實(shí)施氮?dú)饫酶脑?滿(mǎn)足公司用氮需求的探討

強(qiáng)東林 許麗麗

（陜西略陽(yáng)鋼鐵有限責(zé)任公司制氧車(chē)間，陜西 漢中 724301）

實(shí)施氮?dú)饫酶脑?滿(mǎn)足公司用氮需求的探討

強(qiáng)東林 許麗麗

（陜西略陽(yáng)鋼鐵有限責(zé)任公司制氧車(chē)間，陜西 漢中 724301）

針對(duì)公司生產(chǎn)工藝調(diào)整，氮?dú)夤?yīng)不足的問(wèn)題，提出并實(shí)施了從空分氮水預(yù)冷系統(tǒng)中取出部分氮?dú)獾母脑旆桨?，以提高氮?dú)夤?yīng)量，滿(mǎn)足用戶(hù)要求。本文主要介紹了具體實(shí)施方法和改造后運(yùn)行效果。

空分設(shè)備；氮?dú)?；冷凍機(jī)；氮壓機(jī)

1 公司氮?dú)夤┬韪艣r

略鋼公司制氧車(chē)間現(xiàn)有三套制氧機(jī)組，分別為兩套1 500 Nm3/h制氧機(jī)組和一套6 500Nm3/h制氧機(jī)組，基本滿(mǎn)足公司用氮、用氧供應(yīng)需求。隨著略鋼公司生產(chǎn)設(shè)備的擴(kuò)容改造及生產(chǎn)工藝的調(diào)整，氧氣、氮?dú)獾挠昧看蟠笤黾?，用量比例也發(fā)生了新的變化，氮?dú)庥昧窟h(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了氧氣的用量，氧氣基本滿(mǎn)足公司的生產(chǎn)需求，氮?dú)鈪s無(wú)法滿(mǎn)足公司的生產(chǎn)需要。

2 改造方案

針對(duì)上述存在的問(wèn)題，結(jié)合公司實(shí)際生產(chǎn)情況，組織相關(guān)職能部門(mén)對(duì)用氮量和用氧量進(jìn)行了跟蹤分析，分析結(jié)果為用氮量缺口大約為1 900Nm3/h。車(chē)間根據(jù)6 500Nm3/h制氧機(jī)組工藝自身特點(diǎn)，對(duì)空分氮水預(yù)冷系統(tǒng)進(jìn)行了改造，置換出部分氮?dú)?，?lái)增加氮?dú)獾耐夤┝俊５A(yù)冷系統(tǒng)由空冷塔和水冷塔兩部分組成，是用來(lái)降低進(jìn)分子篩吸附器的空氣溫度與含水量。氮?dú)馐怯脕?lái)降低水冷塔中冷卻水的溫度。當(dāng)外部常溫水和氮?dú)猓ǔ隹辗炙獨(dú)鉁囟燃s18℃）在空冷塔相遇時(shí)，冷卻水將被氮?dú)饫鋮s，經(jīng)水冷塔冷卻后的冷卻水送入空冷塔頂部然后均勻從塔頂灑下并遇從空冷塔底部上升的熱空氣進(jìn)行熱交換，以降低空氣溫度，滿(mǎn)足空分系統(tǒng)工藝要求。該系統(tǒng)氮?dú)庥昧考s3 000Nm3/h。水冷塔冷卻水冷源除了用氮?dú)饫鋮s外還可以利用在系統(tǒng)外部加裝冷凍機(jī)來(lái)冷卻常溫水以滿(mǎn)足系統(tǒng)工藝要求，這樣，就可以將氮水預(yù)冷系統(tǒng)部分氮?dú)庵脫Q出來(lái)。根據(jù)車(chē)間現(xiàn)有設(shè)備和工藝狀況擬定了改造方案：在氮水預(yù)冷系統(tǒng)中利用在外部加裝一臺(tái)冷凍機(jī)來(lái)補(bǔ)償其冷量損失，從而置換出部分氮?dú)?，以?shí)現(xiàn)在水冷塔氮?dú)饬繙p少的情況下冷量仍保持在設(shè)計(jì)值。置換出的氮?dú)膺M(jìn)入車(chē)間低壓管網(wǎng)系統(tǒng)，并在低壓管網(wǎng)系統(tǒng)中增加一臺(tái)氮壓機(jī)把置換出的氮?dú)鈮撼觯詽M(mǎn)足公司生產(chǎn)需要。

3 方案可行性分析

其一，6 500Nm3/h制氧機(jī)組設(shè)備相關(guān)參數(shù)。空冷塔所需冷卻水流量：17m3/h；進(jìn)水冷塔純氮?dú)饬浚? 000m3/h；水冷塔進(jìn)水溫度：30℃；水冷塔效果：18℃；水冷塔進(jìn)水溫度：32℃。其二，取出部分氮?dú)夂髮?duì)水冷塔冷卻效果的影響。水冷塔減少氮?dú)饬浚? 900m3/h；減少的冷卻效果：18×（1900÷3000）=11℃。其三，冷凍機(jī)基本參數(shù)的選定。冷凍機(jī)制冷量是選擇冷凍機(jī)的關(guān)鍵參數(shù)，在選擇冷凍機(jī)的制冷量時(shí)應(yīng)大于取出部分氮?dú)夂蟮睦鋮s損失。冷量損失=冷凍水流量×減少的冷凍效果×水的比容=1 700×11× 4.2=78 540 KJ/h。計(jì)算結(jié)果，即為所需補(bǔ)充的制冷量。考慮到冷凍機(jī)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)工作效率（一般為75%），因此，選擇制冷量為80 000 KJ/h的冷凍機(jī)。其四，壓縮機(jī)基本參數(shù)的選定。我車(chē)間現(xiàn)有四臺(tái)活塞式壓縮機(jī)，總壓縮能力為8 200m3/h，不能滿(mǎn)足置換出氮?dú)獾膲嚎s，需新上一臺(tái)壓縮機(jī)。在選型時(shí)我們結(jié)合車(chē)間外管網(wǎng)的現(xiàn)有情況和公司供氮?dú)鈮毫Φ囊螅x擇了一臺(tái)壓力為1.6Mpa，流量為2 000m3/h的螺桿式壓縮機(jī)。

4 改造經(jīng)濟(jì)效益

其一，工程總投入。冷凍機(jī)費(fèi)用：30萬(wàn)元（機(jī)器詢(xún)價(jià)）；氮壓機(jī)費(fèi)用：60萬(wàn)元（機(jī)器詢(xún)價(jià)）；管道及附件費(fèi)用（包括施工費(fèi)用）：6萬(wàn)元。共投資費(fèi)用：96萬(wàn)元。其二，運(yùn)行費(fèi)用。新增冷凍機(jī)年耗電費(fèi)用：50×0.55×24×330=21.78萬(wàn)元；新增氮壓機(jī)年耗電費(fèi)用：250×0.85×0.55×24×330=92.57萬(wàn)元。（其中：功率因數(shù)0.85；日平均電價(jià)0.55元/（kw.h）除檢修后一年運(yùn)行的時(shí)間為330天）。其三，改造后氮?dú)饽晔杖?。改造后氮?dú)饽晔杖耄ǖ獨(dú)鈨r(jià)格0.45元）：1 900×0.45×24×365=677.16萬(wàn)元。其四，經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)改造完成后，就可以停運(yùn)一套1 500 Nm3/h制氧機(jī)組。一套1 500 Nm3/h制氧機(jī)組年耗電費(fèi)用：5×0.55×24×330=21.78萬(wàn)元。因此，改造完成后最少可實(shí)現(xiàn)年經(jīng)濟(jì)效益：677.16+21.76=698.92萬(wàn)元。

5 實(shí)施方案

根據(jù)3.3和3.4的計(jì)算結(jié)果我們選用了約克DXS36LA-A46/ 50型螺桿式雙壓縮冷凍機(jī)及DXS36LA-45/50型氮壓機(jī)，這兩套設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，適合應(yīng)用于場(chǎng)地狹小的現(xiàn)場(chǎng)。訂貨后我們根據(jù)廠家提供的圖紙自行對(duì)兩套設(shè)備的土建、工藝管道、電氣、儀表進(jìn)行了設(shè)計(jì)。設(shè)備到貨后把冷凍機(jī)安裝在6 000Nm3/ h制氧機(jī)組氮水預(yù)冷房，氮壓機(jī)安裝在1 500Nm3/h制氧機(jī)組球罐后供煉鋼用氮?dú)鉁p壓閥前，有效地利用了場(chǎng)地空間，減短了工藝管道的長(zhǎng)度，節(jié)約了改造資金。電氣和儀表控制系統(tǒng)進(jìn)行了合理優(yōu)化，把監(jiān)控程序編寫(xiě)到原6 500Nm3/h空分DCS系統(tǒng)的程序中，便于操作人員的監(jiān)控。設(shè)備安裝完后，經(jīng)廠家和我們的精心調(diào)試，一次試車(chē)成功。通過(guò)一段時(shí)間的試運(yùn)行，各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到設(shè)計(jì)要求，當(dāng)?shù)獨(dú)馊〕龊? 500Nm3/h制氧機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，整個(gè)工程達(dá)到預(yù)期目的。

6 改造后運(yùn)行效果

2013年6月，氮?dú)馔夤┱酵度胧褂?，開(kāi)始向外供應(yīng)氮?dú)?。?jīng)2個(gè)月的試運(yùn)行，用戶(hù)表示非常滿(mǎn)意，我們?cè)诖_保1 900Nm3/h氮?dú)馊〕鐾?，進(jìn)一步調(diào)整6 500Nm3/h空分設(shè)備運(yùn)行工況，嘗試多取出部分氮?dú)?，也取得良好效果。若冶煉?qiáng)度提高，也能滿(mǎn)足用戶(hù)用氮需求。這樣我們?cè)?月份拆除了一套1 500Nm3/h制氧機(jī)組，在原址上擬建一套15 000 Nm3/h制氧機(jī)組，以滿(mǎn)足公司擴(kuò)容后氧氮供應(yīng)的需要。

[1]王學(xué)德，朱圣華，孔凡魁，秦慶蓮，沈榮.制氧生產(chǎn)工藝中污氮?dú)獾幕厥蘸屠肹J]，萊鋼科技，2009(6).

TQ116

A

1671-0037（2014）06-102-1

強(qiáng)東林（1968.01.14-），男，工程師，研究方向:設(shè)備管理與故障診斷。