“今后及相当长一段时间内，节能与环保仍将是我国空分设备服务的主战场。”在6月28~29日中国通用机械工业协会气体分离设备分会于天津主办的2018空分设备运行优化及新技术应用论坛上，与会专家从空分设备运行优化、节能改造、环保等方面进行了交流。
挖掘节能空间 精确优化工艺流程
中国通用机械工业协会副秘书长、气体分离设备分会秘书长徐建平表示，2016年底开始到现在，空分设备和其他气体分离设备迎来一波新的需求，这主要来自煤化工、石油炼化、冶金三大行业。预计这波需求，还将持续2~3年，特别是煤化工项目建设周期长，单个项目对空分设备的需求量大（制氧规模与数量），冶金工业的节能降耗需求将在相当长的一段时间持续增加。粗略统计，2017年空分设备制氧总容量超过3900万m3/h，带来能耗约3120万kWh，相当于1.5个三峡水电站的装机容量，因此节能潜力是巨大的，安全稳定运行的压力也是巨大的。
杭州杭氧股份有限公司空分设计院高级工程师谭芳表示，要实现空分设备的节能与安全，离不开精确优化的工艺流程技术。她认为，工艺流程的先进性是空分装置先进性的必要条件。杭氧通过对空分设备年能耗费用、机组配置、安全性、稳定性、经济型、可能的系统性风险进行定性和定量分析，最终确定能耗最低、机组配置最合理、运行安全稳定、系统集成风险较小、最为经济的空分装置流程方案。
谭芳强调，安全设计和运营是首位的。她举例说，1套4万等级空分装置，节约4%的空压机能耗，以每度电0.5元计算，1年可以节省260万元的电费。如果因冷箱内管道断裂沙暴引起的后续生产中断，每天的损失，少则以百万元计，多则以千万元计。因此，节能应当作为空分生产商和运营商长期追求的目标。
优化设备性能 实现高效节能安全
据了解，杭氧通过对预冷系统、分子筛系统、主冷凝蒸发器、板翅式换热器、高效填料下塔、中压气体膨胀机、液体膨胀机等单元设备进行优化设计，最终实现了高效节能安全的目标。
谭芳告诉记者，以1套20000Nm3/h空分装置为例，空冷塔下段设计流量200m3/h，以每度电0.5元计算，采用高效节能的预冷系统后，每年可节省电耗4.78万kWh，每年节省运行费用2.39万元。分子筛系统采用了杭氧特有的气体均布结构，分子筛分布均匀，工作阻力小于5kPa，降低空压机排压超过6kPa，吸附器占地面积减少20%~70%，氮气、蒸汽以及电费用量减少，增加的分子筛投资成本在1~2年内便可收回。对于主冷凝蒸发器，杭氧采用了高密度翅片，保证了传热效果；多层主冷、低液位蒸发工艺方式，使液氧平均沸腾温度下降，进而主冷温差缩小，降低了能耗，空分设备的安全性、高效性、节能性得到大大提升。
来自沈鼓集团空分工程部的技术人员陆遥在论坛上介绍了沈鼓空分领域配套离心压缩机组性能优化案例。他告诉记者，沈鼓通过结构优化设计、模型级开发、安全可靠性分析、试验验证和对比、加工技术优化、大尺寸零部件加工和装配等，实现了空压机和增压机设备的高可靠性、低能源消耗和大型化。
另外，沈鼓把公司最新的科技成果、最先进的单元技术，成功应用于山东海化集团节能减排、上海石化国外机组设备升级、宁夏清洁能源LNG机组节能减排、茂名石化百万吨乙烯裂解气增容扩容、大庆炼化国外富气机组节能减排、盛隆化工汽改电环保建设、镇海炼化增容扩容等改造项目中，并得到业主的认可。
减少噪声污染 已有综合治理解决方案
噪声往往是一种容易被忽视的环境保护问题。我国环境噪声污染防治法早在多年前就已经对社会生活环境噪声排放标准、工业企业厂界环境噪声标准、各类工作场所噪声限值等给出明确规定。
据武汉市宏森环保技术工程有限责任公司营销总监李顺莲介绍，透平空气压缩机组作为一种重要的空分设备，运行过程中噪声能量大，属高频噪声，是制氧区域主要噪声源之一。其吸气口、进气管道、压缩机本体、排汽管道、排放口、中冷器等处均会产生强烈的噪声，尤其是中冷器排放口噪声通常达到115~125dB（A），其他各部位噪声也在100dB（A）以上，容易造成严重的噪声污染。氮压机、增压机、膨胀机等各类压缩机由于转速均较高，最高的噪声可达110dB（A），最低的可达95dB（A），易构成局部较严重的噪声污染。此外，制氧厂区域内各类管道纵横交错，气体或液体在管内高速流动时产生的涡流噪声，极易引起管壁振动，进而辐射出噪声。
“针对不同空分设备产生噪声的实际情况，宏森环保开发了一系列噪声综合治理解决方案，如厂区对职工劳动保护要求为目的的解决方案、以厂界达标治理及厂区对职工劳动保护要求为目的的解决方案等。根据不同的现场条件及业主的不同要求，灵活有效地进行降噪技术组合，有针对性的提出治理措施，保证了边界噪声排放符合相关标准要求，实现了降噪兼顾劳动保护的目的。”李顺莲告诉记者。
据了解，宏森环保噪声综合治理解决方案已经成功应用到南钢制氧厂区、酒钢制氧厂区、玉得气体制氧厂车间、鄂钢制氧厂老区的噪声治理上。通过对制氧厂主厂房内的管道、冷却器、机体隔声阻尼包扎，对空压机组、制氧机、氧压机、氮压机安装隔声罩，对制氧厂主厂房内墙面设置吸声体，更换隔声门窗及通风散热系统等，制氧机组、膨胀机组厂房内等噪声达到相关标准的规定（即昼间≤55dB(A)，夜间≤45dB(A)）。这不仅改善了员工的工作环境，而且厂区附近居民的日常生活得到了保障。（ 本报记者 耿明月 杨扬）
