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中图分类号:TQ02 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)18-0116-01
近年来,我国经济快速发展,各个领域的能源消耗与日俱增,我国面临着越来越严峻的能源危机。化工工艺是一项复杂的综合性技术,通过采用多种节能减损措施,不断提高化工工艺的生产效益,降低化工工艺能耗,推动我国化工工艺可持续发展。
化工工艺的节能主要分为新技术开发、设备改进和加强管理三个阶段,其目的是为了提高能源的综合利用率,在化工生产过程中,最大程度地降低能源损耗。在化工生产过程中,主要包括两部分的能源损耗:其一是化工工艺的最小功,为了确保化工生产的必要速度,需要消耗一些能量和推动力,这部分能量损耗不具有节能潜力;其二是能量损耗,在化工工艺过程中,由于一些合理的因素产生的能源损耗,例如流体阻力过大或者推动力过大造成的能源损耗,对于这部分能源损耗,可以通过采取有效措施进行改造和完善,从而最大程度地降低这部分能源损耗。
一、化工工艺中的节能装置解析
1.热管换热器
热管换热器是一种常见的节能设备,其内部的隔板可以将热管换热器中的热水和冷水彻底分开,可以有效避免出现单根热管的不良状况,确保了整个换热器的良好运行,因此热管换热器被广泛的应用在一些强腐蚀、易爆和易燃的场所,具有较高的安全性和可靠性。热管换热器内部的热流体和冷流体在各自的管道中流动,从而更容易的实现了热流体和冷流体的逆流换热,同时热管换热器在热能回收场所的应用,具有很高的性价比,经济效益较高。当一些含尘量较高的流体进入热管换热器之后,热管换热器可以通过调整结构受热面积,可以有效解决堵灰问题。同时在税后一些腐蚀性较强的流体烟气时,热管换热器通过调整管壁温度、冷凝段和蒸发段接触面积,从而减少腐蚀区域。
2.热泵
热泵通过利用自身的能量,凝聚周围介质环境中的能量,接着在传热循环系统中逐渐提高系统温度,热泵在过程中,由冷凝器释放出大量的高温蒸汽,这些热量通过泵管传递到储水箱,经过冷凝之后,由膨胀阀将传热工质传送到蒸发器中,实现玄幻利用,在这个过程中热泵消耗的能量转化为输出功。因此热泵具有良好的节能性,可以有效节约大量的能源,是一种能源价值较高的节能装置。
3.蓄热器
蓄热器在工业锅炉供气系统中发挥着不可替代的重要作用,蓄热器将供气系统中多余的热量储存起来,然后在其他环节将这部分热量释放出去,可以有效提高热量的利用率。供气系统发生大幅度的气量波动,会导致工业公路供气系统的水位和锅里汽压发生上下波动,给锅炉的安全操作和使用带来很大困难,影响锅炉的燃烧率。蓄热器内部含有过滤负载,可以有效提高工业锅炉的运行效率。蓄热器主要有两种类型:定压式和变压式,定压式蓄热器在运行过程中不能随意改变工作压力,给水蓄热器是一种最常用的机械设备;变压式蓄热器可以随着存储热量的变化而随时调整工作压力。
二、化工工艺中的节能措施选项
1.积极引进新工艺、新设备和新技术
近年来,我国现代化科学技术快速发展,各种新工艺、新设备和新技术不断涌现,同时也推动了化工工艺的快速发展。为了更好地实现化工工艺的节能性,化工企业要根据自身化工工艺的实际情况,积极引进新工艺、新设备和新技术,不断完善和优化化工工艺,例如在化工工艺中应用结晶分析技术和蒸馏技术,可以有效减少化工工艺的能源损耗,提高化工工艺的能源利用率,简化化工工艺流,增强化工工艺的原动力。
2.提高化工设备运行效率,减少能量损耗
在化工工艺过程中,降低化工工艺的外部反应压力,降低化工工艺的能量损耗,合理设置化工工艺的反应压力,有助于降低化工生产中电机拖动系统输送方英武的能量损耗,特别是可以有效减少化工气体的压缩功耗,同时可以确保化工工艺的稳定、高效、安全运行。为了更好地实现化工工艺的节能降损目标,在确保化学物在化工环境中正常反应的前提下,最大程度地提高化工资源利用率,加快化工工艺的反应时间,减少化工系统在发生化学反应时需要耗费的热量,减少热量损耗,减少化工工艺中不必要的化工流程,减少物质分离过程中的能量损耗,最大限度的提高设备的运用效率。
3.改进化工设备,提高设备利用率
在化工工艺中,采用热蒸馏的工艺方法,减少化工分离提纯过程中的能量流失,同时还可以采用降低化工工艺供热的温位方式,减少分离提纯过程的吸热分度,减少反应压力,降低化工工艺气态反应物的反应时间和压缩性能。在化工工艺中,不断改进化工设备,不仅可以有效减少化工反应的能源损耗,还有助于降低化工产品分离过程中的损耗,避免在化工工艺中发生不必要的化学反应。另外,在化工工艺中通过采用高效的传热填料和设备,还可以有效改善化工工艺的传热性能。为了最大程度的降低化工工艺的热损失,尽量采用新型绝热材料和厚度合理的绝热层,通过不断改进化工工艺的生产设备,减少化工工艺过程中的能源损耗,推动化工工艺的节能、高效发展。
4.提高催化剂的活性
催化剂是化工生产中一种必不可少的重要物质,催化剂不仅可以加快化工工艺的反应速度,还可以有效降低化工工艺的能源损耗。在化工工艺中使用合适的催化剂,可以明显形成化工工艺过程,提高化学物质的转化和反应效率,降低化工工艺的温度压力和产品消耗量。同时催化剂还有一个重要的功能,即减少在化工工艺中产生的副产物,减少原材料的使用量,从而有效降低化学物质在分离过程中的能量和负荷损耗。
5.改善化工供热系统
在化工工艺中坚持节能理念,从整体角度出发,科学规划化工工艺流程,进一步优化化工供热系统。结合化工供热系统自身的特点,优化系统运行过程中,实现各个子模块的有效结合,扩大化工供热系统的热转换范围,加快热能源和冷能源的交换速率,避免造成能源浪费,最大程度地减少化工工艺能源消耗。
6.做好污水回收和处理
化工企业要积极引进和应用污水回收和处理技术,减少水资源的损耗和浪费,做好污水的回收和处理。化工企业要强化全体工作人员的节水意识,倡导节约用水,杜绝水资源浪费。在化工工艺中,积极应用制冷和发电转换技术,加强循环和回收利用电力、热量、水等资源,提高有价值的余热、余压等资源的利用率,实现化工工艺的节能降损,降低化工企业的生产成本,实现循环经济的最佳实现模式。
此外,使用变频节能技术。为了更好地解决化工生产过程中设备负荷率较低的问题,在化工工艺中采用变频节能技术,进一步改造和升级传统化工工艺使用的阀门,确保化工生产中电机可以长时间保持平衡的输出和输入状态,减少电机在长时间运行过程中处于工频状态下,产生的能量损耗,实现节能降耗的最终目的。
关键词:多晶硅;问题;污染
前言
多晶硅生产技术成熟于上世纪70年代,在沉寂近20年后,伴随光伏产业的发展,世界各国均对该技术进行二次创新,如中硅高科突破了大型低温氢化技术、大型节能还原炉技术、高效加压精馏提纯技术、高效加压三氯氢硅合成技术、尾气干法回收技术、四氯化硅生产气相白碳黑技术和热能综合利用技术。随规模化生产,该技术仍有提升空间。
1.国内多晶硅技术发现状
近年来,多晶硅行业最大的变化是认识的变化。关于多晶硅的“污染”问题,国际上传统7大多晶硅巨头均在美、日、德等发达国家,这充分说明能耗和污染不是问题。从技术上来看,多晶硅的环保和污染问题并不存在技术瓶颈,相对于其他化工企业,多晶硅的“污染源”单纯、易处理、易防控;多晶硅的环保污染问题更多的是管理和意识问题。
2.国外多晶硅生产技术发展的特点
2.1研发的新工艺技术几乎全是以满足太阳能光伏硅电池行业所需要的太阳能级多晶硅。
2.2研发的新工艺技术主要集中体现在多晶硅天生反应器装置上,多晶硅天生反应器是复杂的多晶硅生产系统中的一个进步产能、降低能耗的关键装置。
2.3研发的流化床反应器粒状多晶硅天生的工艺技术,将是生产太阳能级多晶硅首选的工艺技术。其次是研发的石墨管状炉反应器,也是降低多晶硅生产电耗,实现连续性大规模化生产,进步生产效率,降低生产本钱的新工艺技术。
2.4流化床反应器和石墨管状炉反应器,天生粒状多晶硅的硅原料可以用硅烷、二氯二氢硅或是三氯氢硅。
3.目前摆在多晶硅生产中主要的问题
降低能耗、减少污染、提高质量、扩大产量。
4、我国多晶硅生产现状
技术尚有欠缺,太阳能硅料主要依赖进口。在全球光伏产业链中,高纯度硅料不仅要求硅的纯度高达7~9个9,而且其中的硼、磷等杂质限制在几十个ppt(万亿分之一),它是光伏企业生产太阳能电池所需的核心原料。因此,高纯度硅料的合成、精制、提纯、生产也就成为光伏产业集群中最上游的产业。目前,尽管中国的硅原料矿藏储量占世界总储量的25%,但是国内太阳能电池生产企业(如尚德、天威英利等)所需原材料绝大部分需要从国外进口。这是因为用于太阳能电池生产的硅料主要是通过不同的提炼方式从硅原料中提炼而成的单晶硅和多晶硅。在中国,现有的高纯度硅原料生产技术与西方发达国家相比,在产量和能耗等方面尚有不足之处。如此一来,这不仅大大增加企业的生产成本,更成为制约当前我国光伏产业向上游环节发展难以逾越的“瓶颈”,使我们国家用很低的价格卖出高能耗、高污染的粗原料的同时,用极高的价格购回高纯硅料。
5、精馏节能技术降低能耗综合利用减少污染
现代化工过程对节能工作非常重视,国外投入大量人力物力进行节能技术的开发,节能新技术、新工艺、新措施、新方法不断问世。我国的多晶硅生产,在采用化工上已经成熟的先进技术后,将不再是“高能耗、高污染”产业,而是“绿色的阳光事业”。对多晶硅精馏过程进行研究,在运用精馏节能技术对其进行分析后,可以从以下几个方面来实现节能。
5.1实行多效精馏,使能量得到充分利用。多效精馏是将原料分成大致相等的N股进料,分别送人压力依次递增的N个精馏塔中,N个塔的操作温度也依次递增。压力和温度较高塔的塔顶蒸汽向较低塔的塔釜再沸器供热,同时自身也被冷凝,以此类推,这样就节省了低压塔再沸器的能耗和高压塔冷凝器的水耗。在这个系统中,只需向第一个最高压力塔供热,系统即可进行工作,所需能量约为单塔能耗的1/N,如将三个塔串在一起采用三效精馏技术,其能耗仅用原来的1/3,节能幅度达到67%,节能效果非常明显。多晶硅生产中,很多塔器都是为了提纯多晶硅而设置的,可以根据合理的能量和温差匹配,实现多效精馏,达到大幅度节能减排的目的。
5.2提高分离效率,降低回流比,进一步实现节能降耗。分离过程中,分离效率的提高可以在很大程度上降低能耗、提高产品质量、减少排放、提高回收率、提高企业效益。在多晶硅精馏过程中,采用高效导向筛板、新型填料等新型分离设备,可以提高其分离效率,降低精馏塔的操作回流比,由于精馏塔的能耗与回流比呈线性关系,这样就成比例地降低了能耗。提高分离效率也是提高多晶硅产品质量和降低四氯化硅排放的最有效方法。
5.3全面优化流程,实现节能。将多晶硅生产各股物料进行全面的物料平衡和能量平衡,考察其能耗的合理性,采用热集成技术,将流程优化,最大限度地节能降耗。通过贯穿生产线的节能和清洁生产,并在生产过程中实现闭环清洁生产,达到降低能耗和si(硅)、H2(氢气)、C12(氯气)等原料消耗,降低成本的目的,使产品具有国际竞争能力,质量符合目前和未来超大规模集成电路和太阳能电池的要求。
5.4多晶硅生产过程中产生大量的SiCl4(四氯化硅)、siH2C12(二氯二氢硅)、siH C13(三氯氢硅)等氯硅烷副产物,使生产成本居高不下,部分氯硅烷及氯化氢进入尾气排放系统,既增加了尾气处理成本,也增大了污染物的排放量,废水中的氯离子浓度达1700~2500mg/L。如何有效地解决氯硅烷副产物的出路是降低多晶硅生产成本、实现节能减排的关键,也是现在多晶硅生产企业面临的重大技术难题。
5.5尾气、副产物、余热的回收综合利用可以降低多晶硅项目对环境的污染,从而进一步达到节能减排的目的。国外多晶硅企业的建厂,大多是与化工企业结合,在“化工集团伞下”经营,容易实现集团内部的“循环经济”,废物可以做到“零排放”。除了把四氯化硅氢化成三氯氢硅回收利用外,还可以利用四氯化硅、氯化氢等制成目前市场上需求的气相白炭黑、硅酸乙酯、有机硅产品、人造石英等材料。
6.提高光电转换效率降低生产成本
提高光伏材料的转换效率和降低太阳电池的制造成本是光伏工业一直追求的两个目标。多晶硅硅片是太阳能光伏电池的核心部分,硅片的质量对于太阳能的光电转化率起着至关重要的作用。一般情况下,普通太阳能光伏电池的光电转化率为10%~14%,而高纯度硅片的太阳能光伏电池转化率可达16%,甚至更高,因此,对于太阳能电池的生产过程来说,多晶硅的生产更加至关重要。
7、提高多晶硅市场竞争力的方法
通过进一步地降低成本,提高多晶硅材料的市场竞争力,对推动整个光伏产业链的发展有着很重要的作用。
7.1引入新型的分离传质设备,如北京化工大学的高效导向筛板塔和填料塔对加速多晶硅生产精馏过程的一体化并实现闭环清洁生产有着很大的促进作用;
7.2通过引入新型精馏装置从而提高多晶硅产量,实现多晶硅生产的大型化;
7.3开发和应用大型合成炉和还原炉。
随着国家经济发展方式不断变革,我国化工行业发展的布局及结构都发生了重大的变化。在新的国际形势下,为了把握住未来技术发展的趋势,以便更准确地把握化工企业节能技术的发展方向,我们一方面需要借鉴西方工业发达国家节能技术的研究成果,同时还要不断创新自身的节能技术研究,保证化工企业节能系统既节省能耗,又安全可靠。
发展高效能源利用技术
在化工企业生产过程中天然气、煤炭、石油、电能都得到了较广泛的应用,但是各种能源在化工企业生产过程中的有效利用率是不同的,企业非常需要具有节能效果明显的技术。不同生产工艺流程流程、不同企业的生产设备对能源质量的要求也不一样,其中按质使用能源是避免能源浪费的重要手段,根据不同生产过程需求提供能源,和化工过程的各个环节紧密有机结合,进一步对化工企业的生产工艺流程进行深入研究,采用最先进的工艺条件和最合适的能源使用。在生产过程中,能源的高效利用非常重要,因为能源既为生产提供能量,同时又是非常重要的生产原料。如果很好地利用,可以大大提高能源利用效率,有效降低生产成本。
化工企业能源系统整合技术
化工企业采用的系统优化技术是现阶段已经成熟的夹点技术,所谓夹点技术就是把热力学和系统化工工程相结合,研究分析化工企业生产工艺流程中的各个环节能量流动,从而提高能源的有效利用效率。夹点技术和其它节能技术相比,最鲜明优势就是根据预定的最优经济目标,最大程度进行回收利用进行分步设计方案,从而科学知道企业合理使用能源。在现代化工领域,夹点技术在西方发达国家已经纯熟的使用,设计领域也很广泛。因为能量系统优化和化工工艺生产流程是仅仅联系在一起的,在使用过程中必须考虑到把夹点技术使用要求和基本的科学原理和化工产品生产过程的具体要求,能源的自身特质相结合,使用不同规格的能源产品进行具体分析,设计出经济效益最大的能源回收、效益最大的方案。
煤能源技术的科学、高效应用
首先,合理配煤,根据化工企业供热锅炉的设计煤能源种类,按照发热量、灰分、含硫量以及焦渣的特点选择合适的煤资源种类。如果没有合适的煤炭能源,可以选择两种煤配合使用。链条炉所燃烧的煤应该保持一定的颗粒直径,细碎的煤粉不能太多,为了保留较多的煤颗粒,可以从煤的运输环节调整,尽量减少机械碾压,在把原煤送进碎煤机前要进行仔细筛选。控制煤中的水分含量,搅合拌匀。其次调整链条炉的燃烧,链条炉的煤层厚度一般是80~140mm,按照煤的水分、颗粒度、灰熔点等特性进行调整,以炉排上煤层平整、着火均匀为准则,根据锅炉飞负荷调整,调整炉排的速度,保证燃烧区能够正常燃烧,在炉排后能够燃尽,形成灰渣为标准。防止增加负荷时看读到灰烬的现象,不能过度增加炉排的速度。合理调节各个风室的风板开度,一般情况下炉排前面的风室半开,中部的风室开的比较大,最后面的风室根据燃烧情况而定。根据锅炉的热负荷和炉排速度调节锅炉鼓风总量,降低生产过程中的排烟热损失。超负荷或者低负荷都不能发挥供热锅炉的最佳热效率,所以,应该避免长时间超低负荷或者高负荷运转。最后,要加强对设备的养护。化工企业供热锅炉设备的完好度对锅炉的供热效率有很大影响,所以必须加强对设备的养护工作。
改造新型的电加热器,采用高效节电技术
新型的电加热器热量交换采用的是多个管道大面积的换热结构,电热元件采用远红外辐射技术,在很大程度上提高传热效率,降低换热管的表层温度,电热元件一般和被加热的燃油不进行直接接触,降低了热管表面和被加热油之间的温差,避免燃油的碳化发生。在更换电热元件时生产过程中不停机、不放油,在维修过程中也不会影响到生产过程的正常运行,进一步简化线路,提高工作效率。同时,电能是化工企业使用的最重要能源之一,特别是氯碱等企业把电力作为原料进行生产。所以节约用电也很重要。化工企业节能技术主要是选用节能变压器,保证企业配电使用安全运行。选用效率高的电动段,对技术落后、效率不高的电动机采用先进技术进行改造或者采用变频调技术节省用电,一般情况下,在使用过程中,对电动机进行无功补偿,照明系统也采用绿色照明技术。和其它工业性质行业的节电技术相比,化工行业节电技术优势不明显,因为有一些特殊条件的限制,在选择节电技术、材质和研发新技术时,详细考虑到化工企业高温、高压、容易燃烧和腐蚀等不能改变的客观情况,结合化工企业的用电特点,保证安全、高效、节能。
结语
关键词:石油化工泵;节能技术;应用
一、我国石油资源的现状以及石油化工泵节能的根本原因
随着工业化进程的不断加快,我国“十一五”科学技术发展规划中明确提出了“突破节能关键技术,实现降低国内生产总值能耗”的战略目标。石油是一个国家重要的战略资源,也是人民日常生活中必不可少的能量资源。
但是我国石油等能量资源依靠国外进口的程度已经高达百分之四十七,不仅严重影响到了我国能源的安全,而且对于全面落实产业结构调整,节约资源,大力发展循环经济的基本国策提出了挑战。
作为石油化工等领域必不可少的基础设备,机泵的节能技术的先进与否已经严重影响到了石油化工等能源的开发和成本结算。由于常年为了适应生产弹性的要求,石油化工企业大多数的机泵经常会出现“杀鸡用牛刀”,“小马拉大车”的情况。导致不少机泵的工业效能没有得到合理的配制和发挥,经常造成不必要的浪费。因此,加大力度探讨石油化工泵的节能技术啊,已经成为我们发展石油化工等重工业的必然趋势。
二、石油化工泵的节能技术
1、输送泵过剩扬程控制技术
为了适应生产操作的弹性要求和真正做到节能减排,维护数据质量的良好局面,加大能源统计分析力度,严格按照有关的技术指标的规定,积极的收集、整理、上报相关数据,增强技术指标统计工作的指导作用。方便更加深入的进行耗能原因的分析以及探讨石油化工泵的节能技术的结构原理,切实做到节能减排,提高能效的根本目标。
输送泵过剩扬程控制技术的关键是做到出口节流、进口节流、旁路调节以及根据具体情况,具体分析和实施是否需要切割叶轮外径,减少叶轮数量、更换叶轮大小。
首先,由于应用输送泵过剩扬程控制技术不适于调节要求太大的机泵,特别是具有陡降扬程性能曲线的机泵。所以出口节流成为机泵最常见、最简单的调节方法。通过关小出口阀的方式来增加管线系统损失,减少工作流量。但是阀门的开度一般不能够小于百分之五十,否则将会出现泵过大的情况。
其次,尽量避免进口节流比出口节流扬程少的情况发生,因为这种情况极有可能引起输送泵过剩扬程控制技术、抽空,会随时损坏机泵的轴承。因此,我们通常采用的方式是,利用对串联运行的第二台机泵的进口,吸入压力较大的裕量。这样不仅能够避免多级泵因为轴力的突然改变而引起的零部件的损坏,更能够节省能源,发挥机泵的最大效益。
除此之外,我们还可以通过旁路调节,即在机泵的出口管线旁设立另外一条管线,使部分液体返回泵的进口或者吸液罐。这样就可以保障实际泵送量比需要量大,不至于出现因为低于最小流量而产生的液体过热、气蚀和震动。
除了上述的几个基本方法以外,我们还可以通过根据流量或者扬程超过需要量的3%――5%时,切割叶轮外径,降低其流量。但是值得强调的一点是,叶轮切割时候,一定要注意叶轮是否是原型叶轮,如果之前因为某种原因,已经对叶轮进行了切割,那么再次进行切割时一定要注意切割量的掌握情况。避免叶轮外径和导叶内经间隙过大的情况发生;多级泵不能在进口处拆除叶轮,否则会出现因为阻力增加而导致的气蚀现象。因此在多级泵的流量或者压力调节较大的情况发生时,可以在排除端减少叶轮的数量并加定距套,保证机泵的正常运转。
2、变频调速节能技术在石油化工泵中的应用
随着科学技术的进步, 通过应用变频调速节能技术,我们可以更好的控制风机、泵类的负载量,进而达到节能减排的目标,换句话来讲,变频调速节能技术已经成为各个行业发展循环经济的重要举措,因此,变频调速节能技术在石油、化工等多个领域得到了最广泛的应用。
首先,变频调速节能技术在化肥装置渣油进料泵中的应用。以A-GA101渣油进料泵为例,该设备是将减压渣油原料输送到汽化炉,并合成氨装置的重要设备。该系统的工作原理是通过采用控制出口阀门的方法进行控制,即利用差压变送器检测系统的流量信号送至PID调节器,并通过PID调节器来控制出口调节阀的开度和输出控制信号,从而保持机泵流量的稳定。通过变频调速节能技术在石油化工泵中的应用,我们不仅解决了源系统中节流量较大、浪费大量电能、控制度低、电机噪声较大的问题,而且由于变频技术的改造,机泵投入运行之后,操作工艺控制的更加平稳,变频器的调节程度更加精准,不仅使系统控制的精准度达到了优化标准,而且节约了渣油进料泵的电源能量。
其次,积极实践渣浆泵的多段调速变频技术。在平时的生产环节中,尾矿泵是安全生产的重要组成部分,尾矿泵一般都是流水连续作业,在实际的生产过程中,尾矿系统的耗电量一般会比较大,因此,积极实践渣浆泵的多段调速变频技术是提高尾矿泵运行效率,实现自动化的重要保障。例如,某公司在利用花费装置检修的时候,针对3台渣油进料泵进行了变频优化节能改造。在经过调速变频技术之后,工艺控制水平逐步平稳,系统控制精准度也大幅度提高,不仅减少了以前机泵控制系统的有关滞后现象,更使得机泵的运行压力日趋平稳,工艺运行指标也得到了优化。
参考文献:
[1] 钱伯章.石化行业节能降耗的潜力与途径[J].资源节约与环保,2007,23,(2):22-25.
作为石油化工等范畴必不可少的根底设备,机泵的节能技术的先进与否曾经严重影响到了石油化工等能源的开发和本钱结算。由于终年为了顺应消费弹性的请求,石油化工企业大多数的机泵经常会呈现“杀鸡用牛刀”,“小马拉大车”的状况。招致不少机泵的工业效能没有得到合理的配制和发挥,经常形成不用要的糜费。因而,加鼎力度讨论石油化工泵的节能技术啊,曾经成为我们开展石油化工等重工业的必然趋向。
2石油化工泵的节能技术
2.1保送泵过剩扬程控制技术
为了顺应消费操作的弹性请求和真正做到节能减排,维护数据质量的良好场面,加大能源统计剖析力度,严厉依照有关的技术指标的规则,积极的搜集、整理、上报相关数据,加强技术指标统计工作的指导作用。便当愈加深化的停止耗能缘由的剖析以及讨论石油化工泵的节能技术的构造原理,实在做到节能减排,进步能效的基本目的。保送泵过剩扬程控制技术的关键是做到出口节流、进口节流、旁路调理以及依据详细状况,详细剖析和施行能否需求切割叶轮外径,减少叶轮数量、改换叶轮大小。首先,由于应用保送泵过剩扬程控制技术不适于调理请求太大的机泵,特别是具有陡降扬程性能曲线的机泵。所以出口节流成为机泵最常见、最简单的调理办法。经过关小出口阀的方式来增加管线系统损失,减少工作流量。但是阀门的开度普通不可以小于百分之五十,否则将会呈现泵过大的状况。其次,尽量防止进口节流比出口节流扬程少的状况发作,由于这种状况极有可能惹起保送泵过剩扬程控制技术、抽空,会随时损坏机泵的轴承。因而,我们通常采用的方式是,应用对串联运转的第二台机泵的进口,吸入压力较大的裕量。这样不只可以防止多级泵由于轴力的忽然改动而惹起的零部件的损坏,更可以俭省能源,发挥机泵的最大效益。除此之外,我们还能够经过旁路调理,即在机泵的出口管线旁设立另外一条管线,使局部液体返回泵的进口或者吸液罐。这样就能够保证实践泵送量比需求量大,不至于呈现由于低于最小流量而产生的液体过热、气蚀和震动。除了上述的几个根本办法以外,我们还能够经过依据流量或者扬程超越需求量的3%——5%时,切割叶轮外径,降低其流量。但是值得强调的一点是,叶轮切割时分,一定要留意叶轮能否是原型叶轮,假如之前由于某种缘由,曾经对叶轮停止了切割,那么再次停止切割时一定要留意切割量的控制状况。防止叶轮外径和导叶内经间隙过大的状况发作;多级泵不能在进口处撤除叶轮,否则会呈现由于阻力增加而招致的气蚀现象。因而在多级泵的流量或者压力调理较大的状况发作时,能够在扫除端减少叶轮的数量并加定距套,保证机泵的正常运转。
2.2变频调速节能技术在石油化工泵中的应用
随着科学技术的进步,经过应用变频调速节能技术,我们能够更好的控制风机、泵类的负载量,进而到达节能减排的目的,换句话来讲,变频调速节能技术曾经成为各个行业开展循环经济的重要举措,因而,变频调速节能技术在石油、化工等多个范畴得到了最普遍的应用。
1)变频调速节能技术在沈兴线输油泵中的应用。
以100AYGⅡ67×10D多级离心泵为例,该设备是将原油输送至加热炉后外输沿线下站,是保障沈兴线正常运行的重要设备。该系统的工作原理是经过采用控制出口阀门的办法停止控制,即应用差压变送器检测系统的流量信号送至PID调理器,并经过PID调理器来控制电源频率和输出控制信号,从而保持机泵流量的稳定。经过变频调速节能技术在石油化工泵中的应用,我们不只处理了源系统中节流量较大、糜费大量电能、控制度低、电机噪声较大的问题,而且由于变频技术的改造,机泵投入运转之后,操作工艺控制的愈加平稳,变频器的调理水平愈加精准,不只使系统控制的精准度到达了优化规范,而且节约了渣油进料泵的电源能量。
2)积极理论输油泵的多段调速变频技术。
关键词:石油化工泵;节能技术;原因分析
1目前我国石油资源状况和石油化工泵节能的原因分析
石油作为一个国家非常重要的战略性资源,亦是人们日常生活当中不可或缺的能量资源。机泵作为石油化工领域中重要基础设备,其节能技术水平的高低将对我国石油化工等能源的进一步开发及成本结算的结果有着直接的影响。为此,应增加对石油化工泵节能技术的深入探究。
2石油化工泵节能技术
输送泵过剩扬程控制技术分析如下。为能够更好地适应操作弹性准求、真正实现节能减排、维护数据质量的良好局面,则需不断地加大对能源数据的统计分析力度,严格遵循相关技术指标中的具体规定,积极进行数据的搜集、整理及上报工作,不断增强技术指标统计工作的指导性作用,以便于对具体的耗能原因作出系统性的浅析,同时对石油化工泵节能技术结构原理进行研究,真正的达到节能减排、促使节能效果得到进一步提高。出口节流、进口节流、旁路调节是输送泵过剩扬程控制技术的关键所在,同时需要根据实际状况,对于问题进行具体分析,实施是否需切割叶轮外径,以尽可能地缩减叶轮的实际数量,并且需对叶轮的大小进行更换处理。第一,因运用输送泵过剩扬程控制技术与调节要求过大的机泵不吻合,尤其是具备化工泵扬程性能曲线的机泵,为此,出口节流是机泵中最为多见的一种调节方式。通过将出口阀关小的方法来增加管线系统损失,将工作流量缩减到最小的程度。但是,阀门的开度通常不可低于50%,否则便会有泵过大的现象发生。第二,尽可能地避免进口节流比出口节流扬程少的状况出现。由于此现象很有可能会引起输送泵过剩扬程控制技术会随时对机泵的轴承造成损坏。为此,一般情况下我们会选择的方法是利用对串联运行的第二台机泵的进口,吸入大压力的裕量,如此不但可避免多级泵由于轴力的突然改变造成的零部件损坏,更容易造成事故的发生。第三,我们通过旁路调节,在机泵的出口管线旁设置另一条管线,使得一部分液体返回泵的进口,以此便能够真正地保障泵送量的实际需求量,以免由于流量过小引起液体温度过高、震动等情况的发生。除此之外,我们可按照实际流量或扬程超出需求量的3%~5%的情况下,切割叶轮外径,可促使实际流量得到明显的减少。但是,需要特别指出的是,叶轮切割的过程当中,一定要注意叶轮是否属于原型叶轮,若前期受到某些因素的影响,对叶轮进行了切割,那么再次切割的过程当中一定要时刻注意切割量的有效性掌握,防止叶轮外径与导叶内经之间出现间隙过大的现象。多级泵不可在进口的位置进行叶轮的拆除,以免出现因阻力的增多而造成有气蚀现象的发生。为此,在多级泵流量、压力调节过大状况出现的时候,可在排除断缩减叶轮的使用数量,与此同时增加定距套,从而确保机泵在正常的状态下顺利运行。
3化工泵中变频调速节能技术的运用
伴随着先进科学技术的进步与发展,变频调速节能技术得到了广泛性的运用,我们能够实现对风机、泵类负载量的科学合理性掌控,从而达到节能减排的最终目的。变频调度节能技术现已成为节能的有效措施。
3.1变频调速技术基本原理
(1)变频调速基本原理。变频设备是通过对电机定子供电频率的大小来实现改变转动速度的,从而促使电压与频率的比例产生相应的变化,即:工频电源精整流器变化成恒定的直流电压,同时通过逆变器转换为交流电源。(2)变频调速节电基本原理。变频调速节能是从阀门调节的角度进行分析的,采用变频调速设备的基础上,开启全部的阀门,通过改变电机电源频率的方式更改电机运转的速率。通过流体力学可以清楚地认识到,转速n与流量Q的一次方成正比的关系;转速n与风压H的平方成正比例的关系;转速n与功率P的立方成正比。在具体流量Q转换成特定流量50%的状况下,电频调速运用过程中电机功率损耗可达到0.125P;而利用阀门对流量进行掌控其电机损耗功率可达0.7P。(3)控制方式的选择。①单回路控制。单回路控制形式转变成变频调速掌控,这种方式是非常简洁的,是对控制系统调节设备输送信号进行科学掌控的方式,通过由最初的送往控制转化为送往变频设备的控制。但是,传统固有的控制阀、副线阀、后手阀一定要全部打开,这样才能够通过对电机转速的科学有效掌控实现合理控制泵流量的目的。②双回路控制。通常,双回路控制为主控制回路的一种方式,目的是为了能够促使所需流量达到有效控制。而另一种回路控制为副回路控制,发挥着对机泵分流与保护的有效作用。在这一基本现状下,能够将主回路以单回路控制的方式来作出相关的设计,同时将前后手阀、控制阀全部关闭。(4)变频调速器的显著优势。①质量轻、小体积、操作方便,能够根据具体需求对其进行有效性的掌控。②将变频设备的输入端口和电源连接在一起,电机进线与输出端口连接在一起。③电机可促使速度得到明显地降低,实现在线启动,启动过程中电流是非常低的,通常是额定电流的1.7倍,这种情况下给整个电网设备会造成巨大的冲击。④变频调速器具有过电压、瞬间停电、过电流、短路等多种保护功能。⑤随着泵出口位置压力的逐渐降低,下游操作压力会发生缩减的现象,这种情况下需把所有的调节阀全部开启。在没有任何磨损现象发生的情况下,设备的维护工作会得到不断地减少。
3.2变频调速节能技术在化工泵中的运用
(1)变频调速节能技术在化肥装置渣油进料泵中投入使用。此设备是把减压渣油原料输送至整个汽化炉内,是氨装置合成的主要设备。此系统的工作原理是通过采用控制出口阀门的方式来进行掌控的。利用的是差压变送器检测系统的流量信号输送到PID调节器中,同时通过PID调节器对出口调节阀的开度与输出控制信号进行系统性的掌控,从而确保机泵流量处于稳定的一种状态。石油化工泵当中变频调度节能技术的有效运用,不但成功解决了源系统中巨大流量、电能浪费及控制度过低等一系列问题,同时,可通过对变频技术的科学合理性改造、机泵投入正常运作,其操作工艺控制逐渐趋于稳定化的运行状态,变频器的调节程度变得更加准确,不但促使系统控制精准系数不断地增高,同时节省了渣油进料泵的电源能量。(2)积极实践渣浆泵的多段调速变频技术。日常生产过程当中,尾矿泵是确保生产安全的重要内容。通常情况下,尾矿泵属于流水连续性作业,实际生产作业当中,尾矿系统的电能损耗量通常是非常大的。为此,积极实践渣浆泵的多段调速变频技术可促使尾矿泵的整体运行水平得到进一步的明显提高,确保自动化的顺利实现。
4我国石油化工业节能技术的发展趋势
我国石油化工业节能技术的迅速发展,将更好地推动石化工业的不断进步,并在极大限度上促使我国跻身于世界先进石油化工国家领先水平。2009年末,我国原油加工能力第一次高出400Mt/a,排名于世界领先地位。乙烯生产能力达到10.25Mt/a,稳居世界第二的水平。需要指出的是,石油化工业为一种高损耗的传统行业,其中,能源损耗数量远超过建材、冶金、化工等行业,在石油化工节能技术方面的持续性投入,对聚丙烯、乙烯裂解炉等成套技术,在一定程度上起到了有效地推动性作用。在许多企业中,石油化工节能技术获得了大范围的运用,其中包含:创建能量平衡方法、有效能平衡等方式对原料的路线进行合理性的更改,从而将能源利用率得到显著性的提高。随着变频电机、热点联产、向热联合装置等先进节能降耗技术的投入使用,进一步促使我国的石油化工节能降耗水准得到了明显地提高。(1)工艺技术的改进。可采用先进的新技术、新工艺、新设备、新催化剂等,对现有化工泵设备进行进一步的改良。(2)低温能源回收利用技术。其中涵盖有热泵技术、使用低温热作为热源的吸收制冷技术、低温热发电技术等。(3)热电联产技术。(4)气代油、焦代油技术。主要是将燃料油换成水煤浆,对目前的燃油锅炉系统进行科学地改造,从而逐渐将重油、轻油全部取代。
5结语
【关键词】化工节能 精馏 多效精馏 热偶精馏
一、研究目的――化工高效蒸馏技术的开发背景
(一)开发化工高效蒸馏技术的国家导向
随着我国社会经济的不断发展和人民生活水平的日益提高,在生产生活中对化工产品的需求也越来越大但必须正视的一点是:我国的化工生产活动在目前仍基本停留在高耗能,高污染的传统生产模式下。并且时不时还在造成一些因为环境破坏问题导致的不良影响。早在“十一五”规划设计之初,我国政府及相关部门便早已提出了建立节能型经济发展模式的目标,首先就要求工业生产必须做到节能环保,低排高效。正视在这样的背景下,有关化工高效蒸馏技术的研究自然也就提上了日程。[1]
(二)精馏技术的使用现状及新方法的开发前景
众所周知,化工行业的生产包括有两个基本的生产过程,即反应过程和分离过程。其中,分离过程产生的能耗是整个生产过程能耗的80%左右。现有的化工原料分离过程所采取的常用方法就是本文要涉及到的蒸馏法,而且通过实践,它也是公认的最有效的化工原料分离方法。对节能高效的新型化工精馏技术的研究开发和运用可以使我们一下扔掉传统精馏法带来的高污染高能耗的“大包袱“,早日实现节能减排,环境友好的环境目标。可以说,高效节能精馏技术的前景可谓一片光明。
二、理论阐述――高效节能精馏技术的基本原理
(一)节能精馏与传统精馏之间工作方法的比较
1.传统精馏法。目前使用的传统精馏法过程大致如下:将原料从精馏塔下送入精馏器的原料釜内,然后由釜下的锅炉放出大量的高压蒸汽,以提供精馏原料所需要的热量。这一热量通过塔釜的传导作用到原料上,从而使原料迅速的汽化并上升,在上升的过程中汽化原料和釜内的液化原料不断传质传热和再汽化冷凝。再由塔顶储存的冷却水将上升到塔顶的汽化原料予以冷凝。
2.新型节能蒸馏法。与传统精馏法相比,新型精馏法对精馏塔顶冷凝水对原料降温产生的蒸汽进行了合理的再利用。使其通过体内的内循环,有效地参与了对原料的再次加热和精馏。从而实现了对热能量的回收和再利用。
(二)节能精馏和传统精馏在节能效果方面的比较
上文已经对节能精馏法相较于传统精馏法的改进后优势进行了足够精确地分析和阐释。而且这里也有一个实例来予以说明,通过这个实例将会对新型节能精馏法的巨大节能效果和成本节约作用有更直观的了解。
以下是实例即研究结果(附表)[2]
在这一实例中,选用水-醋酸物系原料进行精馏实验。选取的精馏方法以热泵精馏和双效精馏为主。实验参数如下:
原料组合:水――0.4246 醋酸――0.5454
进料流率:f=100 kmol/h
轻关键组回收率――0.9185 重关键组回收率――0.9978
原料进入压力:0.13MPa
实验结果如下表:
由此表不难看出:在各个投入产出参数相同的情况下,新型节能精馏法与传统精馏法相比在能耗、成本、维修等各个指标方面都占有绝对有节能优势。
三、实践运用――高效节能精馏技术工业化的具体应用及其效应
近年来,随着节能减排的生产方式日益成为主流共识,有关于化工生产中高效节能精馏技术的研究也越来越受到相关学界的高度重视和密切关注。相关的理论成果也是层出不穷,但碍于一些客观条件的限制,这些研究还没有大规模且系统的实际生产成果出现。造成这些缺憾的原因通常是:相关的系统化理论和实践指导技术及其资料相对较少;相关的示范装置及具有实际生产经验的技术人员的短缺。这些都是新技术在推广过程中必须越过的现实桎梏。因此,下面的一些具体措施在现在看来是必须在新技术推广过程中予以开展和深化的:
(一)在推进相关理论研究的基础上
适时地建立相关的高质量的专家储备体系和模拟实验分析系统。并且该系统的使用及更新要与最新的理论研究成果实现同步,从而为生产时间提供友好而准确的即时理论信息和技术支持。[4]
(二)针对目前化工生产大规模,高产量的现实情况
有必要建设新型的高效节能精馏示范装置,且这些装置的理论设计产量最好以千吨为标准单位。通过这些新型的实验和示范装置进行大规模高产量的生产试验。从而在实践中研究出更好更高效的精馏生产方式,并及时解决生产中所产生的各类问题。以期在未来的生产实践中能够规避风险,使新技术高效节能的特点能够得到最彻底的发挥。
(三)合理利用优势
某些化工企业较为集中的地区的政府及相关主管部门,可以利用当地的资源和规模优势。建立以节能型精馏技术为主的工业示范基地,并且逐步在全国推广应用[3]。
参考文献:
[1]杨家军,肖丰,杨莹等.顺流双效HGL精馏装置的优化设计[J].吉林化工学院学报,2007,24(1):10―12.
关键词:化工企业;电气;节能方法;应用
随着社会的不断进步与科学技术的不断发展,现在人们越来越关心我们赖以生存的地球。各国都在采取积极有效的措施改善环境,减少污染。这其中最为重要也是最为紧迫的问题就是能源问题,要从根本上解决能源问题,除了寻找新的能源,节能是关键的也是目前最直接有效的重要措施。节能就是应用技术上现实可靠、经济上可行合理、环境和社会都可以接受的方法。有效地利用能源,提高用能设备或工艺的能量利用效率。
1电气节能设计的主要内容
节能工作又关系到技术进步和缓解能需矛盾,是支持国民经济迅速发展的重要一环。通常来讲,电气节能设计的主要内容可分为:
供配电系统的节能(负荷计算、功率因数补偿,谐波治理、变配电设备选择等):
电气照明的节能(照明设计和设备选择、照明控制、光纤照明等):
建筑电气设备的节能(电动机、空调系统、给排水系统、电梯、典型建筑设备等):
计量与管理(电能计量、冷热量计量、中央空调系统的计量、居住小区的能耗计量等):
能源的综合利用(地源或水源热泵系统,太阳能光伏电源系统、冰蓄冷系统、蓄热式电采暖系统,风力发电系统、热电或热电冷联供系统等)。
2化工企业电气节能的原则
化工企业电气节能既不能以功能为代价,也不能盲目增加投资,为节能而节能。因此,应遵循以下原则:
2.1适用性
就是基于满足化工创业运行提供必要的能源和动力,按照用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性等方面的要求,来优化供配电设计,促进电能合理利用。
2.2经济性
要充分考虑实际经济效益,合理选用节能设备及材抖,使节能增加的投资能在较短的时间内用节能减少下来的运行费用收回。
2.3节能性
应考虑采取措施减少或消除无关的消耗。比如电气设备自身的电能消耗,传输线路上的电能消耗等等。这应该是节能的着眼点。
总之,节能设计应把握“满足功能、经济合理、技术先进”的原则。具体说来,可重点从以下多个方面采取节能措施,将节能技术合理应用到实际工程中。
3电气节能设计技术的合理利用
3.1向电动机要节能
对化工企业而言,电动机是必不可少的重要电气设备。由于化工企业电动机数量多,耗电量大,大约占电力消耗的80%,因此电动机的节能非常重要。
3.1.1合理选用电动机类型
推广使用高效节能电动机。
3.1.2合理选用电动机的容量
若电动机容量选的过大,虽然能保证设备的正常运行,但投资大,功率因数和效率都很低,造成电力的大量浪费。从节能角度看,80%负载时运行效果最佳,此时能量效率最高。
1.3大力推广变频调速
为了保证生产平稳,依靠其出口阀门控制排量,造成泵管压差过大,阀门节流产生的能量损失严重,还有一部分靠打回流维持生产,这样既降低了泵效,又浪费了大量的电能。变频器安装后,还要进行认真细致的管理,使其充分发挥变频器的节能效果。
3.2向变压器要节能
作为电压变换设备,变压器被广泛应用于输电和配电领域。由于容量和数量很大、运行时间长,总损耗也相当大,因而变压器在选择和使用上存在着巨大的节能潜力。
3.2.1合理选择变压器的负载率
化工行业为连续生产企业(一般为二级负荷),对供电系统的可靠性有极其严格的要求,往往采用两台变压器、双段母线供电的方法来保证生产装置不致于因供电中断而停止运行,当一台变压器有故障时,可由另一台变压器带全部负荷。
3.2.2选择高效节能的新型变压器
我国变压器绝大多数为标准设计,产品由原来的高损耗型到较低损耗型,发展到了更节能的产品。加速老变压器更新换代是降低电网损耗的重要途径。所以,化工企业在进行设备更新或者技术改造时,要考虑到这一重要因素。
3.3提高系统的功率因数节能
化工企业适当提高系统的功率因数,能够改善电压质量,减少无功在线路上传输,提高用电设备的工作效率,以达到节能的目的。
3.3.1采取适当措施,提高系统自然功率因数
具体方法有:采用同步电动机或异步电动机同步运行提高功率因数;合理使用变压器、电动机。防止在低负荷下运行;提高异步电动机的检修质量等。
3.3.2功率因数的人工补偿
供电企业仅仅依靠提高自然功率因数的办法已经不能满足工厂对功率因数的要求。化工企业自身也需装设补偿装置进行人工补偿。
3.4减少线路上的能量损耗
由于线路上存在电阻,有电流流过时,就会产生有功功率损耗。
3.4.1减小导线长度
首先变压器尽量接近负荷中心,以减少供电距离;其次,线路尽可能走直线,少走弯路,以减少导线长度。
3.4.2大导线截面
导线截面增加虽然能降低能耗,但在技术合理时,必须按经济电流密度选取导线截面。
3.5照明节能
照明节能中,除了满足照度、光色、显色指数外,还应采用高效光源及高效灯具。
3.6降低高次谐波
3.6.1电力系统谐波产生的原因
由于电力系统中存在着各式备徉的谐波源,使得高次谐波的干扰成了影响电能质量的一大“公害”,因此谐波的治理是十分必要且有实际经济效益的。
3.6.2谐波的主要危害
目前,化工行业谐波治理工作是共同努力的一个方向。
3.7其它节能方式
企业节能是一个综合性课题,也需要综合的手段来开展节能工作。
4结束语
尽管化学工业节能工作取得了较好的成果。但能耗水平与国外先进水平相比还有较大差距,国内企业之间的能耗水平也有很大差别。电气节能设计领域中面临着新的挑战,因为国外的设计公司在设计过程中十分重视环保和节能,如果我们在设计过程中不重视节能,就有可能被淘汰出局。而节电节能工作牵涉的面又十分广泛,从发电厂开始到线路末端的用户都应该高效地使用电能以减少损失。对于设计者而言,就是要合理的选用设备(变压器,电动机,电缆,照明光源等),合理确定供电电压等级以及采用新材料,新技术等。
1.化学反应的绿色化
化学反应的绿色化是指在相关的制备和反应过程中做到“零排放”。而传统意义上的“零排放”是指反应物经过催化作用以及一系列的反应完全转化成为所需的物质,从而实现百分之百的转化率。其实这样一种概念是十分难达到的,尽管已经有许多先进的技术和手段达到了近乎“零排放”的标准和要求,但想实现真正意义上的转化率为百分之百还是存在着困难的。近些年来随着相关学者的研究不断深入,许多新的技术也应运而生,将传统意义上的“零排放”转变了概念,意为在尽量满足较高的转化率的情况下,将得到的副产物也直接经过下一反应步骤并转化成为环境友好的物质进行排出或是进一步加以利用。这种新型的转化思想也将原本无用或是对环境存在着威胁和污染的物质“变废为宝”,让副产物成为能够被人们所利用的原料物质。这类技术的研发不仅仅是改善了环境污染的问题,还一定程度上节约了能源,可以称得上是真正的绿色环保、节约能源的技术手段。
2.产品的绿色化
之所以要强调化工产品的绿色化,是因为石油化工类的产品在我们的日常生活中实在是太普遍了,不得不承认的是石油化工类的产品的的确确改变了我们的生活,给生活带来许多方便和优越,但相对于这些有利之处来说,其对于我们生活环境的污染也是不容小觑的。比如,我们生活中最普遍的洗涤用品,过去我们常用的洗衣粉中都是含磷的,而这些含磷的洗衣粉在溶于水之后随着生活污水一同被排到江河湖海中,造成了赤潮,给自然环境与生态平衡带来了相当大的影响,因此,近些年来人们逐渐对此问题开始重视起来,研发了不含磷的洗涤剂,从根本上杜绝这种环境污染问题。同时,还有许多常见的石油化工类污染就每天在我们身边发生,比如汽车使用的汽油以及柴油。由于人们生活水平越来越高,对于汽油和柴油的需求量也越来越大。近些年来我国对于汽车能源的开发上也格外关注,低硫低碳、环境友好的配方和技术逐步成熟起来;另外,我国还在不断开发太阳能汽车、以及新能源汽车等等,另外,对于交通工具的能源上,我们国家还大力推崇使用电能的汽车。
二、节能技术在石油化工企业中的应用
最初,人们为了追求高效率的生产以及最大程度上提升经济效益,不断研发一些节能技术,而近些年来,由于能源枯竭的问题日益严重起来,有越来越多的专业人员和学者们都投身于节能技术的开发和研究,不仅仅是从经济利益角度出发,更重要的是能够节约能源,实现人类经济和自然的可持续发展。目前,在石油化工行业中较为常见的一种节能技术为变频调节技术。在石油化工企业中,耗费能源最大的就是电动机,包括泵类以及风机等等。因此,想实现石油化工企业的节能化应该从根本上减少电动机的耗能。而变频调节技术正是针对于电动机的一种有效的技能技术改革。变频调节技术的根本原理是通过控制方案与实际负荷相互之间的匹配,在控制的过程中实现阀门阻力的降低,从而提高系统的效率,以此来实现对于泵类以及风机的科学化、节能化控制。这种控制技术可以根据石油化工企业的生产过程中的实际需要,按照生产要求以及计算选型,并且全面参考产品方案的调整以及原料的调整,科学地控制各项指标和参数,降低企业的电能耗费以及设备磨损等等方面的耗费,实现成本上的节约以及能源上的节约,不论对于企业自身长远地发展还是对于能源方面的可持续发展都是具有着重要的意义和价值的。
三、结语
循环水系统是化工行业公用工程耗能大户,化工企业对循环水泵的节能十分重视。但是,循环水泵的改造技术多种多样,水平也参差不齐,多数水泵在改造后仍存在流量不足,管网水力不平衡等各种不足和问题。通过几种常见的循环水泵节能技术的对比分析,探讨更佳的循环水系统节能方法。
关键词
循环水系统;节能技术;应用
1概述
近年来,受国内、国际大环境影响,化工企业竞争日趋激烈,利润逐渐压缩,节能降耗成为一个重要的课题。循环水系统作为化工行业耗能大户,节能降耗工作一直备受关注,国内循环水节能改造技术种类繁多,水平参差不齐,有的改造并没有达到理想的节能效果。
2循环水系统改造技术的选择
目前国内常用的循环水泵节能改造技术主要有五种方式。(1)叶轮切削技术,对循环水泵叶轮外缘进行切割;(2)变频器等调速技术;(3)更换高效叶轮;(4)更换高效节能泵;(5)水轮机改造。一般企业会从以上五种技术中选取一种或几种进行改造。
2.1叶轮切削技术
叶轮切削技术即是对水泵叶轮外缘进行切割处理,以降低水泵出力,减少流量,降低扬程为手段,从而降低水泵电机的运行电耗,达到节能的目的。这是最简单的水泵节能方法,适用于原本选型过大,存在大马拉小车问题严重的水泵。此技术优点为操作简单、施工时间短、投资低;缺点是叶轮切削后,本身低效运行的水泵效率继续降低,同时泵组与系统的匹配度也更差,一般来说叶轮切削后吨水能耗反而更高,水泵仍存在一定节能潜力。
2.2变频器等调速技术
根据频率与转速、流量成线性关系,与功率成三次方关系的原理,以改变频率进而降低水泵流量、扬程达到降低水泵电机运行电耗的方法。变频器的适用情况为工艺变化较为频繁,设备运行参数不断变化的工况。由于在改造时不需要对设备本身进行改造,施工对设备运行影响较小,受到一些企业的欢迎。但是对于工业冷却循环水系统,由于水泵运行参数基本稳定,变频器并不适用。现在许多企业并未使用变频运行而是仅做降频运行,作为高压变频器如此大的资金投入,此种改造技术的实用性并不高;同时,根据流体机械的转速原理,当流体机械的实际转速低于设计转速的70%时,流体机械本身的效率将开始下降,达到50%时,效率将急剧下降,因此即使有很大的降频空间,也不建议直接增加变频改造。
2.3更换高效叶轮
更换高效叶轮是将原叶轮拆除后更换高效叶轮的一种节能方法,以提高水泵的运行效率,达到节能的目的。通常改造前,节能公司会对水泵压力及流量进行测试,根据实际运行参数设计水泵叶轮,此技术适用于水泵实际运行状态与设计状态偏差不大的情况,一旦偏差较大,更换的叶轮与蜗壳间隙超过设计标准,水泵的运行效率将大幅下降。更换叶轮同叶轮切削有同样的优点,操作简单、施工时间短、投资较小。但要注意有的公司将普通叶轮切削后作为高效叶轮来替换原叶轮。
2.4更换节能水泵
更换节能水泵是在更换高效叶轮的基础上将原泵体一同替换,这也是根据现场测试的流量、压力数据来设计的高效节能泵,可以解决水泵本身效率低,水泵与系统匹配度差的问题;同时又解决了蜗壳与叶轮的匹配问题。此项技术适用于绝大多数的循环水系统改造,改造具有周期较短,施工较为简便的优点。
2.5水轮机改造
水轮机改造技术是将冷却塔风机由电机驱动改为利用循环水回水余压驱动风机运行,可以节省一台冷却塔风机的能耗,此技术适用于有较多高位用冷却水装置的循环水系统,有较大自流回水压力的化工生产装置。由于水轮机可以直接节省电机的运行能耗,许多企业将此技术进行推广;但是很多没有高位用冷却水装置的企业也作为推广对象。这种情况的循环水系统中,回水压力来自于水泵提供的压力,实际水轮机所做的功是由水泵的功转化而来的。水泵机械能转化为水的动能,再由水的动能转化为风机的机械能,如此转化效率只有40%左右,实际并非真正的节能,同时水轮机还普遍存在冷却塔震动及维修麻烦的问题。循环水系统节能技术还存在着适用性的问题,更好地挖掘循环水系统的潜力是一个重要的课题。
3YASA循环水系统整体优化方法
循环水系统整体优化的方法,是从多角度解决整个循环水系统节能降耗的问题。循环水系统大致分为循环水泵组及电机,换热单元,冷却塔及吸水池三部分,重要的用电部分虽然集中在泵组及电机,但是其他部分对整个系统的能耗也有很大影响,其它部分能否有序、高效运行也影响着泵组及电机部分的运行。YASA循环水系统整体优化方法从循环水系统各个部分入手,逐一解决影响系统运行效率的问题,达到整体优化,深挖潜力的效果。
3.1循环水泵组及电机单元
循环水泵组及电机单元由循环水泵及电机组成,其能耗占循环水系统总能耗的80%以上,因此对于泵组及电机单元的改造最为重要。循环水系统整体改造在此单元做了如下的优化工作。(1)水泵优化①首先运用高精密的测试仪器对系统运行数据进行测试;②根据运行参数做计算机数值模拟,计算系统与泵组匹配的最佳运行点;③按照最佳运行点参数进行高效叶轮设计;④采用3D打印技术打印叶轮,进行实验平台模拟,进一步修正最佳参数;⑤最终参数确定,订制高效节能水泵。(2)泵组运行优化①确定冬夏及过渡季节运行参数;②根据运行参数进行泵组大小泵匹配的优化。(3)高效电机①更换低效电机为IE3高效电机;②根据系统适用性采用变频等调速装置。
3.2换热单元
换热单元是循环水系统主要的功能体现部分,在这里进行的热交换是循环水系统的主要作用。通常循环水节能改造并不对换热单元有过多关注,但是实际上换热单元中存在诸多节能潜力。绝大多数换热单元存在水力失调,由于某些环路存在剩余压头即某些环路的阻力过小时,这些环路的实际流量就将超过设计流量,而其他部分可能达不到设定流量,就会出现冷热不均。企业普遍存在个别换热器换热效果不好,整个循环水系统都要增量的问题。YASA循环水系统整体优化方法在换热管网水力平衡调整方面做了如下优化工作。①采集整个换热单元各装置、各换热器的进出口温度,管径,标高等参数;②根据采集数据对换热管网进行建模分析,找出水力失调的原因并进行调整;③对个别高位换热装置或换热器加管道泵增压,降低总管网压力,降低能耗。
3.3冷却塔单元及吸水池单元
冷却塔作为循环水系统的末端,最重要的功能就是对回水进行降温冷却,降温效果也直接影响着系统循环水量和系统能耗。按照大气温度30℃,循环水供水温度25℃,回水温度35℃,根据计算冷却塔冷却水温降低1℃,水泵能耗可以降低8.4%,因此增强冷却塔的换热效率也可以大幅降低循环水系统能耗。YASA循环水整体优化方法中,针对冷却塔及吸水池单元可以做以下优化工作。①冷却塔高效填料及布水器喷嘴优化;②更换高效碳纤维风机叶片;③旁滤系统的单独泵组设置。通过循环水系统整体优化的技术改造,将循环水系统作为一个有机的整体进行全方位的优化,不再从单一的循环水泵或风机下手,真正的解决了循环水系统存在的高耗能问题,也更加深入的挖掘了循环水系统的节能潜力。
4应用案例
去年山东联合化工有限公司采用了我公司YASA循环水系统整体优化技术对三胺二循环水系统进行了整体优化节能改造,对循环水泵组进行了更换,对换热单元进行了水力优化,对冷却塔进行了优化调整,最终验收时节电率24.78%,节能效果十分明显。
5结束语
关键词:化工蒸馏;高效节能技术;应用分析
从本质上来讲,化工精馏主要是指通过能量的分离过程来达到降低消耗的目的。由于化工生产中需要巨大的压力来推动设备的运作,其中分离构件和操作流程会产生大量的能耗。因此,工作人员要通过分级换热、热集成技术等方式来促进技术的转变,体现现代化生产的有效性。
1 精馏原理及影响因素
1.1 精馏原理
若想对化工精馏的高效节能技术进行研究,就要首先了解精馏的操作原理。首先,精馏过程主要是在蒸馏塔中来完成的,工作人员会将不同性质的物料进行分化,并以传热反应速度为基准,在蒸馏塔的底部加入质量监控器。如果在化工生产中出现了多余的蒸汽,监控终端会进行感应,并启动冷凝装备,实现化工杂质的回收。在普通蒸馏方式中,蒸汽的能耗量过大。其产生的原因是塔顶构件在运行中会出现摩擦,并出现巨大的蒸汽损耗,发生资源浪费的情况。但其中有一部分热量是能够被合理利用的,精馏过程就是以增效节能为目的的技术操作形式。
1.2 精馏影响因素
在精馏的过程中,化工生产中的许多因素会受到影响,其中塔部的承压力、物料的流通量、温度的扩展范围都是比较重要的部分。由于塔板顶端的组分成分会影响到塔压,并使化工物料的浓度发生变化。因此,工作人员要通过精馏的分离状态来实现温度的监测。第二,设计者要在进料之前对冷凝器的参数数值进行计算,并输出相应数量的塔顶产品,这样才能够保障物料压力不会出现凝聚状况,影响化工生产的质量。如果蒸馏塔中的冷负荷压力增加,那么物料的温度也会迅速下降,令部分能量回流或者消耗掉,直接导致精馏的效果差。
2 高效节能精馏技术的开发
由于化工生产的规模不同,精馏的过程和分离物种类的划分方式也不尽相同。技术人员只有将每一部分都加以对应,才能够体现能源的节约,并简化精馏过程。一般情况下,我们可以从以下几个方面进行分析:
2.1 分级换热技术
分级换热技术是利用蒸馏塔进行的一种增效方式,它也能够对温度差异进行调整,以实现效能转换的目的。首先,工作人员要以塔板为操控载体,找出其中的对称方向,并安装中间换热器。精馏塔会对整个流程进行规划,以数据收集的方式来传递信号,将不同性质的物理材料以编号的形式表达出来,并选择对应的冷凝剂,降低因内部温差过大而出现的能耗增加情况。如果温差还无法得到调整,工作人员则可以在两塔板的中心安装再沸器。再沸器会设定化工生产的沸点,并以信号的传递方式来预测实际数值与整体热效率之间的差距。系统会自动的将多余的能量存储起来,并通过热量调整的方式进行有效规划,达到节能的目的。
2.2 塔系热集成技术
顾名思义,塔系热集成技术是指利用多塔蒸馏的方式来进行能量的收集,并体现多程序运行的有效性。从本质上来讲,塔系分布越广泛,越能够体现蒸馏量的节约性。因此,设计人员可以以整个的蒸馏塔为控制载体,按照内部构造将其分为上下两个部分。每一部分的工作任务不同,蒸馏塔上层主要对物料的投放比例进行设定,根据其物理性质的不同来逐个回收。如果相邻两物料之间的温度差异过大,系统则会对二者之间的沸点差异进行计算,并核定出一个平均值予以比对,将冷凝性较差的一部分放在蒸馏塔中进行能耗收集。而蒸馏塔下部的作用则是记录标准的操控程序,并按照进料口所能够容纳的用量进行信息整合。这样就避免了精馏程序的重复设定情况,使热能集中到一个区域,以达到二次回收利用的目的。
2.3 多效精馏技术
多效精馏技术是指在原料进入蒸馏系统时在精馏塔中进行增压,并依照温度的浮动规律进行热能的收集。这种方式有着极高的适用性,也能够在最大程度上提升能源的利用效率。一方面,工作人员能够根据具体的操作过程来规划双效精馏的总体程序。它可以分为以平流为主的多效精馏技术、以方向为区分的顺流和逆流流程。我们则依照情况的不同进行逐一分析。双效平流流程的特点在于物料的进入上。为了体现高效的节能性,设计人员将蒸馏塔的两侧进行综合性布局,以压力的高低作为区分。其中高压在塔顶进行产出,低压则在塔底进行流通,以“双路”的循环模式提升工作效率。同时,作为化工精馏器的重要部分,冷凝器与再沸器的利用是必不可少的。热源会从高压塔中进入到再沸调节中心,冷凝器则会利用换热系统来降低能耗。第二,顺流流程。作为低压底部热源的釜底液会在蒸馏塔中进行流动,原料则顺着进料通道进入塔顶。换热器在将二者集合后进行统一分析,并通过再热中心为蒸汽加热,体现能量的存储与收集。
3 精馏的工业化应用现状
精馏的工业化应用前景主要体现在以下几个方面:第一,虽然精馏技术的操作性非常强,但在应用上却有着一定的难度。许多企业由于缺乏经验,不能够做出符合自身情况的判断,反而会出现适得其反的情况。第二,精馏高效节能技术在很大程度上缺乏正确的示范与指导。因此,使得化工产品的质量出现了问题。针对以上情况,技术人员要致力于节能技术的自主研发,为工作效率的提升打下基础。
4 结语
综上所述,精馏高效节能技术是以化工生产流程的模拟为主,以节能为主要目标的设备管理手段。它不仅能够对化工工业生产状态进行规划,还发挥了新技术的作用,在一定程度上体现了环保性,同时也企业赢得了更多的经济利益。
参考文献
[1]高维平,杨莹,张吉波,刘艳杰. 化工精馏高效节能技术开发及应用[J]. 吉林化工学院学报,2008(03).
[2]高维平,杨莹,刘学线,张吉波,刘艳杰. 化工精馏高效节能技术开发及应用[J]. 计算机与应用化学,2008(12).
[3]刘勇全,吴玉龙. 化工精馏高效节能技术开发及应用研究[J]. 化工中间体,2015(02).
关键词:电气节能技术;石油化工;工程设计;电气能耗;电气系统
中图分类号:TE43 文献标识码:A
一、石油化工工程的节能发展趋势
能源是社会市场经济发展的重要推动力,通过对电力能源的优化应用,有利于推动我国社会经济的稳定性运作,电力能源关乎社会的稳定性及国家的安全性。随着我国社会经济规模的不断扩大,各种能源消耗量不断提升,我国是世界能源生产大国,也是能源消耗大国,随着可持续发展理念的兴起,社会大众对能源消耗状况、生态环保状况等有了一个全新的认识,其对能源利用水平、生态环境保护提出了更高的要求。
为了顺应能源可持续利用的发展趋势,必须健全能源管理体系,进行新型能源节能减排技术的应用,实现化工企业能源消耗模块的控制,实现企业整体能源利用率的优化,避免出现能源浪费问题,培养相关人员的节能管理意识,促进我国石油化工企业的稳定性发展,实现工程设计整体电气节能效益的增强。
二、电气节能技术概念
为了适应我国现阶段电气节能技术工作的要求,实现电子设备节能模块、照明系统节能模块、电子系统节能模块等的协调是必要的。在石油化工工作中,电气设备扮演着重要的工程应用地位,电力系统的节能工作是我国电气节能体系的重要组成部分。与此同时也需要实现电子设备环节、照明系统环节等的节能控制。
在电气节能工作中,其需要遵循以下的工作原则,需要满足生产设备的基本功能性,提升生产设备的工作效率,确保其可靠性及稳定性的提升。这需要提升设备的整体生产技术性能,在此基础上进行能耗水平的降低,提升工程的整体运作效益。在这个过程中,需要遵循经济性的原则,进行设备节能及投资回收期的分析,落实好相关的节能技术措施,实现生态效益、社会效益、企业效益的有效结合。
三、电气节能技术的具体应用策略
1.在电气节能技术应用过程中,首先需要从变压器选型环节、系统功率因素环节、线路功率损耗环节、高次谐波环节等展开分析。变压器是电气系统的常见电气设备,在石化企业日常工作中,一系列的变压器被投入使用,整体来看,这些变压器的电能总量消耗巨大,在变压器的选择过程中,需要根据变压器的负载率进行选择。
在这个过程中,负载率处于40%~60%时,可以有效降低变压器的额定负载,从而实现其损耗率的有效控制。在变压器的选择过程中,为了将负载率控制在上述范围内,必须进行变压器节能方案的应用,进行新型、高效型、节能型变压器的选择,实现企业生产模块能源消耗的有效控制。
2.为了提升企业的运作效益,必须进行系统功率因数的控制。这需要提升系统的功率因数,从而提升能源的整体利用率,通过对这个环节的控制,有利于降低电力成本、生产成本,实现线路电压的降低,实现设备整体利用率的增强,从而确保石油化工企业取得巨大的经济效益。在用电设备应用过程中,其是根据电磁感应原理进行工作的,无论是电动机,还是配电变压器等设备都需要进行交变磁场的建立,从而进行能量的转换及传递,在这个过程中,交变磁场的建立需要电功率即无功功率。在这个过程中,功率因数是有功功率与视在功的比值。
功率因数是对电源输出视在功率利用率的反映,功率因数在0到1之间,当电气系统功率因数趋向1时,电路的无功功率降低,这说明视在功率的利用率不断提升,从而增强系统电能的输送功率,通过对功率因素的提升,实现电路损耗的降低。在功率因数优化过程中,比较常见的方式有人工补偿方式及自然提高方式。通过对电动机选型模块、变压器模块、电动机模块等的优化,可以避免出现电机的空载运行状况,有利于提升设备的功率因数。通过对并联电容器补偿模式、同步电动机补充模式、动态无功功率补偿模式的应用,也有利于提升石油化工工程的系统电能输送率。
3.实践证明,通过对线路功率损耗状况的控制,有利于提升电气节能技术的应用效益。在这个过程中,凡是电流经过电阻的介质均会产生能量消耗,石油化工体系是一个复杂性的工程,其内部涉及各类种类的线路及设备,通过对线路功率损耗的控制,有利于提升电气节能的整体应用效益,为了解决实际问题,必须进行电气线路走向的合理性设计,进行线路长度的减少,进行线路粗细的合理性选择,实现线路损耗模块的优化。
受到外界干扰因素的影响,正弦波会出现一定的畸变状况,畸变程度越大,其具备越大的高次谐波能量,基波的分量也就越小。电网电压模块、电流基波模块等是电动机正常运行的基础,系统中的电压、高次谐波电流会导致额外无功损耗的增大,由于大量过电流、过电压等的产生,不利于提升系统设备运行的可靠性、安全性。为了进行电网高次谐波问题的解决,必须进行无源滤波技术的应用,该系统由滤波器、电力电子设备、电子控制设备等构成通过对系统工作模块的探测,进行畸变波形的抵消,实现标准性正弦波的输出。
4.为了满足实际工作的要求,进行系统供电率的提升是必要的,从而实现电压节能的稳定,进行电压运作模式的优化,避免出现电压不稳定的状况。为了确保供电模块的有效性,必须进行用电设备额定电压环境的创造,在这个过程中,如果额定电压小于供电电压,就会导致过高空载电流的产生,从而不利于能源成本的控制。如果额定电压大于供电电压,就会导致较大负载电流的产生,导致线损率的提升,从而出现一系列的能源浪费状况,为了解决实际问题,必须进行供电电压的合理性选择。
通过对照明系统节能性的提升,有利于增强石油化工工作的整体应用效益,这需要进行能源消耗低的电磁感应灯、LED灯、节能灯等的选择,这些类型的节能灯具备较小的能耗成本,其整体使用寿命长。在照明系统工作过程中,过高的电压会产生大量的热量状况,从而不利于照明设备寿命的提升。为了进行系统回路电压的有效性控制,必须进行照明系统节能方案的优化,实现设备使用寿命的提升。
在石化企业工作模块中,电子设备节能体系主要包括计算机节能模块、PID控制节能模块、打印机节能模块等。为了提升系统的整体节能性,工作人员必须养成良好的工作习惯,养成随手关闭计算机显示器的习惯。在系统操作过程中,需要将操作模式尽量设置为省电模式,复印机、打印机等设备需要在不使用时选择待机或者关系。在PID控制系统设计过程中,需要进行低功率模块的选择。我国正处于社会经济的蓬勃发展时期,在这个过程中,经济的不断发展推动了我国科学技术的改革,为了实现社会经济的可持续性发展,必须进行电气能源消耗状况的控制,降低我国能源总消耗成本,实现对国家资源的保护。
结语
为了适应现阶段市场经济的发展要求,必须进行能源节能减排方案的优化,整体来看,电气节能工作是一个循序渐进的过程,需要实现系统各个电气节能环节的分析及应用,从而实现电气能源整体消耗成本的控制,确保石化企业经济效益的增强,满足现阶段市场经济的发展要求。
参考文献
[1]毕利媛,潘亮.电气节能技术在石油化工工程设计中的应用[J].中国高新技术企业,2015(18):101-102.
关键词:电气自动化;节能设计;电气工程
0引言
电气自动化技术在人们的生产生活中有十分广泛的应用,且随着近年来信息技术的发展,电气自动化技术获得了更好的发展,在各行各业中的应用更为有效和广泛。节能减排理念近年来在电气自动化工程中得到了十分广泛的应用,这促使电气自动化设计越来越重视节能设计,这对促进电气自动化工程高效发展起到了十分重要的作用[1]。就现阶段电气自动化工程中的节能设计来说,无论是设计理论知识还是实践经验均取得了很好的成效,在进一步落实环境保护和促进经济发展中的作用日益凸显。基于此,进一步明确和掌握电气自动化工程中的节能设计技术应用要点与策略尤为关键,必须给予充分的重视。基于此,本文对电气自动化工程中的节能设计技术应用要点作如下的论述。
1电气自动化工程开展节能设计的意义
目前来看,节能设计已经成为电气自动化工程的主要趋势,在电气自动化工程中获得非常好的发展,真正意义上贯彻和落实了节能减排战略。电气自动化工程开展节能设计主要有以下三点意义:1)任何投入使用的电气设备均会消耗电能,当前阶段我国的电能资源属于常规性能源,随着近年来社会经济的发展,能源短缺问题对经济发展的影响越来越显著,这让节能减排成为了电气自动化工程开始广泛探索的问题之一。通过将节能理念融入到电气自动化工程设计中,可以很好地提升工作效率,降低能耗,帮助企业获得更好的经济效益。2)电气自动化工程对平稳运行有很高的要求,以往所使用的技术虽然可以一定程度上提升工作效率,但实际运行过程中的安全性和稳定性不足,极易导致供电和输电系统出现瘫痪的问题。近年来随着节能设计理念在电气自动化工程中的深入应用,发现电气自动化节能技术不仅可以减少能源的浪费,可以很好地确保供电系统与输电系统运行的安全性,对提升企业经济效益有十分重要的意义。3)在长期的使用过程中发现,电气自动化系统在运行过程中会很容易产生谐波,所产生的谐波会对电网造成很大的损害,不利于电力设备的保护。要有效解决这一问题,必须结合实际情况从节能方面来着手。在近年来的实际使用中发现,将诸多节能技术应用到电气自动化工程中,可以有效减少电气系统运行过程中的能源消耗,在消除谐波方面有十分显著的优势,可以最大限度避免对电网的损害,这对实现电网设备可持续使用意义重大。
2电气自动化工程中节能设计遵循的原则
电气自动化工程涉及到很多的专业性知识,实际在开展节能设计工作时会遇到较多的困难,如何确保节能理念可以有效贯彻与落实到电气自动化工程中尤为关键。因此,在开展电气自动化工程的节能设计时,要严格遵循相关的原则,以此最大限度发挥节能技术的优势。总的来说,电气自动化工程应用节能设计理念时需要把控好以下四方面的原则:1)安全性:从配电设备这一角度来说,电气自动化系统要想在运行过程中始终保持高效和平稳,必须做好配电设计工作,尤其是要做好配电设备的设计工作。具体来说,在配电设备设计过程要严格遵循安全性的原则,充分考虑电气设备的负荷容量,并以此为基础来落实好线路和其他设计工作,最大限度确保供电系统运行的安全性与稳定性。另外,在配电设计时要做好一些细节方面的工作,比如需要做到防静电设计与防雷设计这两项工作。2)高效性:从电气设备这一角度来说,如何有效提升设备运行效率与质量是必须考虑的问题。对于电气自动化系统的设备来说,有很多设备运行状态下的功率并不是处于最高值,一些设备运行状态下的功率还会远低于额定功率,这直接影响了设备运行效率与质量[2]。为此,在实际开展电气自动化工程节能设计时,要充分做好有关于电气设备方面的设计工作,将提升设备运行效率作为设计的重要原则来把控,同时确保可以有效减少电气设备运行过程中的能耗。3)环保性:电气自动化工程开展节能设计的根本目标在于减少不必要的能耗,因而环保性原则是始终需要考虑的原则。在设计过程中要重点做好两方面的工作,一是要结合设计需求来合理选择电气设备和材料,在保证质量的同时确保环保性能。二是要加强对周围生态环境的保护力度,在确保电力能源可以满足供应需求的同时,要最大限度地降低环境污染。4)经济性:经济性原则也是电气自动化工程开展节能设计时需要重点考量的原则,要确保通过节能技术可以有效降低能耗,且不用出现成本增加的问题。在实际设计时,要对电气自动化工程的节能效果与经济效益做到全量的分析,寻求两者之间的平衡点,确保可以通过节能设计工作来帮助企业获得良好的经济效益。
3电气自动化工程中的节能设计技术———电能传输消耗控制技术
电能在传输过程中会因为多种因素而导致有功功率有较大的消耗,比如导线本身便存在一定的电阻,在运行过程中会不可避免地导致电能出现传输消耗问题。结合这一问题,目前最为针对性且有效果的方法是减少导线上的电阻。在方案确定时,考虑到导线的电阻与横截面积存在着负相关关系,因而可以尝试利用导线与横截面之间的关系来减少导线的电阻。基于这一考虑,结合当前的实际能力,可以使用四种方案,一是从材料选用类型来着手,尽可能去选择电导率更小的材料来作为导线使用,相信这样可以很好地减少电能的消耗。二是结合实际情况来合理调整导线的长度,在电路设置时充分确保导线可以走直线,避免设计出走弯路的方案。三是将变压器尽量布设在靠近负荷的最中心,缩小供电系统之间的距离。四是可以考虑增大导线的横截面积,这可以很有效地减少导线的电阻,电能损耗也可以随之减少,对实现电能传输消耗控制有十分显著的效果。(1)合理选择变压器变压器在电气自动化系统运行中发挥着十分关键的作用,同时也是节能设计的重点,原因在于变压器可以直接影响电气系统的用电功率,影响电流电压的有效切换。这要求在变压器选择时,要对节约能源作深入的考量,通过使用规定变压器型号来实现控制其有用功率消耗量的目标。为实现这一目标,在变压器选择时要对以下原则作充分的考量:1)严格遵循节能原则,尽可能去使用铜片和绝缘材料。2)铜材料在变压器运行中发挥着重要的作用,出于节能考虑,要有效提升铜材料的应用频率。就近年来的变压器设计来看,通过在电线电柜中使用硅材料来代替铜材料,可以实现两方面的目的,一是可以确保变压器在空载运行过程中有很好的运行效率,二是可以最大限度减少变压器运行过程中的能耗,以此来实现节约能源的目的。3)目前来看,市面上的变压器类型较多,在选择时会有一定的难度,为此要始终秉承选用节能型的变压器这一原则。待正式投入使用后,要做好维修保养工作,并在使用一段时间后及时更换,这对确保变压器功能有重要的意义[3]。4)变压器设计时要考虑采用一些单相自动补偿设备,原因在于通过单相自动补偿设备可以有效确保流动的三相电的电流处于平衡状态,可以最大限度减少变压器自身所承受的消耗。另外,也可以考虑将单相用电设备连接到三相电源上,以此来有效避免负荷不平衡问题的发生,这样也可以实现控制变压器电能损耗的目的。5)变压器数量与容量的科学确定也十分重要,如果变压器的容量无法满足电力系统的运行需求,则势必会导致变压器的使用寿命受到影响,电力运输质量也会随之受到影响。如果变压器的容量大于电力系统的运行需求,则又会导致资源的浪费,不利于节能设计目标的实现。因此,在选择变压器时要严格按照实际情况来确定变压器容量。另外,在数量上也要加以控制,变压器的台数不宜过多。通常情况下,变压器的数量应以2台为准,将2台变压器以并联的方式联系起来,不仅能够确保电气自动化系统运行的平稳性,而且能够最大限度避免能源的浪费,这对于落实电气自动化工程节能设计是十分有利的。(2)合理选择无功补偿设备因为功率因数偏低会导致用户的用电成本有所增加,为有效确保无功功率处于平衡状态,需要结合实际情况来选择最为合适的无功补偿设备。考虑到无功补偿设备在选择时需要考虑较多的因素,为此在实际选择时要严格遵循相关的原则,确保无功补偿设备有充分的适用性。总的来说,无功补偿设备选择时要遵循三方面的要点。一是若使用电容器来实现补偿目的,则要根据参数来确定电容器容量。二是考虑到以往的补偿电容器中的电容器分担方式有一定的局限性[4]。为此,在节能设计理念下,为实现最佳的补偿效果,可以采用集调节平衡、定位准确及适应面广泛的一体化切投方式。三是在安装无功补偿设备时,最好是就地安装,直接完成补偿,这样可以最大限度减少线路上的无用功传输,对实现节能效果有十分大的裨益。
4结束语
电气自动化技术的应用对实现电力生产、输送及供应的自动化控制有重要的作用,应用效果越来越显著。目前来看,节能设计已然成为推动电气自动化更好发展的强有力手段,实际应用时可以取得良好的效果,今后要进一步加大研究力度,以此掌握更多有关电气自动化系统节能设计的知识。
参考文献
[1]丁晶晶,董丽丽,王磊.浅析电气工程及其自动化中存在的问题及解决措施[J].南方农机,2020,51(7):232.
[2]梁继军.探究电气工程自动化及其节能设计[J].大众标准化,2020,317(6):88-89.
[3]张沫然,赵文佳,姜楠.电气工程自动化信息技术及其节能设计探讨[J].通信电源技术,2020,37(10):238-239,242.
[4]杨兴旺.探析电气工程及自动化发展问题及解决对策[J].建筑发展,2020,4(3):44.
关键词:化工工艺;节能降耗;技术措施
1化工工艺节能降耗现状分析
在世界范围之内,化工行业始终都是一个对能源总量要求极高的行业,受到了全球范围的关注,在实际的工艺生产阶段,能源的使用长期以来都是困扰化工企业的一大难题,在生产阶段存在着各种各样的影响因素,这些因素有一部分是不科学的,也有一部分是无法逆转的,如果这些因素出现将会直接导致能源损耗问题的发生。与此同时,在具体的生产阶段,还不能忽视掉人为因素的影响,这同样是一个造成能源损耗的关键因素,例如,技术人员没有严格的根据规范的要求操作等等。因此,要从根本上实现节能降损的目标,就一定要积极采取有效的措施来尽可能的减少生产阶段的能源损耗,要真正的达到降损的目的,就应该从生产设备着手,对相关设备进行进一步的升级,使得这些设备可以达到节能减排的标准,同时,还应该严格的要求工作人员根据相关规范进行操作,防止造成不必要的能源损耗。近几年来,随着我国经济发展水平的不断提高,能源消耗总量也在呈现着逐年上升的趋势,众所周知,化工工艺当中绝大多数资源都是不可再生资源,在长期大量的能源使用之后,必然会存在能源短缺的问题。很多的化工成本都是偏向于能源损耗上。因此,减少能源的使用,不仅可以有效的控制化工成本,也可以大幅度的提高化工企业的综合竞争能力,对于尽快的占有市场份额具有着非常重要的作用,同时,也有助于创造理想的经济效益。近几年来,随着我国经济发展水平的不断提高,环境问题也逐渐凸显出来,温室效应,酸雨等问题的存在在很大程度上影响着人们的正常生产生活。归根究底,这些问题的存在有很大一部分的原因是由于化工工业的不合理作业造成。
2化工工艺中常见的节能降耗技术措施研究
2.1改善化工工艺条件,合理控制生产综合能耗
在化工工艺当中,建议对化工反应工艺的条件进行适当的改善与调整,以此来达到科学控制生产工艺整体能耗的目标。主要可以从下列几个环节展开:(1)积极采取有效的措施来进一步降低化工生产反应外部压力,利用科学有效的方法,指出化工反应的具体压力,不仅可以为化学反应的正常稳定运行奠定坚实的基础,还可以大幅度的降低反应物输送过程当中,电机拖动系统所造成的整体损耗,然后达到节能降损,提高生产效益的目标。(2)当确定好化学反应物确实可以顺利反应环境条件之后,应该对吸热反应温度进行积极有效的调整,控制吸热反应温度以此来不断的降低化工工艺综合的热量,促进热能利用率的大幅度提升。
2.2加强新工艺、新技术与新设备的使用
积极地使用节能连续型,操作简单,能量转换速度较高的工艺方法,同时,还应该积极地借助于相应的技术来进行化工技术的不断升级,从而使得化工产品的整体效益得到有效的提高。另外,还可以积极地使用高效分馏塔、换热器等各种各样的节能设备,保证机械设备在正常运转的过程当中消耗更低的能量,从各个方面着手,实现化工企业的节能降损,促进化工企业经济效益的有效提高。
2.3重视对生产全过程中动力能耗的控制
在化工生产阶段,动力能耗这一要素也应该引起化工单位人员的高度重视,具体的实践可以参考以下几个方面的内容:(1)尽可能的采用变频节能调速,在变频节能调速的具体使用阶段,借助于变频节能动态调速方案,在此基础上进行进一步的升级与优化,这样一来就可以为电机拖动系统在输入方面以及输出方面提供长时间的动态平衡保证,同时其对于有效的缓解化工单位长时间存在的装置负荷率低的缺陷有着非常有利的影响。(2)进行化工供热系统的优化处理,作为化工企业,应该牢固树立起节能降损的理念,从整个局面考虑来进行系统的合理配置,具体可以从供热系统的温位热源的功能特性展开,对系统进行不断的优化,使得其能够在各个装置之间更加有效的联合在一起,达到看冷能源与热能源转换范围扩大的效果,从根本上避免高热低用问题的出现。(3)应该对污水回用技术给予大力的支持,化工企业不仅要提高所有人员的节水意识,还应该提高他们的污水回收利用的意识,只有这样,才可以真正的达到水资源浪费最低的目标。此外,还应该通过相关的技术,对余压、余热等各种资源进行充分的利用,也能够在很大程度上降低化工企业的能源损耗。
2.4科学使用化工生产添加剂
当化工企业的加热锅炉经过了长期的使用以后,会存在着各种各样的问题,例如存在着厚厚的污垢、锈蚀等等,这些问题的存在将会导致锅炉的传热系数受到很大程度的影响,进而导致化工能源的大量消耗,造成能源的浪费,因此,需要对反应设备进行相应的护理与检查,可以采用阻垢剂来避免锅炉污垢的行程,此外,还可以通过化学反应催化剂,来避免生产阶段出现不必要的副产物,这同样也是提高能源利用效率的可用措施。
3结语
对于化工企业来说。节能降损对于其生存与发展有着至关重要的影响,该项技术具有专业性高的特点,其涉及到诸多方面的内容,在具体的生产阶段需要利用到各种各样的先进设备与技术方法,从而来有效的控制生产阶段的能量损耗,最大限度的利用生产阶段的能量,同时,化工企业的管理人员需要不断的加强管理的力度,切实的将监管工作做到位,确保在化工工艺过程当中真正的实现节能降损。
作者:常蔓丽 单位:甘肃工业职业技术学院
参考文献:
[1]李岳姝.化工工艺中节能降耗技术的应用[J].化学工程与装备,2015(08):52-53.
关键词:节能降耗;生产工艺;化学反应
在很多化工产品的生产过程中都存在着能源消耗过多甚至浪费的情况,在很大程度上增加了企业的生产成本,也极大地阻碍了化工行业的长远发展。基于以上背景,笔者认为非常有必要在生产过程中引入节能降耗工艺,不断地优化生产过程,尽最大努力避免能源的大量消耗和能源浪费情况,大幅度降低生产成本,提高化工产品的市场竞争力,进而在提高企业经济效益的基础上降低对环境的污染。在本次研究中,笔者首先分析了化工节能技术的使用现状,在此基础上提出了几种节能降耗的措施,希望能够推动化工行业的可持续发展。
1化工生产中节能技术运用情况分析
在生产的过程中,能源并不会凭空的消失,所以,能源的损耗都是有原因的,例如保温的厚度不够、设备的选型不当、装置年久失修、生产工艺跟不上时代潮流等。在目前的化工生产过程中有一种特别常用的软件叫“化工流程模拟软件”,运用这个软件可以非常准确地分析工艺过程中的物性数据,从而给新装置的设备选型和老装置的改造提供非常有参考价值的依据。然而,目前许多化工企业仍然存在一种错误的思想,他们认为在生产过程中有能源的损耗是正常的,同时,用于改进生产工艺所投入的资金远远大于节约能源的费用,因此,很多化工企业都不愿意去更新设备或者改进生产工艺。当然,这种思想是错误的,不可取的,虽然改进工艺和更换设备的一次性投入很大,但是所带来的回报却是非常持久的。是化工企业在可持续发展过程中必须要选择的路,会指引一个企业发生翻天覆地的变化。
2关于节能降耗技术的研究
2.1设备选型的得当
纵观化工产品的生产过程,所有能量的传递都是在设备上进行的,恰当的设备选型不但能够提高产品的生产效率,同时也能够在极大的程度上提高能量的利用效率,达到降耗的目的。所以笔者认为设备的选型是节能技术的重要体现形式。在进行化工生产设备选型的过程中一定要遵循以下四个原则,一是合理性原则;二是先进性原则;三是安全性原则;四是经济性原则。并且这四种原则缺一不可。第一,合理性主要是指设备在结构上是合理的,便于操作的,利于生产的,和企业自身的生产条件相符合;同时,合理性也指材质在选型上是合理的,设备的材质应该结合生产工艺条件来选型,在化工生产过程中时常会遇到强酸、强碱等情况,不可避免的会引起设备不同程度的腐蚀,如果不多加小心将可能造成设备的损坏,甚至带来严重的事故或者灾害。第二,先进性体现在很多方面,要求设备在运行的过程中是安全、可靠而高效的,同时设备的自控水平高,具有较大的单位产能和较低的单位能耗。第三,安全性体现在工人劳动强度非常小,不存在或者少存在对人身安全有危险的方面,在运行时非常平稳,对于现场的工作环境要求比较低。第四,经济性是企业能否选择设备的关键因素,在选择设备的时候一定要考虑投资的费用是否合理,设备在运行的过程中所需要的费用是多少,保证设备的性价比高。
2.2生产工艺的优化
生产工艺的优化也是降低能耗的重要措施,在进行生产工艺优化的过程中主要有以下几种方法:(1)选择合适的溶剂。溶剂在生产过程中发挥的作用不容小觑,在产品的收率、质量、三废量等很多方面均体现出非常关键的作用。如果溶剂的使用不当将会降低产品的收率和质量,加大三废的处理量,并且在处理这些废物的过程中增大能源的损耗。基于以上情况,怎样正确处理这些副产物成为目前急需解决的问题。倘若不可以对这些副产物进行恰当的处理,将产生不可设想的后果。不但会给人们的身体健康带来不良的影响,同时也会给环境造成极大的破坏。所以,一定要努力选取可以提高产品收率、提升产品质量、降低三废处理量的合适溶剂。(2)选择合适的催化剂。催化剂对于化学反应具有非常重要的作用,催化剂的加入能够改变反应速率,还可以适时降低反应温度、降低压力,同时降低产品的单位能耗。(3)选择合理的反应物。反应物直接影响着产物,所以要求在进行化工生产之前要选择合理的反应物。然而,在实际生产过程中狠多企业都会考虑成本等因素,从而选择一些自身含有剧毒或者能够产生大量三废的化合物作为反应物。可是这样做并没有得到企业预想的结果,相反,将会导致后期三废处理成本的大幅度提高,更加不利于企业生产的可持续发展。
2.3制度管理的加强
对整个生产过程进行良好的约束和管理是降低能源消耗的一种行之有效的途径。能够影响生产结果的因素包括两个方面,一方面是客观因素,一方面是主观因素。对于客观因素而言,常常是人们无法改变的,而对于主观因素来说也是能够通过努力进行控制的,这就是约束和管理的作用,在最大限度内控制失误发生的比率。如果想要实现节能的终极目标,就一定要在思想上明确节能降耗的重要意义,体现在良好的管理上。对于化工企业来说,务必要建立一个专门从事管理工作的机构,对相应的生产技术和管理制度做出明确的规定,并且在实践中不断修订和完善。如果是相对复杂的操作程序一定要提供具体的操作示范。结合具体的操作流程设定一个可消耗能量的范围,如果发现存在超过这个范围的情况,就要进行追踪和改进。
2.4关注余热的循环利用
纵观化工生产的全过程,精馏过程无疑是能量消耗相对大的操作单元。精馏塔釜要求运用高品味热源加热,而塔顶的低品位蒸汽又要求运用低温媒介冷凝冷却,以上过程中存在的一热一冷,不但消耗了大量的能源,同时塔顶的低品位蒸汽潜热也不能得到非常有效的利用。热泵技术是现阶段较新型的节能降耗技术,它可以把塔顶蒸汽通过压缩机把低品位蒸汽压缩成为高温高压气体,然后将此气体通入塔底再沸器做为再沸器的高温热源使用,在加热塔釜液体的过程中,塔顶高压蒸汽也得到冷凝,通过这种方法塔顶蒸汽的冷凝潜热就可以得到有效的利用。除了精馏塔低品位热源压缩再利用之外,蒸汽冷凝水的余热回收再利用也是一个非常好的方法。将每个疏水阀排出的冷凝水进行收集之后送入闪蒸器,闪蒸产生的二次蒸汽可用来加热一些对温度要求不高的地方,比如产物干燥、加热洗澡水、三效蒸发的二、三级蒸发器等;以此同时,闪蒸器排出的低温冷凝水是相对干净的蒸馏水,和普通工艺水进行比较的话存在不易结垢的优点,能够延长设备的使用寿命。如果需要的话,这些蒸馏水能够经过简单的过滤除杂程序而被再次送回废热锅炉用于生产蒸汽,通过以上途径能够对冷凝水和余热进行充分利用。
2.5降低动力能耗
在化工生产过程中的动力能耗涉及两个方面,第一是电力能耗,第二是蒸汽能耗。在具体的生产过程中,动力能耗在实际能源总消耗中所占的比例比较大,所以,降低动力能耗成为节能降耗过程中不可忽视的一个方面。如果打算降低动力能耗可以从用电设备和用汽设备两方面入手。针对大功率用电设备,比如电机等设备可以增加变频调节,从而让其负荷率维持在较高水平;针对小功率的用电设备,比如给灯加装声控开关,来避免在无人状态下持续工作。加大巡查和检查的力度,特别是阀门、管道、设备的衔接处密封面,以免出现跑、冒、漏、滴现象。
3结论
综上所述,在化工工艺生产过程中,存在着很多能源浪费的情况,为了节约能源并提高企业的经济效益,笔者对化工生产过程中的节能降耗技术进行研究。通过研究发现,节能降耗技术所包括的内容比较多,在进行具体的操作时一定要结合化工企业自身的实际情况,采取最恰当的措施。本文中笔者首先介绍一下目前我国化工企业运用节能降耗技术的基本情况,以此为基础提出了五种节能降耗的方式,希望能够给化工企业一些启发,让他们不再因前期的投入而对节能降耗望而却步。也希望以上五种措施能够带领企业认识到节能降耗的重要意义,不断促进企业的发展。
参考文献
[1]李严会,张孝远.化工工艺设计中安全危险的问题研究[J].化工设计通讯,2016(1).
[2]张林强.节能降耗技术在化工工艺中的应用与实践探究[J].化工管理,2016(23):311.