浅谈空分设备能耗因素及节能措施
浅谈空分设备能耗因素及节能措施
浅谈空分设备能耗因素及节能措施蔡高辉【摘要】介绍了贵冶空分机组配置及空分机组系统组成、空分生产作业过程,对低温分离空分系统的主要电气设备进行了简单的介绍,并对主要耗电设备的能耗因素进行了详细分析,结合各设备的现状及近年来生产过程中的实际问题,优化生产操作,探讨了降低空分机组总能耗的措施.%In this article, the configuration of air separation unit, constitute of air separation units system and the air separation production process are introduced. The main electrical equipment of cryogenic separation air separation system is introduced briefly. The energy consumption factors of the main power consumption equipment are analyzed. Combined with the current situation of the equipment and the actual problems in the production process in recent years, the production operation is optimized, the measures to reduce the total energy consumption of the air separation unit are discussed.【期刊名称】《铜业工程》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】4页(P109-112)【关键词】空分机组;空压机;冷冻机;电加热器;能耗因素;节能降耗【作者】蔡高辉【作者单位】江西铜业集团公司贵溪冶炼厂,江西贵溪 335424【正文语种】中文【中图分类】TQ116.111 引言空分即空气分离，就是将空气中的氧气、氮气及稀有气体（如氩气）等分离出来，以满足冶金、化工等各行业的生产需求。
空分装置节能降耗的实现及具体措施分析
保 冷 材 料 ，加 强 冷 箱 的 密 封 处 理 ，以有效减少冷损ra。 1.4改善膨胀量
主 塔 冷 量 主 要 由 膨 胀 机 提 供 ，通 常 都 是 膨 胀 量 越 大 制 冷 量 越 多 ，当主塔内氧气纯度保持不变时，通过对空气膨胀量的有效 提 高 可 增 加 氧 气 产 量 。为 了 有 效 保 证 产 量 ，需 要 进 行 以 下 调 节 ：
《资源节约与环保》 0 18年 第 7 期
空分装置节能降耗的实现及具体措施分析
吴口 M#- M#(中盐安徽红四 方 股 份 有 限 公 司 安 徽 合 月 巴 231607)
摘 要 :针 对 空 分 装 置 在 各 大 领 域 行 业 实 际 应 用 曰 趋
广 泛 的 现 状 ，提 出 空 压 机 优 化 、减 小 主 塔 的 上 塔 压 力 、减少 主 换 热 器 实 际 冷 损 、改 善 膨 胀 量 等 有 效 的 节 能 降 耗 措 施 。
关 键 词 ：空 分 装 置 ；节 能 降 耗 ; 措 施 分 析
引言
如 今 ，化 工 、冶金与机械等行业实际生产规模越来越大，对 工 业 气 体 的 需 求 量 随 之 快 速 攀 升 ，而 随 着 深 冷 技 术 日 益 优 化 ，空 分 装 置 在 不 同 领 域 的 实 际 应 用 必 定 越 发 广 泛 ，所 以 空 分 装 置 节 能降耗改造将势在必行。
1 主要节能降耗措施
1.1空压机优化 1.1.1工况保持稳定时降低一定进气量
提 高 负 荷 的 直 接 结 果 是 増 大 能 耗 。在 空 气 流 量 稳 定 时 ，空压 机 将 进 人 稳 定 运 行 状 态 ，随 后 其 压 力 将 伴 随 空 气 流 量 增 大 而 明 显 降 低 ; 当 空 气 流 量 增 大 到 一 定 值 时 ，空 压 机 将 进 人 最 佳 的 运 行 状 态 。工况保持稳定时，需要将实际的空气流量保持在最佳范围 内 ，如果此种状态下产气量依然有一定富裕，则可通过对进气量 的适当减少来实现节能降耗[1]。 1.1.2在后系统故障条件下降低空压机的负荷
空分设备节能降耗分析
空分设备节能降耗分析节能降耗是企业提高经济效益、增强竞争力最主要的措施之一。
节约能源又是一个企业应该担负的社会责任。
空分装置属于高能耗设备。
所以想方设法降低空分设备的能耗是企业所必须面临的问题。
本文对空分设备节能降耗进行分析。
标签：空分设备；节能降耗；分析1保持空分设备高效运行（1）高品质的气水油是确保压缩机高效运行的基础。
从气方面而言，自洁式空气过滤器是目前空分设备的主流选择。
空气经过过滤器，灰尘被滤料阻挡，滤筒按周期切换吸附，反吹净化，确保了空压机进气的清洁度。
循环水质量的好坏直接影响到装置的运行周期，设备的连续稳定运行离不开良好的水质保障。
另外，加强对润滑油的管理，制定润滑油分析制度，密切关注润滑油性能指标，发现问题及时查找原因并更换润滑油。
（2）定期检查并更换机前过滤器滤筒，选用高效的自洁式空气过滤器，以提高空压机机前压力。
在满足气量要求的前提下，尽量减小空压机压缩比，提高机前压力，降低机后压力，降低能耗。
（3）叶轮反冲洗系统的应用是保证空压机效率的关键。
建立空压机叶轮冲洗系统运用规定，即便机组效率和振动正常时也要按周期对空压机叶轮进行冲洗，坚持机组叶轮的清洗，确保空压机组的平稳运转。
（4）提高机组中间冷却器的冷却效果，安排加强点检监测，预防并消除中间冷却器发生堵塞或者泄漏等故障。
做好水质的软化及清洁工作，及时清潔过滤器。
2降低系统损耗降低系统损耗，包括物料与冷量的损耗。
在物料、冷量制取上都需要消耗原始资源，系统中的各种损耗都会反映到最终能耗的提高。
（1）降低系统中的泄漏损失。
包括气体在动机组中的内、外泄漏，气、液在冷箱管道的泄漏，尤其是液体的泄漏，生产单位液体需要的制冷量要比气体大得多，制取低温液体所耗费的能量也更多。
泄漏不止会造成不安全隐患，也会使系统能耗极大损失。
（2）降低冷却水的温度。
空压机是空分设备中能耗最大的设备，空压机功能的好坏直接影响运转本钱。
受天然要素制约，无法操控空压机组进气温度，但是在设备状况良好下，我们能够经过循环水温度和流量来进步空压机运转效率，进而降低能耗。
浅谈空分装置节能降耗
与氩 、 氩与氨之间的分离。该设备 自投产 以来 ， 分子筛再 生用污氨气 量 一直达不到设计值（ ８ ０ Ｎ ／ 、５ Ｐ ）影 响分子筛再生效果 ， １ ０ ０ ｍ３ １ Ｋ ａ ， ｈ 导致进塔气体 Ｃ 超标 。虽经采取提高污氨压力的方法增加流量 ， Ｏ： 但 效 果 不 明 显 ， 力 提 高 到 ２ Ｋ ａ 流 量 为 １ ０ ０ ｍ３ ， 且 增 加 压 ５Ｐ ， ７０Ｎ ／ 而 ｈ 了设备能耗 。 针对污氨气流量低于设计值的现象， 我们采取 了如下手 段增大污氦气量 ： ①对污氨气流量表进行 了多次调校 ， 确认流量表没 问题。②对 污氦气放散阀 Ｖ ０ 、 Ｉ １ ４进行调校 ， １ ６ ＰＣ ０ 确保 阀门正常。 通过 以上措施后 ， 污氨气出塔压力、 上塔压 力、 污氮气提取量都无 变化 。经 分析 认 为可 能 是 由于 分子 筛 污氨 放 空 管道 管径 细 小 ， 导致 污 氨 憋压 ， 法取 出的原 因。 原 有污 氨 放空 管路 从 变径 处切 除 ， 焊 无 将 重新 接 大 管径 管 路 ； 同时 ， 污 氦 放 空消 音器 去 掉 ， 小 污氦 管 路 阻 力 ， 将 减 以 求能在降低污氦压力的前提下， 保证分子筛再生污氦气量 。经过一天 的时间 ， 管道改造工作顺利完成。改造后 ， 经使用验证， 分子筛再生污 氮压力为 １ Ｋ ５ Ｐ时 ， 污氮流量即可达到 ２ ０ ０ Ｈ， ４ ０ Ｍ／ 达到了预期效果。 改造后上塔压 力降到 ３ Ｋ ａ 氦气 出塔压力为 １ ｋ ａ 空压机机 ７Ｐ、 Ｐ， ０ 后压力由原 来的 ０５ ＭＰ ． ２ ａ降低到 ０４ ＭＰ ， ．８ ａ 经过计 算， 年节约 电费 ２ ０多万 。 对 节 能 降耗 、 ０ 保证 气 体 纯 度 起 到 了 良好 的作 用 。 ２２ 充 分 利 用 膨 胀 机 的潜 力 ， 产 液 氧 、 ． 生 液氮 该 套 空 分 设 备 送 入上塔 的膨胀 空气设计 量是 ３ ０ Ｎｍ３ ，实际上 由于膨胀 机效率 ２０ ／ ｈ 高 、 空 分 塔 绝 热 效 果 好 、 以及 复 热 不 足 冷 损 小 等 原 因 ，膨 胀 量 在 ２ ０ Ｎ ／ 右 时 即 可保 证 冷 量 平 衡 。 因此 ， 们 认 为 可 以 充 分 利 ２ ０ ｍ３ ｈ左 我 用膨胀机的潜力 ， 适当增加膨胀量生产液体产品 ， 以满足生产和市场 对液氦 、 液氧 、 液氩的需求。在将膨 胀空气量提高至 １ Ｏ Ｏ ｍ３ ０Ｎ ／ ７ ｈ后 送入上塔参加精馏 ， 由于膨胀空气有一定 的过热度 ， 吹入 大量 的过热 气体会导致膨胀空气进塔 处塔板液体大量蒸发 ， 影响精馏效果。 为保 证 产 品 纯 度 ，通 过调 节 纯 液氮 调 节 阀 Ｈ ２和 污 液 氨 调 节 阀 Ｈ ６开 Ｖ Ｖ 度， 在液氦纯度合格 、 满足下塔精馏的前提下， 尽量将 阀门开大， 增加 上塔下流液 ， 改善精馏条件 ， 使产品纯度不影响的情况下 ， 天可 多 每 生 产 液 体 产 品 ６ ， 高 了经 济 效 益 ｍ。提 ２３ 改进 纯 化 器再 生工 艺 流 程 ． ２３１纯化器再生气源加温改用空气 在石油化工等企业 ， ．． 以生产 氦气为主。氧气大部分放空且具备 了压缩风系统 的企业， 在氨气需求 紧张的情况下， 可以用压缩风代替氨气对纯化器进行加温再生， 既增 大 了氦 气 产量 ， 证 用氮 装 置 的安 全生 产 ； 时又 节约 了资源 费用 。 保 同 ２３２ 纯 化 器吹 冷 时氨 气 旁通 纯 化器 再 生加 温完 吹 冷 时 ， 要 ．． 氨气 经过灼热的加热炉 ， 使很大一部分冷量消耗在加热炉 的炉体上 ， 既要 多消耗氮气又要多耗 电。 在加热炉前后各装一只截止阀将吹冷的氨气 隔开， 再焊一条管线加上一只旁通阀 ， 这样吹冷的氮气就绕开加热炉 ， 直接进入纯化器 ， 达到了迅速降温的 目的。由于单纯吹冷大大缩短 了 时间， 同时 加 热炉 仅加 热 不进 行 强迫 冷 却 ， 免 了频 繁 的过 冷 过热 ， 避 从 而延长 了加热炉的寿命。另外由于加热炉不进行强迫冷却 ， 其保温性 １４成品指标 ． 能亦较好。 下次加温时， 温度上升较快 ， 从而提高了加热再生纯化器 的 速度， 缩短 了纯化器再生时间， 也在一定程度上节约了电能。 ２４ 减 少空分设 备冷量损失 空分设备的冷损主要表现在 四个 ． 方面 ： 热 不足（ 复 即热 交换 不 完 全 ） 失 （ ， 冷 损 失 （ ）液 态 产 品 损 Ｑ ）跑 Ｑ３ ， 取 出冷 量 损 失 （ ）塔 内泄 漏 损 失（ ＱＤ ， Ｑ ） 此 ， 分 设 备 的总 冷 损 失 为 。因 空 Ｑ ＝ 。 Ｑ，Ｑ２Ｑ３根据能量守恒原理 ， Ｑ十 ＋ ＋ ｏ 在稳定工况下， 空分设备 注： 气体体积（ ｍ ） Ｎ ３系指在 Ｏ １ １ ２ Ｋ ａ状态下 的体积。 ￣ ０． ５ Ｐ Ｃ， ３ 的产冷量应该与装置 总冷损平衡。而空分设备的产冷量在没有外加 ２ 降低降耗和提高生产能力的措施 是 Ｔ与膨 胀 机 的 产冷 量 ２１改造污氯气放空管道 ， ． 降低上塔操作压力 根据 空分精馏原 冷 源 的条 件 下 ， 由压缩 空气 等 温 节 流 效 应 △Ｈ 。 △Ｈ ＋ 。 Ｑ ＋ ＋ ２ Ｑ 。 理 ，上 塔 压 力 的 变化 引起 主 冷凝 蒸 发 器 内 液氧 与下 塔 侧 氨 气 之 间 的 Ｑ 两 部 分 组成 。 因此 ． Ｔ Ｑ ＝ ０ Ｑ１Ｑ ＋ ３ 由上 式 可 知 ， 少冷 量 损 失 ， 以减 少制 冷量 ， 而 提 高 空 分 系 减 可 从 温差变化： 上塔 压力高， 则液氧的汽化温度亦高 ， 这样在下塔压力不 由于各种客观条件的限制， 冷损是不可能完全消除 变的情 况下 ， 主冷内氧氨 之间的温差 必然缩 小， 换热量减少 ， 使下塔 统 运转 的经济性。 但 的回流液减 少， 必然引起 下塔压 力增 高 ， 使氮气 的温度亦提高 ， 从而 的 ， 可 以 采取 一 定 的措 施来 减 少 。 复热不足冷损 的控制 热端温差是指正流空气进塔温度与各股 满足主冷换热对温差的要求。 随着下塔 的压力提高 ， 空压机 的机后压 热端温差越大冷损也就越大 ， 因 力必然增大 ， 这使空压机轴功率增大， 电增加。 耗 因此， 在调节精馏工 流气体 出塔温度 的算术平均值之差。 应尽可能地缩小热端温差 。 中小型空分设备的热端温差设计值为 况时 ， 一定 要尽 量 降 低 上塔 压 力 。压 力 降低 后 ， 但 可 以 降低 空 压 机 此 ， 不 ～ ℃。① 热端温差扩 大的几种原 因： 胀量过 多； 膨 热交换器表面被 出 口压 力（ 即系统压 力）而且使上塔 的精馏工况趋于优化 ， ， 有利于氧 ５ ７
关于空分装置在煤化工生产中的节能降耗和安全运行
关于空分装置在煤化工生产中的节能降耗和安全运行摘要：空分装置在煤化工生产中有着非常重要的作用，它可以对原料气进行有效的纯化处理，然后将净化后的原料气送入空分装置内，空分装置的生产能力和质量直接影响着煤化工生产效率和质量，所以应该重视并做好空分装置在煤化工生产中的节能降耗和安全运行工作。
文章针对煤化工生产中空分装置在节能降耗和安全运行方面存在的问题进行了分析，希望能够给相关工作人员提供一些参考和借鉴。
关键词：空分装置；煤化工；按群运行；参考随着经济的发展和科技的进步，人们对能源的需求也越来越大，传统的能源已经不能满足人们日益增长的能源需求，所以对煤制气资源的研究和利用成为了我国未来发展的主要方向，这也为空分装置在煤化工生产中节能降耗和安全运行提供了良好的条件。
空分装置作为煤化工企业生产过程中的重要设备，对原料气进行纯化处理，然后将净化后的原料气送入精馏装置内，是煤化工企业生产过程中非常重要的一环。
在煤化工企业生产过程中，由于空分装置在节能降耗和安全运行方面存在问题，导致了生产效率和质量得不到有效保障。
一、空分装置在煤化工生产中的节能降耗（一）采用指标控制和互用系统煤化工企业可采用指标的合理控制和可利用系统的使用降低能源消耗，如：氧气纯度设计指标为99.6%，每次开车纯度要达到指标才开始外送，现将氧气纯度指标下调至98%，预计开车时间节省1小时，节约蒸汽120t,蒸汽75元/t,按每年两套按1次开车计算，预计节省费用120*2*75=18000元；利用液氧储罐储存液氮，大修期间空分装置利用液氮汽化向管网供氮气，并通过每天购买液氮，持续向全厂供应氮气。
大修前空分装置利用液氧储槽储存液氮约64吨，大修期间将液氧储槽的液氮导入液氮储罐，减少了公司液氮采购量，为公司大修安全提供了有力保障。
每年大修减少液氮采购约60.82吨，每吨830元共节省费用5.05万元。
（二）采用填料上塔在空分装置中，运用填料上塔技术，不仅可以有效地避免空分装置出现液位过高、液位波动、液位压力异常等现象，而且还可以在一定程度上增加空分内的气液接触面积，从而提升空分装置的分离效率。
煤化工空分装置的节能降耗措施及运行总结
煤化工空分装置的节能降耗措施及运行总结摘要：随着煤化工大力发展，空分技术不断取得突破，随着空分装置规模化、大型化发展，影响空分装置安全稳定运行的因素日渐增多，轻则导致非计划停车，重则发生着火爆炸事故，为避免同类事故再次发生，以下分析总结影响空分安全稳定运行的因素。
关键词：煤化工；空分装置；节能降耗引言空分装置流程分为全低压分子筛吸附净化、增压透平膨胀机制冷、全精馏无氢制氩、空气增压液氧内压缩。
整套设备包括空气过滤、空气压缩、空气预冷、分子筛纯化、全精馏无氢制氩、液体贮存及汽化、仪控、电控等系统。
配套机组采用杭汽的汽轮机和陕鼓的离心压缩机。
机组的布置形式为EBZ45-6型离心压缩机、齿轮箱、汽轮机、EIZ125等温压缩机。
1空分装置低压板式换热器吹扫改造空分装置经过长时间运行后，固体CO2颗粒、分子筛粉尘、机械杂质会在低压板式换热器内聚集，引起板式换热器阻力增加和进塔气量降低。
由于无法对堵塞情况进行在线处理，长期以往，装置负荷降低、冷损增大。
在开车阶段需要大量空气吹扫板式换热器，延长空分装置开车时间，增加装置能耗。
改造措施:为加快空分装置开车进度，缩短低压板式吹扫时间，保证吹扫效果，在低压空气进冷箱管道封头处增加DN250阀门。
在停车检修阶段，利用仪表气向下塔充压至0.4MPa，打开该阀门，对低压板式换热器进行反吹扫，可缩短开车吹扫时间。
2空分装置增压机高速轴轴温持续增高处理空压机组是空分装置关键的动设备，关乎空分装置的整体负荷与稳定运行，其运行状况的好坏直接关系着整条化工产业链的生产经营。
空压机组的运行状态主要通过工艺参数以及轴振动、轴温等数据予以呈现，各项指标运行稳定无异常则表明机组运行良好。
现有的空压机组中，多轴离心式空气增压机因其能耗低、压缩比高、叶轮数量少、占地面积少等优点，使用最为广泛;但多轴离心式压缩机因其独特的设计原理与结构特点，所有轴系在运行时均需监控轴振动、温度，相较于其他类型压缩机监控点更多，一点波动则“全身”波动，即当某一级或某一点的振动、温度出现异常变化时，均会影响增压机的正常运行。
空分装置节能降耗措施浅析
空分装置节能降耗措施浅析摘要：节能降耗工作是现阶段社会经济发展主旋律，对空分装置进行设备与工艺的有效优化能降低能耗，减少成本，提高资源实际利用率。
不论是国家提出的要求，还是企业自身发展需要，都要对节能降耗给予高度重视。
关键词：空分装置；节能降耗；措施引言装置的初期选型直接决定了后期运行，一套好的设备和合理科学的流程，不仅操作起来简单可靠，而且运行稳定，能耗低，是企业谋求经济效益最大化，节能降耗的根本所在。
1工程概况甲公司60万t/a甲醇项目配套单套GOX90000Nm3/h空分装置，产出高压氧88000Nm3/h和低压氮15000Nm3/h。
乙公司60万t/a甲醇项目配套两套KDON-43400/14300，共产出高压氧86000Nm3/h和低压氮28600Nm3/h。
空分装置主要为气化炉提供高压氧气，正常运行时为公用管网提供仪表空气、工厂空气、氮气，本装置生产的液体有液氧、液氮。
2设备选型2.1同等生产能力下，单套装置比两套及两套以上装置制氧单耗低、成本小单套装置不仅占地面积小，设备投资成本低，而且操作简单，易于维护，维护投入少，损耗来源少，损耗总量小，提取率和换热效率高。
只要通过维持长周期稳定运行及缩短装置启动时间或增加后备系统等措施克服单套装置停机后无备机的缺点后，单套大型化的优势不言而喻。
2.2空冷式凝气系统的优势做完功的乏汽经过管道到达空冷散热器的金属表面，直接通过空气来冷凝，蒸汽与空气进行热交换后散发到环境中，所需的冷却空气由16台变频轴流风机提供，蒸汽冷凝后冷凝液收集至冷凝液罐，经冷凝液泵送回供水车间回收利用。
同时，利用射汽式抽气器对系统进行抽真空，抽气器设有冷却器，冷凝液同样汇集到冷凝液罐，冷凝液泵出口冷凝液外送前经冷却器做为冷却器冷源。
当然，空冷系统也有它的不足之处：占地面积大、设备初期投资大，电耗大。
尤其是电耗，几乎占了整套装置电耗的一半，2017年全年本装置电耗总量为1428.43万千瓦•时，由16台轴流风机消耗688.21万千瓦•时，每度电单价约为0.54元，空冷系统2017年耗电费用为688.21×0.54=371.63万元。
浅谈如何降低空分装置运行的能耗2600字
浅谈如何降低空分装置运行的能耗2600字摘要：在这个提倡节能减排的年代，如何降低生产设备的能耗问题被日益重视起来。
空分装置由于在各个领域的应用都十分广泛，因而在节能减排问题上也是重要研究对象。
在企业实际生产过程中，可以根据车间用气量来相应的调节空分装置的能耗，尽量在不耽误生产的前提下将空分设备的能耗降到最低，本文就此问题进行了详细探究。
毕业关键词：空分装置；能耗；节能措施空分装置，其实就是气体分离装置，广泛应用于制氢、制氧、制氮以及液氧、液氩、液氮等生产企业。
空分装置的应用也与人们的日常生活息息相关，在工业、农业、科技和医疗中都有涉及一些中小型的空分设备数量众多而且分布广泛，在控制能耗问题上只能依靠设备生产技术的提高或是用户的操作是否规范；而在一些大型的空分厂，空分设备的能耗问题是继安全问题之后的第一大问题，而且是与企业利润相关的最重要问题之一。
空分厂只有详细了解生产工艺和空分设备的详细信息后，通过对设备的改造和工艺的改进，尽量的将生产成本压缩到最低才能创造更多的利润。
本文从空分装置的能耗分析入手，提出了几点改进意见，希望能对空分装置的优化起到一定作用一、空分装置能耗分析空分装置能耗在生产中所占比例较大，降低空分装置能耗能提高企业的经济效益，也算是一种利国利民的措施。
1. 空压机能耗的理论分析空气压缩机在空分设备中的能耗最大，其实际能耗与有用能耗成正比，与机械效率和等温压缩率成反比。
对于机械效率，我们只能在平时做好设备的维护和润滑，尽量保证设备的效率，但要想提升机械效率基本不可能，所以提高有用功和等温压缩率才是经低能耗的重点。
等温压缩效率N等温是影响空压机能耗的重要因素，在设备允许的条件下应尽可能地增大N等温而N等温与冷却器的换热效果密切相关。
冷却器的换热效果受其表面清洁度、换热布局及冷却水流量和温度的影响较大。
一般来说，冷却器换热布局是固定的，其清洁程度和冷却水质量与日常维护有关，而冷却水温度和流量又与循环水系统运行状况有关，因此保证循环水系统正常合理运行十分重要，冷却系统的正常运行关系到空分设备的安全连续运行，这里仅从能耗方面进行分析。
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浅谈空分设备能耗因素及节能措施
摘要：节能降耗是企业提高经济效益、增强竞争力最主要的措施之一。
节约能
源又是一个企业应该担负的社会责任。
空分装置属于高能耗设备。
所以想方设法
降低空分设备的能耗是企业所必须面临的问题。
本文分析了空分设备设计节能降
耗措施。
关键词：空分设备；节能降耗；方法
在空分设备的日常生产中挖掘其潜力, 使其经济运行, 具有十分重要的意义。
空分设备属于高能耗设备，能源的消耗占了产品成本的70%以上，降低能耗可以
显著提高企业经济效益。
在空分技术的发展过程中，节能降耗可以从设备的设计
制造以及运行操作管理等方面入手。
一、能耗的构成主体
空分装置能耗的构成主体如下：
由电动机驱动的压缩机组：空压机、增压机、氮压机。
空压机、氧压机、氮压机。
辅助设备包括水泵、低温液体泵、电加热器、油泵、油箱加热器及控制系统
用电。
二、空分设备设计节能降耗措施
1、采用高效率低能耗空压机组
现代空分设备已经发展到第六代全低压空分流程，低压空气流程的主要耗能
设备是空压机，空压机的设计以及制造工艺对空压机的效率影响很大。
选用优良
的空压机组能给整套空分装置能耗带来极大的降低。
采用三元流叶轮，冷却效果好、等温效率高的等温型空气压缩机组，可以带来比传统空压机的能耗降低3%
的效果，在大空分装置中的优势又更为突出。
1）采用先进的气动设计、高质量加工材料和高精密的制造工艺。
2）高质量的安装水平，使空压机具有良好的润滑性能、有较高的机械传动效率，从而使得空压机组能保持高效率运行。
避免机组出现油压、油温超限波动，
尽量将空压机组控制在安全的运行状态之中。
3）提高机组中间冷却器的冷却效果，安排加强点检监测，预防并消除中间冷却器发生堵塞或者泄漏等故障。
做好水质的软化及清洁工作，及时清洁过滤器。
4）定期消除叶轮、管道和蜗壳产生的结垢，冲洗或检修时对叶轮重做动平衡，以确保机组一直具有良好的气动性能。
5）定期拆检更换机前过滤器滤芯。
选用高效的带自洁功能的空气过滤器，以尽可能提高空压机进口压力。
在出口压力一定的前提下，通过提高机前压力，减
小空压机压缩比，能有效降低机组整体能耗。
2、采用填料下塔
最近几年空分规模发展迅速，除了等级规模的提高外，还有一项最重要的技
术进展就是用规整填料下塔取代了筛板塔下塔。
从20世纪70年代开始，填料塔
技术由苏尔寿公司开发并成功应用于空分精馏塔。
上塔和制氩系统采用了填料后，空分提取率大大提高，能耗大大降低。
规整填料具有压降小，分离效率高、能耗
低的显著优点，塔径小，液体滞流量少，操作弹性范围大，适应性强，采用规整
填料可有效地降低塔阻力，提高分离效率和操作稳定性。
国内空分厂家设计供货的空分下塔仍以筛板塔技术为主。
随着空分规模等级
的大型化，填料下塔技术的应用将越来越得到普遍运用。
采用填料下塔技术，将
会使下塔阻力进一步降低，空压机的排出压力也进一步得到降低，从而达到降低
能耗的目的。
以我国空分设备有限公司自主设计的两万等级空分为例，在此装置
中使用筛板的下塔阻力在标准工况下约为15kPa，而使用填料的下塔阻力在标准
工况下仅为4.7kPa。
假如设定当地大气压为100kPa，在其他配置都相同的情况下，那么采用筛板技术下塔空分的空气透平压缩机组排气压力需要6.15bar，而采用填料技术下塔空分的空气透平压缩机组排气压力仅为6.05bar，相差10kPa左右的阻力。
空压机吸入压力为99kPa，设空气透平压缩机组的效率为74%，吸入温度25℃，那么筛板下塔空分的空压机轴功率约为7970kW，填料下塔空分的空压机
轴功率约为7890kW，两者之间相差80kW，工厂用电以0.5元/kW·h计算，年运
行8000h计，仅此一项，采用填料下塔技术每年可以为企业节约电费32万元。
3、设置水冷塔，充分利用污氮气。
预冷系统中设置水冷却塔，并将富裕的污氮气以及氮气通过管道连接通入到水冷塔底，充分利用污氮气和氮气的不饱和性，在不饱和气通过水冷却塔时携带大量的水分，此时水分的蒸发需要潜热，在极短
的气水接触换热过程中，水分的蒸发难以从外界获得足够的热量，只能通过吸收
水的内能而进行汽化，从而使得使水温降低。
与此同时可以减少冷冻机所需制冷量，降低装置能耗。
当用户所需氧氮产品体积比为1∶1的情况下，空分装置将
会有大量的污氮气以及氮气可进入到水冷塔换热，并能使水温降至12～13℃达到
供空冷塔上段使用要求，此时空冷塔出塔空气温度与进入冷却水水温相差约1℃，这一温度可完全满足整个空分工艺要求。
在此情况下，在实际运行中可采取停运
冷冻机组。
停运冷冻机组后，整套空分装置的能耗可下降约1%，使设备能耗进
一步下降。
4. 冷箱内配管优化设计。
主换热器采用U形配管，无需使用其他方法分配气体，可以减小换热器上的外加阻力，并使各换热器温差均匀，减少不可逆损失，
节省能耗。
尽可能合理布局冷箱内管道，因返流气体压力低，所以返流气管路尽
量减少弯头、直角弯、三通以及U形弯等增加阻力的环节；例如污氮气去分子筛
管道的布局应该充分考虑到避免被迫通过提高上塔压力来解决分子筛吸附器的冷
吹气量不足之处；正流空气同样也要充分考虑到管道布局、合理的管道口径、阀
门位置设置以及阀门选型等方面带来的阻力。
通过合理的优化设计，降低不必要
的阻力损失，亦能给整套空分带来一定的性能提升。
5. 液体反充管线设计。
液体反充管线的设计，主要运用在装置冷却阶段完毕，进入到积液阶段后，通过液体槽车倒灌液体进入主冷中的方式，缩短积液时间，
并快速进入到调纯阶段，缩短整个空分起动时间，这样能大大减少机组的无功损耗，达到节能的目的。
三、空分设备管理措施
1、降低系统损耗。
降低系统损耗，包括物料与冷量的损耗。
在物料、冷量制取上都需要消耗原始资源，系统中的各种损耗都会反映到最终能耗的提高。
（1）降低系统中的泄漏损失包括气体在动机组中的内、外泄漏，气、液在冷
箱管道的泄漏，尤其是液体的泄漏，生产单位液体需要的制冷量要比气体大得多，制取低温液体所耗费的能量也更多。
泄漏不止会造成不安全隐患，也会使系统能
耗极大损失。
（2）选用优质的珠光砂保温材料冷箱运行一段时间后需要及时添加珠光砂，
并对冷却水管道、预冷系统和分子筛纯化系统等冷箱外设备加装保温材料，以减
少各种冷量损耗。
2、优化各设备操作
1）提高各换热器换热效率。
减少换热器堵塞，堵塞会造成机组后排压升高，使电动机电耗增加；堵塞还会造成换热效率的下降，还会造成偏流引起换热不均，使得能量损耗。
2）主冷顶部设计有不凝气排放管。
在实际运行中应及时排放主冷不凝气，提高换热通道面积，增强换热效果。
3）在操作运行中通过调整换热器中部温度，并减少偏流。
通过控制热端温差，降低复热不足损失。
尤其在大型空分设备中，复热不足损失约占总冷损的40%以上。
热端温差只要扩大1℃，则总冷损会增加16%左右，这部分损失的制冷量这
就要求通过增加膨胀机的膨胀量来弥补，过大的膨胀量会造成整个系统能耗的提高。
所以控制好热端温差也是操作人员的一项重要工作。
节能和环保是当今科技的两大主题，这些节能降耗方式中，有的简单而实用，只需小的投入便能起到可观的收益，甚至能比较大地影响到空分装置的能耗。
在
当今节能减排的大背景之下，积极、主动地从设计源头以及操作运行等手段尽可
能降低设备能耗，提高企业效益，具有非常重要的意义。
参考文献：
［1］陈锦伟，林军. 大型低温空气分离装置工艺流程浅析[J]. 中小企业管理与科技( 上旬刊), 2013(10).
［2］蒋旭, 厉彦忠. 内压缩流程空分设备的能耗影响因素研究[J]. 真空与低温, 2014, 20(5):10.
［3］葛丽玲, 谭佳健. 我国离心压缩机的发展历程及未来技术发展方向[J]. 风机技术, 2015, 57(3):67.
［4］王学军,李新伟. 离心压缩机节能技术探讨[J]. 石油石化节能, 2014, 4(8):27. ［5］王夫龙, 刘家海. 优化操作降低空分设备运行能耗[J]. 深冷技术,2013(2):18-22.。