空分设备分子筛系统电加热器节能改造

文章来源:/         发布时间:2017-07-25 21:33

 
  电加热器|PTC电加热|电热管|液氨蒸发器:/
 
  加热器是空分设备、石油化工、食品工业、冶金工业中应用非常广泛的设备,它主要由电加热器和蒸汽加热器二大类,在空分设备中,主要是利用电能或蒸汽冷凝的热能来加热污氮气,当污氮气被加热到一定温度之后,便可用于分子筛系统的再生。
 
  传统的空分设备主要是以电加热器为主,但电加热器所需电量非常大,随着能源越来越紧缺,国家对节能减排工作的重视,在空分设备的投入中,只要是有蒸汽条件的地方,用蒸汽加热器替代电加热器就成为一个必然趋势。
 
  本文论述了对已投入运行且使用电加热器的空分设备进行节能改造,利用钢厂部分富余蒸汽,在电加热器前串接一台蒸汽加热器,将污氮气先经蒸汽加热器预热后再经电加热器加热,以达到节约电能消耗,节能减排之目的。
 
  1.工艺流程
 
  1.1、常规用电加热的分子筛纯化系统流程(图1)
 
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  图1  电加热的分子筛纯化系统流程图
 
  MS1/2---分子筛吸附器   EH1/2---电加热器   SL1---消音器
 
  污氮通过电加热器加热后,对分子筛进行解吸再生,以一套“二万五”的空分设备为例,每台电加热器功率需1500kw。
 
  1.2、改造后的分子筛纯化系统流程(图2)
 
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  图2  改造后的分子筛纯化系统流程图
 
  MS1/2---分子筛吸附器   EH1/2---电加热器
 
  SL1---消音器    SH1---蒸汽加热器
 
  2.蒸汽加热器选型
 
  蒸汽加热器可选用高翅复合管型或低翅直排型二种结构型式。
 
  2.1、高翅复合管型蒸汽加热器(图3):
 
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  图3  高翅复合管型蒸汽加热器
 
  该蒸汽加热器没有管板,而采用了集合管形式,一个集合管分别对应一组换热管,每台蒸汽加热器分为N个组别,下端的集合管可在筒体内自由浮动,换热管采用了不锈钢外套铝管轧制成高螺纹管的形式。该蒸汽加热器产品比较成熟,运行稳定、可靠。
 
  2.2、低翅直排型蒸汽加热器(图4)
 
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  图4  低翅直排型蒸汽加热器
 
  该蒸汽加热器设计成蒸汽与工艺气体成错流型式,气体一次横掠管束,气体的进出口接管在同一标高,安装比较方便,从而大大缩小了整套设备的占地面积。换热管采用碳钢或不锈钢整体轧翅管,传热效率较高,所以,整体结构紧凑、体积小、重量轻。
 
  2.3、以上先容的二种型式蒸汽加热器均能满足改造之技术条件,由于本文论述的是针对已投运的空分设备电加热器进行改造,每个项目情况各有不同,设备及管道布置也不同,所以,需根据场地空间及现场管道的实际情况进行合理的选择。
 
  3.改造优势
 
  本文探讨的是利用钢厂部分蒸汽,对已运行的空分设备电加热器进行改造,在电加热器前串接一台蒸汽加热器,将污氮气进行预热后再经电加热器加热,以达到节约电能消耗,节能减排之目的。此改造计划简单易行,投入少,回报高,是空分设备减少运行成本、节能减耗行之有效的技术方案。
 
  以一套“二万五”等级的空分为例,每套电加热器功率为1500kw,利用钢厂约0.4mpa的蒸汽源,串联一台蒸汽加热器,功率为900kw,污氮经蒸汽加热器加热后,出口温度可达到120℃,再将120℃的污氮气经电加热器加热,电加热器功率只需500kw,以一天工作12小时计算,则每年可减少(1500-500)*12*365=438万kw·h电耗,按0.67元/kw·h计算,年节约电费约300万元。
 
  蒸汽加热器功率为900kw,蒸汽消耗量约为1.6t/h,则每年蒸汽消耗量为1.6*12*365=7000t,按110元/t计算,则每年所需蒸汽约为80万元。
 
  按以上计算,该项目实施后,每套“二万五”等级的空分,可实现年节约运行成本约220万元。
 
  该项目所需新增一台蒸汽加热器及配套的阀门、仪表、管路等,项目总投入预计为100万元,按以上分析,项目投入半年就可收回成本,经济效益非常明显。
 
  4. 结语
 
  根据国家和地方相关标准、规范及能源发展政策的要求,利用钢厂管道部分富余饱和蒸汽,充分利用工程热余量,在电加热器前串接一台蒸汽加热器,来实施对电加热器的改造,从而达到减少电能消耗、节能之目的。
 
  国内首个改造项目已在河北前进钢厂得到应用,效益明显。
 
  该技术可在类似的空分装置特别是在众多杭氧气体威尼斯国际平台app中得到大量的推广应用,可为制造及运行企业创造具大的经济和社会效益。
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