseme lähedal. See mittevastavus koormuse ja energiatarbimise vahel rõhutab, et energiasäästu võti seisneb õhukompressoriüksuse töö optimeerimises.

 

Optimeerimismeetmed

 

●Turbiini laiendaja töö optimeerimine

Laiendaja algne -ülepingevastane kõver oli seatud liiga kõrgele ja tagasivooluklapp jäi 15% avatuks, mille tulemuseks oli madal jahutuse efektiivsus. Anti-ülepingekõvera reguleerimine, tagasivooluklapi sulgemine ja juhtlaba ava suurendamine paisuti kiiruse suurendamiseks on tagatud seadme jahutusvõimsusega, võimendi väljalaskerõhk väheneb ja turbiini kõrge -rõhuga auru tarbimine väheneb.

● Soojusvaheti täiustamine

Halb ringleva vee kvaliteet vähendab soojusvaheti efektiivsust. Möödaviikventiilide paigaldamise ja regulaarse veebipõhise tagasipesu rakendamisega langes võimendi{1}}soojusvaheti temperatuur 4–5 K võrra, parandades oluliselt paisuti jahutuse jõudlust. Lisaks väldib madala rõhuga plaatsoojusvahetite termilise otsa temperatuuri erinevuse jälgimine jahutuskadu.

● Õhukompressori ja võimendi koordineerimine

Vähendage sobivalt õhukompressori koormust ja kiirust, säilitades samal ajal stabiilse madala{0}}kolonni rõhu; vähendada sisselaskeava juhtlaba nurka.

Veenduge, et õhufiltrid oleksid puhtad, et vähendada sisselasketakistust ja parandada survetõhusust.

Teise- ja kolmanda-astme stabiilse rõhu säilitamiseks reguleerige võimendi -ülepingevastase ventiili avamine 5%-ni.

Optimeerige õhukompressori väljalaskerõhku, et sobitada paremini ASU väljundit allavoolu nõudlusega.

●Distilleerimiskolonni reguleerimine

Reguleerides tagasijooksu suhet, vähendatakse lämmastikujäätmete hapnikusisaldust 2–3%-ni, tagades vedela lämmastiku puhtuse alumises kolonnis ja parandades hapniku taastumist, mis vähendab õhukompressori koormust.

● Molecular Sieve Adsorber Operation Optimization

Pikendage molekulaarsõela survestamise aega 25 minutini, et vähendada õhuvoolu kõikumisi ja minimeerida ümberlülitusmõju destilleerimissüsteemile. Säilitage külmpuhastustemperatuur üle 125 kraadi ja pikendage lülitustsüklit 4 tunnilt 6 tunnini, et säästa aurutarbimist ja vähendada tegevuskulusid.

 

Optimeerimise efektid

Pärast optimeerimist töötab ASU stabiilselt ja üldine energiatarbimine väheneb oluliselt. Töönäitajate võrdlus enne ja pärast optimeerimist on toodud tabelis 1.

Tabel 1. ASU töönäitajate võrdlus enne ja pärast optimeerimist

 

Tööparameeter	Enne optimeerimist	Pärast optimeerimist
Auruturbiini kõrgsurve{0}}auru tarbimine, t/h	135	125
Õhukompressori väljalaskerõhk, MPa	0.498	0.490
Võimendi teise{0}}astme väljalaskerõhk, MPa	2.70	2.55
Võimendi kolmanda{0}}astme väljalaskerõhk, MPa	6.6	6.3
Ekspanderi tagasivooluklapi avanemine, %	15	0
Auruturbiini kiirus, p/min	4450	4250

 

Arvutused näitavad, et aastas saab säästa ligikaudu 70 000 t kõrgsurveauru-auru, mis näitab olulist energiasäästu-ja majanduslikku kasu.

 

Järeldus

Ekspanderi, soojusvahetite, õhukompressori ja võimendi koordineerimise, destilleerimiskolonnide ja molekulaarsõeladsorberite optimeerimisega saavutab ASU oluliselt parema energiatõhususe ja väiksemad tegevuskulud. Selles uuringus pakutud energiasäästu-meetmed on rakendatavad turbiini-ajamiga sisemise-kompressiooniga ASU-de jaoks ja neil on laiaulatuslik reklaamiväärtus ammoniaagi sünteesi ja söekeemia suurte ettevõtete jaoks, vähendades tõhusalt üldist energiatarbimist tonni ammoniaagi kohta.