从氧站工艺改造谈节能降耗降低成本.docx

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 耗、节约成本的目标关键词：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1 2万余元1.2.4 折旧、人工成本在折旧方面，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：电费水费维修折旧人工合计80万元3.2万元12万元4万元144万元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 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，高于集 团公司内部价格13.28 元/瓶2. 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：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 —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 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 万元电费折旧人工购液氧合计0.54万元1.45 万元28.8万元124.8万元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）折标煤（吨）水耗（吨）改造前16019.66421680改造后1.080.130同比-99.3%-99.3%-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）水费（万元）折旧（万元）人工费（万元）维修（万元）购液氧（万元）小计单瓶氧气 成本（元）改造前803.24144120243.226.52改造后0.5401.4528.8124.8155.5912.96同比-99.3%-100%-63.75%-80%-36%-51%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。