从氧站工艺改造谈节能降耗降低成本

作者:火博app 发布时间:2020-07-01 23:28

  从制氧工艺改造谈节能降耗降低成本 机电总厂动力车间 摘要:通过能源审计,找出节能点。根据节能规划对制氧生产工艺进行改造。达到节能、降 摘要 耗、节约成本的目标。 关键词: 关键词:生产工艺、成本、节能、降耗 当前,能源短缺已成为世界上许多国家亟待解决的重要问题,节 能工作引起世界各国广泛的重视。 节能是实现我国经济发展目标的必 要保证,是解决能源短缺的重要途径。通过节能工作的开展,可以促 进企业经营管理的改善及设备和工艺的更新, 可促进生产, 降低成本, 提高利润。同时,亦有利于净化环境,减少污染,有利于保护自然, 延长各类能源物资的使用年限。 2007 年西山煤电集团公司所属各单位均进行了能源审计工作。 对企业能源利用的物理过程和财务过程进行的检验测试, 核查和分析 评价,并提出相应的节能改进措施意见。通过本次能源审计工作,机 电总厂制氧站找到了节能突破点,对氧气生产工艺进行了改造,实现 节能,降低了生产成本。 1.改造前综合分析 改造前综合分析 改造前我厂制氧站生产工艺落后,设备老化。存在人员多、能耗 大等因素,生产成本居高不下。是我厂的重点能耗部门。 1.1 生产工艺 1.1.1 制氧方法 我厂制氧站所采取的氧气生产方法为空气分离法中的深冷法。 深 冷法是传统的制氧方法,而变压吸附法和膜分离法是新兴的制氧方 法,变压吸附法近年被迅速普及,技术日臻成熟,而膜分离法正处于 在进一步研究和发展中。深冷法的工作原理是将空气压缩液化,除去 杂质并冷却后, 根据氧、 氮沸点的不同 (在大气压下, 氧的沸点 90K, 氮的沸点为 77K) ,精馏塔板上进行气、液接触,由于氧的沸点较高, 所以空气中的氧组分将会不断地从蒸气中冷凝出来进入下流液体之 中,而低沸点的氮组分则不断地转入上升的蒸气当中,这就使得上升 蒸气中氮的含量不断提高,下降液体中氧的含量也越来越高,最终实 现氧氮的分离。 1.1.2 工艺流程 我厂制氧站所采用的制氧设备为 KZON-180/600 型空分设备, 工 艺流程图如下: 空气经过流器脱除机械杂质,至压缩机压缩到 1.96Mpa,进入纯 化器脱除水分、二氧化碳和乙炔,然后进入换热器上部,被返回的氧 气、氮气和馏分冷却后分为两路:一路进入活塞式膨胀机膨胀;另一 路进入换热器下部,继续被返回的氧气和氮气冷却,并节流后与来自 膨胀空气过滤器(压力为 0.8Mpa)的空气汇合进入下塔。下塔精馏 得到液态空气和液态氮气,液态空气经乙炔吸附器除去乙炔,液态空 气经过冷器过冷后,节流送至上塔第 32 块塔板;液态氮气经液态氮 气过冷器过冷后,节流送至上塔第 52 块塔板。上塔精馏得到氧气和 氮气。 氧气经换热器复热后, 进入贮气囊, 再经氧压机压缩至 150Mpa 充瓶。 1.2 成本分析 1.2.1 电耗 对于上述 VPSA 制氧装置来说,电耗是决定氧气成本的重要因 素,也是衡量制氧设备技术经济性能先进性最重要的指标,直接关系 到装置的运行成本和经济效益。 我厂制氧站 KZON-180/600 型空分设 备,主要耗电设备有空气压缩机电动机 185KW,氧气压缩机电动机 55KW, 两台水泵电机均为 15KW, 一台分子筛 30KW, 小计 300KW。 并且为制氧站专门配备了电力变压器 S3-560 一台,6KV 高压开关柜 一台。上述设备由于我厂生产需要常年 24 小时运行,一年仅停机两 回。 (常年 24 小时运行原因:1、设备停机后需 4-5 小时才能正常产 出氧气,无法及时供应生产所需。2、结构分厂 24 小时倒班生产,其 主要生产原料包括:氧气和乙炔) 。制氧站年均耗电 160 万千瓦小时, 以折标系数 0.1229 吨标准煤/万 KWh 计算,折合 19.664 吨标准煤。 年缴电费 80 万元。 1.2.2 水耗 KZON-180/600 型空分设备同时需要耗水。空气压缩机每小时耗 水 14 吨,氧气压缩机每小时耗水 70 吨。为了减少水资源的消耗,制 氧站专门配套建造了晾水池, 实现闭式循环用水, 年用水量 21680 吨, 以 1.49 元/吨水费计算,年缴水费 32303.2 元。 1.2.3 维修成本 为了保证制氧设备的正常运转, 我厂在每年两次的停电大检修工 作的同时集中人力、物力对制氧设备进行大修。大修理中配件费 5 万 余元,需要的检修材料:机油、煤油、四氯化碳、盐酸、绵纱等费用 1 万余元。每年在维护设备方面需要资金 12 万余元。 1.2.4 折旧、人工成本 折旧、 在折旧方面,每年厂房、设备折旧共计 40520 元/年。在生产方 面,制氧站原有职工 50 人,以每人每月 2400 元工资计算,年均人工 费用 144 万余元。 1.2.5 综合成本分析 综上所述, 在未改造制氧生产工艺之前, 制氧站年需 243.2 万元, 列表如下: 电费 80 万元 水费 3.2 万元 维修 12 万元 折旧 4 万元 人工 144 万元 合计 243.2 万元 我厂制氧站供生产使用的氧气年约 55 万米 3, 平均每立方米氧气 高于集 的生产成本约为 4.42 元/米 3,氧气装瓶后每瓶成本为 26.52 元, 团公司内部价格 13.28 元/瓶。 2.改造后综合分析 改造后综合分析 在生产成本高、氮气白白排放的情况下,电、水及人力、设备资 源得不到充分利用。在 07 年能源审计工作中,我厂能源办针对我厂 各类能源产、销、运输方面制订了《机电总厂节能规划》 ,在“规划” 的第四章第二节‘节能措施项目’第 6 项,为制氧站制订了“制氧工 艺改造”节能规划项目。我厂厂领导对《机电总厂节能规划》十分重 视,按轻、重、缓、急项目逐一组织人员进行研究、考查。经过详细 的分析后,08 年 10 月我厂进行了制氧站生产工艺改造。 2.1 生产工艺 改造方案为,将能耗大的 KZON-180/600 型空分设备停机,采用 外购液氧存入厂内储氧罐中, 然后通过氧压机再把氧气充入氧气瓶中 使用或出售,同时,架设输氧管道给结构分厂,实现 24 小时自动供 氧。工艺流程图如下: CFL-25/1.0 低温液体贮槽流程图 液氧贮槽内的液态氧,分两个回路向外输氧。第一个回路为:液 氧贮槽经液氧泵,送至高压汽化器,经过汽化后,通过管道送至汇流 排,给氧气瓶充氧。另一回路为:液氧贮槽至低压汽化器,经过低压 汽化再送至减压装置,经过减压后通过管道向结构分厂供氧。 2.2 成本分析 2.2.1 电耗 该套设备主要包括:液氧储槽、液氧泵,高压气化器、低压气化 器、稳压装置、输氧管道几部分组成。主要耗电设备为液氧泵电动机 7.5KW 一台,以每天运转 6 小时,每月 20 日计算,全年耗电 1.08 万 KWh。需缴电费 0.54 万元。 2.2.2 水耗 改造后,取消了制冷设备不再使用水冷却。节约了用水。 2.2.3 折旧、人工成本 折旧、 在折旧方面,改造后每年厂房、设备折旧共计 14500 元/年。在 生产方面,原有职工 50 人,仅留 10 人,其余人员根据各自特长,分 流至合适岗位。现年均人工费用 28.8 万元。人员分流后,人均劳动 强度并未显著增加,并且通往结构分厂的输氧管道敷设完工后,结构 分厂实现了 24 小时不间断供氧,不但缩短了氧气的运输时间,而且 大大降低了劳动强度。 2.2.4 外购成本 改造后,制氧站不再直接生产氧气,而采用外购液氧,产生了液 氧购买费用。目前液氧包含运费的价格为 1300 元/吨,每月购置约 80 吨,年购液氧费用为 124.8 万元。 2.2.5 综合成本分析 综上所述,改造后制氧站的年费用为 155.59 万元。 电费 0.54 万元 折旧 1.45 万元 人工 28.8 万元 购液氧 124.8 万元 合计 155.59 万元 1 吨液态氧可转换成 750 立方米氧气,年可转换氧气 72 万立方 米,平均每立方米氧气的成本为 2.16 元/立方米。氧气充瓶后(1 瓶 6 立方米) ,每瓶成本为 12.96 元。 3.对比分析 对比分析 3.1 能耗对比 改造完工至今已运行四个月,设备运行一切正常。改造前与改造 后的能源消耗,生产成本均明显降低,现对比分析如下: 能耗对比: 电耗(万 KWh) 改造前 改造后 同比 160 1.08 -99.3% 折标煤(吨) 水耗(吨) 19.664 0.13 -99.3% 21680 0 -100% 3.2 成本对比 未改造前一瓶氧气的成本为 26.52 元, 改造后的成本为 12.96 元, 生产成本下降 51%。详细对比情况如下表: 电费 (万元) 改造前 改造后 同比 80 0.54 -99.3% 水费 (万元) 3.2 0 -100% 折旧 (万元) 4 1.45 -63.75% 人工费 (万元) 144 28.8 -80% 维修 (万元) 12 --------购液氧 (万元) 0 124.8 ----小计 单瓶氧气 成本(元) 26.52 12.96 -51% 243.2 155.59 -36% 本次工艺改造是我厂进行能源审计,找出了企业的节能点,从而 进行详细的考查、研究,制定了工艺改造方案。进行工艺改造后,我 厂制氧站综合能源消耗下降 99.1%,单位氧气成本下降 51%,同时, 降低了劳动强度, 节约了生产力。 对结构分厂来说, 由原先派车拉气, 改为了管道 24 小时不间断供氧。 结束语 节能工作对企业的发展与生存至关重要。通过加强用能管理,采 取技术上可行,经济上合理,有利于环境、社会可以接受的措施,可 以提高能源效率和能源利用的经济效果。 通过企业节能工作的不断深 入开展,可使我国成为一个现代化节能、环保的国家。 2009-3-26


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