{0}}Операције оптимизације за уштеду енергије за јединицу за одвајање ваздуха од 45.000 М³/х

Јединица за одвајање ваздуха (АСУ) усваја предтретман на амбијенталној-температури са молекуларним ситом, експанзионо хлађење турбине уз помоћ ваздушног притиска, дестилацију са две -колоне и унутрашњу компресију са две-пумпе за течни кисеоник и течни азот. Пројектовани капацитет производње кисеоника је 45.000 м³/х, са ваздушним компресором и појачивачем које покреће парна турбина у конфигурацији „један-до-два”. Под претпоставком обезбеђивања стабилног снабдевања кисеоником и азотом јединицама за гасификацију и синтезу низводно, ова студија истражује стратегије -уштеде и смањења потрошње{10}} енергије кроз анализу потрошње енергије и оптимизоване оперативне мере. Циљ је побољшање укупне ефикасности система и смањење оперативних трошкова.

 

 

 

Анализа тренутне потрошње енергије

 

АСУ је пројектован за капацитет производње кисеоника од 45.000 м³/х, са пратећом парном турбином високог{2}}притиска пројектованог протока паре од 168 т/х, укључујући проток екстракције од приближно 28 т/х. Ваздушни компресор има осовинску снагу од 21.000 кВ, а појачивач има снагу вратила од 18.000 кВ. Прорачуни енергетске ефикасности показују да јединица ваздушног компресора чини око 95% укупне потрошње енергије.

У пракси, АСУ обично ради на око 36.000 м³/х, отприлике 80% пројектованог оптерећења, док потрошња парне турбине остаје на отприлике 160 т/х, близу пројектованог нивоа. Ова неусклађеност између оптерећења и потрошње енергије наглашава да кључ за уштеду енергије лежи у оптимизацији рада јединице ваздушног компресора.

 

Мере оптимизације

 

●Оптимизација рада експандера турбине

Оригинална крива против-пренапона експандера је постављена превисоко, а рефлуксни вентил је остао отворен на 15%, што је резултирало ниском ефикасношћу хлађења. Подешавањем криве против-пренапона, затварањем рефлуксног вентила и повећањем отвора водеће лопатице да би се повећала брзина експандера, обезбеђује се капацитет хлађења јединице, смањује се излазни притисак бустера и смањује се потрошња паре под високим-притиском у турбини.

●Побољшање измењивача топлоте

Лош квалитет циркулишуће воде смањује ефикасност измењивача топлоте. Инсталирањем бајпас вентила и применом редовног повратног испирања на мрежи, температура-краја измењивача топлоте се смањила за 4–5 К, значајно побољшавајући перформансе хлађења експандера. Поред тога, праћење температурне разлике на термичком крају плочастих измењивача топлоте са ниским{5}}притиском спречава губитак хлађења.

●Координација ваздушног компресора и појачивача

Одговарајуће смањите оптерећење ваздушног компресора и смањите брзину док одржавате стабилно низак{0}}притисак у колони; смањити угао лопатице улазне вођице.

Обезбедите чисте ваздушне филтере да бисте смањили улазни отпор и побољшали ефикасност компресије.

Подесите отварање вентила против пренапона појачавача на 5% да бисте одржали стабилне притиске у другом- и трећем-степену.

Оптимизујте испусни притисак ваздушног компресора како бисте боље ускладили излаз АСУ са захтевима у низводном току.

●Подешавање колоне за дестилацију

Подешавањем односа рефлукса, садржај кисеоника у отпадном азоту се смањује на 2–3%, обезбеђујући чистоћу течног азота у доњој колони и побољшавајући опоравак кисеоника, што смањује оптерећење ваздушног компресора.

●Оптимизација рада адсорбера молекуларног сита

Продужите време притиска на молекуларном ситу на 25 минута да бисте смањили флуктуације протока ваздуха и минимизирали утицај пребацивања на систем дестилације. Одржавајте температуру хладног пражњења изнад 125 степени и продужите циклус пребацивања са 4 х на 6 х да бисте уштедели потрошњу паре и смањили оперативне трошкове.

 

Ефекти оптимизације

Након оптимизације, АСУ ради стабилно, а укупна потрошња енергије значајно опада. Поређење показатеља рада пре и после оптимизације приказано је у табели 1.

Табела 1. Поређење индикатора рада АСУ пре и после оптимизације

 

Оперативни параметар	Пре оптимизације	Након оптимизације
Потрошња паре високог{0}}притиска парне турбине, т/х	135	125
Излазни притисак ваздушног компресора, МПа	0.498	0.490
Излазни притисак другог{0}}степена појачавача, МПа	2.70	2.55
Излазни притисак трећег{0}}степена појачавача, МПа	6.6	6.3
Отварање рефлуксног вентила експандера, %	15	0
Брзина парне турбине, о/мин	4450	4250

 

Прорачуни показују да се годишње може уштедети око 70.000 т паре високог{2}}притиска, што показује значајну{3}}уштеду енергије и економске користи.

 

Закључак

Оптимизацијом експандера, измењивача топлоте, координације ваздушног компресора и појачивача, колона за дестилацију и адсорбера молекулског сита, АСУ постиже значајно побољшану енергетску ефикасност и смањене оперативне трошкове. Мере{1}}уштеде енергије предложене у овој студији су применљиве на турбинске-унутрашње-компресијске АСУ и имају широку промотивну вредност за велика-предузећа која се баве синтезом амонијака и хемијским производима угља, ефективно смањујући свеобухватну потрошњу енергије по тони амонијака.