40000Nm³/h制氧机组系统性节能分析与应用

摘要

本文结合制氧技术发展状况以及现有40000Nm3/h制氧机组节能技术，目的开辟新的40000Nm3/h制氧机组节约能源途径，为企业创造更大效益。以包钢九号制氧机组为研究对象，以设备的实际运行数据和设计数据为模拟依据，结合九号制氧机组的设备特点及工艺组成，利用模拟软件模拟分析了空压机出口流量，膨胀空气量，循环水温度对制氧工序能耗的影响及关联关系。从而掌握了40000Nm3/h制氧机组设备运行和调整规律，为员工操作提供操作依据，实现40000Nm3/h制氧机组的系统性节能。
　　针对40000Nm3/h制氧机组的工艺流程及设备组成，本文介绍了空压机、空气预冷系统、空气纯化系统、增压透平膨胀机、换热器、精馏塔、冷凝蒸发器、管线设备的建模过程及数据组成。在该模型建成的基础上，通过模型特性参数的变化，对空气量与氧气产量之间的变化关系进行模拟分析。以提供空气量变化时对应的可操作型变量的变化规律，并依据模拟数据对九号制氧机组进行了减负荷操作实践，使空压机电耗大幅度下降，每小时可节约电能1528kW·h。对膨胀空气量对氧、氮、氩产量的影响关系进行了模拟分析，得出了在一定范围内随着入上塔膨胀空气量的增加，氩提取率降低，并得出了最大入上塔膨胀空气量28000Nm3/h。在操作实践中进行了变液体工况操作，得出膨胀空气量不宜超过27000Nm3/h。每小时可多产液氧1.42吨，每小时可增效369元，取得了较好的经济效益。通过对循环水温度对空压机排气温度影响的模拟，得出了循环水温度并不是越低越好的规律，一般控制在20℃左右。根据这个规律和环境条件的不同，我们制定了对循环水温度控制的措施，每年可节约电能132.8万kW·h，在实践中取得了较好的节能效果。

目录

声明

引言

1 文献综述

1.1 研究背景

1.2 发展现状和研究现状

1.2.1 制氧行业发展现状

1.2.2 包钢制氧技术现状

1.2.3 40000Nm3/h制氧机组节能技术现状

1.3 制氧机组的性能指标及评价

1.4 课题研究内容

2 包钢九号制氧机组介绍

2.1 设备配置及特点

2.2 主要指标

2.3 九号制氧机组工艺流程

2.3.1 基本原理和过程

2.3.2 工艺流程概述

3 40000Nm3/h制氧机组模型的建立

3.1 基础环境的建立

3.1.1 组分构成

3.1.2 物性计算方法的选择

3.2 建立模拟环境

3.2.1 PFD的建立

3.2.2 初始条件的设定

3.2.3 空气压缩净化系统的建模

3.2.4增压透平膨胀机的建模

3.2.5 换热器的建模

3.2.6 精馏塔的建模

3.2.7管线设备的建模

3.2.8 冷凝蒸发器的建模

3.3 模型的建成

3.3.1 物流数据组成

3.3.2塔设备建模数据组成

4 40000Nm3/h制氧机组系统性节能方案的制定与实施

4.1 制氧机组变负荷（增减空气量）操作模拟和实际应用效果

4.1.1 制氧机组变负荷操作模拟

4.1.2 制氧机组变负荷操作实践

4.2 膨胀空气量的操作模拟和实际应用效果

4.2.1 膨胀空气量操作模拟

4.2.2 膨胀空气量操作实践

4.3 循环水温度的操作模拟和实际应用效果

4.3.1 循环水温度操作模拟

4.3.2循环水温度操作实践

结论

参考文献

在学研究成果

致谢