Enerģijas-Enerģijas taupīšanas optimizācijas darbības 45 000 M³/h gaisa atdalīšanas iekārtai

Gaisa atdalīšanas iekārta (ASU) izmanto molekulārā sieta apkārtējās temperatūras -temperatūras priekšapstrādi, gaisa pastiprināšanas turbīnas izplešanās dzesēšanu, dubultās-kolonnas destilāciju un dubulto-sūkņa iekšējo kompresiju šķidrajam skābeklim un šķidrajam slāpeklim. Projektētā skābekļa ražošanas jauda ir 45 000 m³/h, gaisa kompresoru un pastiprinātāju darbina tvaika turbīna konfigurācijā "viens-pret{7}}divi". Saskaņā ar priekšnoteikumu nodrošināt stabilu skābekļa un slāpekļa piegādi pakārtotajām gazifikācijas un sintēzes vienībām, šajā pētījumā tiek pētītas enerģijas-taupīšanas un patēriņa-samazināšanās stratēģijas, izmantojot enerģijas patēriņa analīzi un optimizētus darbības pasākumus. Mērķis ir uzlabot kopējo sistēmas efektivitāti un samazināt ekspluatācijas izmaksas.

 

 

 

Pašreizējā enerģijas patēriņa analīze

 

ASU ir paredzēts skābekļa ražošanas jaudai 45 000 m³/h, un atbalsta tvaika turbīnas augstspiediena tvaika projektētā plūsma ir 168 t/h, ieskaitot ekstrakcijas plūsmu aptuveni 28 t/h. Gaisa kompresora vārpstas jauda ir 21 000 kW, bet pastiprinātāja vārpstas jauda ir 18 000 kW. Energoefektivitātes aprēķini liecina, ka gaisa kompresora iekārta veido aptuveni 95% no kopējā enerģijas patēriņa.

Praksē ASU parasti darbojas ar aptuveni 36 000 m³/h, kas ir aptuveni 80% no projektētās slodzes, savukārt tvaika turbīnas patēriņš saglabājas aptuveni 160 t/h, tuvu projektētajam līmenim. Šī neatbilstība starp slodzi un enerģijas patēriņu uzsver, ka enerģijas taupīšanas atslēga ir gaisa kompresora bloka darbības optimizēšana.

 

Optimizācijas pasākumi

 

●Turbīnas paplašinātāja darbības optimizācija

Sākotnējā paplašinātāja pretpārsprieguma līkne tika iestatīta pārāk augsta, un atteces vārsts palika atvērts par 15%, kā rezultātā dzesēšanas efektivitāte bija zema. Pielāgojot pret-pārsprieguma līkni, aizverot atteces vārstu un palielinot vadotnes lāpstiņas atvērumu, lai palielinātu paplašinātāja ātrumu, tiek nodrošināta iekārtas dzesēšanas jauda, ​​pazeminās pastiprinātāja izplūdes spiediens un samazināts turbīnas liela-spiediena tvaika patēriņš.

● Siltummaiņa uzlabošana

Slikta cirkulējošā ūdens kvalitāte samazina siltummaiņa efektivitāti. Uzstādot apvada vārstus un ieviešot regulāru tiešsaistes atpakaļmazgāšanu, pastiprinātāja-gala siltummaiņa temperatūra pazeminājās par 4–5 K, ievērojami uzlabojot paplašinātāja dzesēšanas veiktspēju. Turklāt temperatūras starpības kontrole zema spiediena plākšņu siltummaiņu termiskajā galā novērš dzesēšanas zudumus.

● Gaisa kompresora un pastiprinātāja koordinācija

Atbilstoši samaziniet gaisa kompresora slodzi un samaziniet ātrumu, vienlaikus saglabājot stabilu zemu{0}}kolonnas spiedienu; samaziniet ieplūdes virzošās lāpstiņas leņķi.

Nodrošiniet tīrus gaisa filtrus, lai samazinātu ieplūdes pretestību un uzlabotu kompresijas efektivitāti.

Noregulējiet pastiprinātāja pret-pārsprieguma vārsta atvēršanu uz 5%, lai uzturētu stabilu otrās- un trešās-pakāpes spiedienu.

Optimizējiet gaisa kompresora izplūdes spiedienu, lai labāk saskaņotu ASU jaudu ar pakārtoto pieprasījumu.

●Distilācijas kolonnas regulēšana

Pielāgojot atteces koeficientu, skābekļa saturs slāpekļa atkritumos tiek samazināts līdz 2–3%, nodrošinot šķidrā slāpekļa tīrību apakšējā kolonnā un uzlabojot skābekļa atgūšanu, kas samazina gaisa kompresora slodzi.

●Molecular Sie Adsorber Operation Optimization

Pagariniet molekulārā sieta spiediena laiku līdz 25 minūtēm, lai samazinātu gaisa plūsmas svārstības un samazinātu pārslēgšanas ietekmi uz destilācijas sistēmu. Uzturiet aukstās attīrīšanas temperatūru virs 125 grādiem un pagariniet pārslēgšanas ciklu no 4 stundām līdz 6 stundām, lai ietaupītu tvaika patēriņu un samazinātu ekspluatācijas izmaksas.

 

Optimizācijas efekti

Pēc optimizācijas ASU darbojas stabili, un kopējais enerģijas patēriņš ievērojami samazinās. Darbības rādītāju salīdzinājums pirms un pēc optimizācijas ir parādīts 1. tabulā.

1. tabula. ASU darbības indikatoru salīdzinājums pirms un pēc optimizācijas

 

Darbības parametrs	Pirms optimizācijas	Pēc optimizācijas
Tvaika turbīnas augstspiediena{0}}tvaika patēriņš, t/h	135	125
Gaisa kompresora izplūdes spiediens, MPa	0.498	0.490
Pastiprinātāja otrās{0}}pakāpes izejas spiediens, MPa	2.70	2.55
Pastiprinātāja trešās pakāpes izejas spiediens, MPa	6.6	6.3
Paplašinātāja atteces vārsta atvēršana, %	15	0
Tvaika turbīnas ātrums, apgr/min	4450	4250

 

Aprēķini liecina, ka katru gadu var ietaupīt aptuveni 70 000 t augstspiediena{2}tvaiku, kas liecina par ievērojamu enerģijas-taupījumu un ekonomiskiem ieguvumiem.

 

Secinājums

Optimizējot paplašinātāju, siltummaiņus, gaisa kompresoru un pastiprinātāja koordināciju, destilācijas kolonnas un molekulāro sietu adsorberus, ASU panāk ievērojami uzlabotu energoefektivitāti un samazinātas ekspluatācijas izmaksas. Šajā pētījumā piedāvātie enerģijas taupīšanas