会员注册 | 二级域名申请 | 我能做什么? | 网站说明书 | 协议书下载 | 广告预定 | 企业邮局 | 标准库 | 关于我们
免费法律咨询
首页 企业目录 产品目录 求购信息 二手设备 备品备件 行业资讯 行业论文 行业标准 技术专利 企业管理 行业书库 人才招聘 专家介绍 技术交流 友情链接 我的交易区
技术交流首页 | 登录 | 用户注册 | 今日新帖 | 搜索 | 我的收藏夹 | 插件: 万年历 | 杭州公交线路查询
您当前的位置: 深冷技术网 → 技术交流 --> 空气过滤常识 --> 帖子:“分析仪表气源使用下塔压力氮气的经济性”
收藏此帖
帖子主题:分析仪表气源使用下塔压力氮气的经济性
楼主:onetwofree [2011/7/30 17:19:33]
 1.  前言
    空分设备中的仪表气源通常采用仪表空气,国外厂家一般从安全性方面考虑强制采用空气作为仪表气源。但是,从经济性上分析,采用压力氮气作为仪表气可以节约大量资金,从全国范围内众多的空分设备考虑,国家一年损失巨大,如果采取相应的安全措施,完全可以避免由此引起安全事故。在此,我想就压力氮气作仪表气以及安全预防措施进行一下粗略的分析,供大家参考。
 
    关于压力氮气作仪表气的问题主要有以下几个方面:
    A.  压力氮气代替仪表空气的经济效益;
    B.  下塔压力氮气的抽出对精馏的影响及承受极限;
    C.   业主工厂仪表气采用湿空气的危害及投资的增加;
    D.    压力氮气作仪表气的安全威胁;
 
    2.压力氮气代替仪表空气的经济效益
    目前空分设备的仪表气源通常是采用分子筛纯化系统的净化后空气,这主要是从进口的习惯,国外从安全性上考虑,要求仪表气源必须采用空气。
但是,从经济性上分析,未必合理。纯化系统空气已经经过压缩、预冷、吸附等处理,空分的能耗都已发生,与空分产品只差精馏环节,其中的氧气和氩气都没有提取,白白损失掉了。
    以一套6000 Nm3/hO2空分设备为例,仪表空气和膨胀机密封气消耗大约为200 Nm3/h。如果采用压力氮气代替仪表空气,可以获得:
    按照98%氧提取率计算:
    200*20.95%*98%=41 Nm3/hO2
    以目前平均的成本价格每立方氧气0.42元、空分运行周期2年检修一个月计算:
    41*0.42*8400=14.46万元
    按照70*的氩提取率计算:
    200*0.932%*70%=1.3 Nm3/hAr2
    以目前平均的成本价格每标米立方氩气2.3元、空分运行周期2年检修一个月计算:
    1.3*2.3*8400=2.5万元
    合计收益约15万元。
 
    3. 下塔压力氮气的抽出对精馏的影响及承受极限
    1).冷量损失的影响:
200 Nm3/h的等温节流效应:
Q=200*0.311*(0.268-0.00086*5.75)*(273/(273+15)2*(5.75-5.5)=0.5 Kcal/h
可以忽略不计。
造成的热端复热不足损失按照3℃热端温差计算:200*3*0.311=186.6 Kcal/h
    通常增压透平膨胀机单位制冷量有17 Kcal/Nm3,增加膨胀空气量:
186.6/17=11 Nm3/h
占加工空气量32500的0.034%,对精馏几乎没有影响。
    2)抽取压力氮气对精馏的直接影响:
抽取下塔压力氮气相当于氮气膨胀,可以认为这部分氮气是增加了膨胀空气量,但是,进塔总空气量的增加却改善了精馏工况,综合考虑膨胀空气占加工总空气量的比例增加,按照4000 Nm3/h膨胀空气量计算:
4000/32500=12.307%
(4000+11+200)/(32500+200)=12.878%
   膨胀空气所占空气总量增加:
   12.878%-12.307%=0.571%
   这个范围内对精馏工况几乎没有影响。
    3).空分抽取压力氮气的承受极限
   通常膨胀空气量超过15%即对精馏产生明显的影响,因此从下塔抽取的压力氮气量不应超过:
15%=(4000+A*0.3*0.311+A)/(32500+A)
   A=927Nm3/h
   当空分设备生产大量液体产品而导致膨胀空气增加,从而需要膨胀空气旁通应视为液体产品造成的能耗增加,与压力氮气的抽出有一定的关系,但不是主要原因。如果是业主工厂需要的仪表空气量特别大,从而影响到精馏系统提取率是则应考虑重新审视利益得失。
    4).仪表气用量波动对空分工况的影响
   如果系统中存在不稳定的仪表空气用量,例如:切换阀的集中动作,可能导致氮气压力、纯度的波动,从而影响到空分的稳定,这个影响将会比从纯化系统抽取空气作仪表气的影响要大,在存在这种可能性的分支管路上设置限流孔板以削弱瞬时影响,如果这种限流幅度影响到了下游系统的工作则必须设置分支管路上的仪表气缓冲罐,这种方法同样适用于空气作仪表气的情况。
 
    4.业主工厂仪表气采用湿空气的危害及投资的增加
   下面讨论一下业主工厂仪表气合并到空分装置提供的问题,如果业主工厂仪表气采用一台无油润滑压缩机,加一套无热再生或冻干装置,仪表空气的露点比较高,相对而言杂质成分也比较多,没有从下塔抽取压力氮干净,可靠性也比较差。
   仪表气压缩机多为活塞式压缩机,为满足下游系统连续运行的需要,必须设置两台工厂仪表气压缩机。从占地、管理、维修及备品备件等增加了大量的投入。合并为空分系统压力氮气后,目前空分连续运行周期2年,可以提供更加可靠的保证。
   空分系统氮气仪表气源的备用可以采取液氮贮槽自增压汽化器对仪表气系统在线备用,即一旦仪表氮气压力低于某一值,液氮汽化提供补充,即使系统停电,仍能维持安全。在空气作仪表气的情况下由于液氮被污染的可能性无法采用这种方式。
    5.压力氮气作仪表气的安全威胁
   拒绝采用压力氮气作仪表气的主要理由就是安全问题。
   氮气可以导致窒息。尤其是仪表维修人员在封闭空间进行维修操作时,如果仪表气有泄漏,会在预先无知觉的情况下窒息。
   在仪表气流程设计上采取空气/氮气可切换的流路设计方式即可很好地解决这一问题,当出现需要检修仪表时,通过电磁阀切换到空气作仪表气,平时则在连通部分增加一个小口径的放空电磁阀防止污染氮气。只要严格按照操作规程进行,安全事故是完全可以避免的,如果违章操作,比氮气更危险的不安全因素在工厂中多的是。
    结论:就每一个企业而言,采用氮气作仪表气源的经济效益也许并不重要,权衡得失,采用空气作仪表气源无可厚非,但如果认为这种模式成为当然的定论,全国的空分都采用空气作仪表气源的话,相对氮气作仪表气源每年损失将超过1亿元。


普通帖 多彩帖
标题:

回复内容

快捷键:Ctrl+Enter(提交回复)


Copyright©2001版权所有_杭州汉皇网络科技有限公司 联系我们:webmaster@cngspw.com  浙ICP备10209442号-1 ICP经营许可证 浙B2-20100450
服务热线:0571-85065806  传真:0571-85065896 地址:杭州下城区高新技术产业基地电子商务园区费家塘路588号4号楼402-403室
主办单位:杭州汉皇网络科技有限公司  本网站法律顾问:汪卓君律师(浙江杭天信律师事务所)
cngspw.com(hangzhou_china),Ltd;Allrights Reserved 版权声明  

execute:60.547