摘要：

　　南通宝钢钢铁有限公司能源部分别配套安装4500m3/h和6500m3/h两套制氧机，两套制氧机低压氧从分馏塔输出压力不同，由于钢铁企业的生产波动较大，在制氧机供氧上常发生供大于求的现象，造成制氧机高压氧放散量居高不下。针对这种现象利用两套制氧机配套的氧压机加工气量的不一，将4500m3/h6500m3/h两套制氧机的低压管道连通，并克服了压力不等的情况，实现了低压连通为调整用能峰谷而削峰填谷以及节能降耗的目标.

　　关健词：制氧机;氧气;压力;供能;节能 前言： 南通宝钢钢铁有限公司能源部分别配套安装4500m3/h和6500m3/h两套制氧机，4500m3/h制氧机安装投运于2001年6500m3/h安装投运于2004年，两套制氧机分别产自开封空分公司及杭氧空分公司。两套制氧机低压氧从分馏塔输出压力不同，6500制氧机组低压参数：正常工况下压力为25KPa—29KPa，流量为6000m3/h—6800m3/h,4500制氧机组低压参数：正常工况下压力为20KPa—24KPa，流量为4000m3/h—4700m3/h由于4500、6500两套空分出塔氧气压力有差别，管道联通后如不采取一些措施，将对空分塔的运行带来不利影响。我们通过讨论研究，计划对出塔氧气流量采用分层控制的办法来保证空分塔的正常运行。由于该措施涉及到对现有设备的技术改造，我们在具体设计与施工前还需对本项目的技术方案进行确认，以一个共识的、合法的(获批准的)技术方案来指导后续的设计和施工。 工况分析： 4500和6500两套机组各配置了3台氧压机。4500氧压机设计排气量为2580立方米每小时(配套电机为450千瓦)，实际运行一般为3000立方米每小时。6500氧压机设计排气量为3180立方米每小时(配套电机为800千瓦)，实际运行一般为3500立方米每小时。如果每套制氧机只开一台氧压机，4500或6500的氧气均无法完全供出。如果每套制氧机开两台氧压机，4500或6500的氧气又不够氧压机抽取，只能回流运行，这样存在氧气升压外供工序能耗高的问题。如果制氧机减负荷生产，氧压机回流量将更大，氧压机效率更低。因此，如果能够优化两套制氧机的氧气管网，使氧压机与制氧机更好的匹配，提高氧压机运行效率，可以减少氧气压缩环节的成本费用，同时也便于制氧系统生产负荷的优化，从而降低整个制氧的成本。

　　三、初步解决方案：

　　我们计划优化两套制氧机的氧气管网，使6台氧压机与两套制氧机更好的匹配。根据工艺流程，我们计划在低压侧将两套制氧机的氧气管道连通并网，实现两套制氧机组的氧气为两套机组的氧压机共享，使氧压机与制氧机生产及用户用气需求更好的匹配。但由于4500、6500两套制氧机出塔氧气压力不同，如果简单地将两套机组的低压侧直接连起来，将会引起两套制氧机出塔氧气产量无法控制的问题，因此优化措施的核心是制氧机出塔氧气产量控制的问题。

　　四、优化方案：

　　6500制氧出塔低压氧气管道上可以通过流量控制放空阀。但正常情况下6500开两台氧压机时，已经没有低压放空了，这种控制就毫无用处了，只能通过氧压机的回流调节控制6500的产量。4500 制氧出塔低压氧气管道上可以通过压力控制放空阀。这种设计同6500存在一样的问题。这种控制方式无法满足联网后每套空分稳定运行的需要，要加以改进。为了满足低压侧氧气管网连通后两套制氧机正常生产的控制需要，我们拟将原来通过出塔氧气流量或压力控制放空阀的控制方式，改成通过出塔氧气流量先后控制放空阀和送氧阀的控制方式。这里以6500 空分的控制为例进行说明。我们使用氧气流量控制(FIC102)氧气生产阀(V102)和放空阀(V103)。控制采用分层控制的方法。当下游用气量小于设定值时，FIC102 控制放空阀V103 的开度，维持空分氧气产量的稳定，此时V102 全开。随着下游用气量的增加，V103 逐渐关小，直至全关。随着下游用气量的继续增大，FIC102 将逐渐关小氧气生产阀V102，以维持空分氧气生产的稳定。FIC102的输出在50%附近时对V102 和V103 的控制应有一定的重叠(如0-55%对应控制V102，45%-100%对应控制V103)，以使控制更加平稳。4500 空分氧气生产的控制同理。 氧压机的控制：氧压机的回流阀目前由进口压力自动控制，目的是稳定进口压力。应在DCS 中增加进口压力低连锁停氧压机的功能以保护管道和设备。同时进口压力设置压力高报警和低报警。当一套空分停机时，可考虑由DCS 直接给氧压机回流阀一定的开度以防止氧压机因入口压力低而停机。 4500氧压机前流量控制:

　　1.1由于FIQR104与V104和V105输出分别在处理器NTC1和NTC2, 要想用FIC104对V105和V105分层控制就必需得把这三个点放于同一处理器.

　　1.2由于NTC1和NTC2处理器的模拟量输入和输出点全部用完且把FIQR104从NTC1移到NTC2更改的代码比较多.

　　1.3需要把NTC1的HC443和HC444移动到NTC2, NTC2的PIC104的输出V104和HC105的输出V105移到NTC1.在两个处理器之间交换两个模拟量输出点(接线):HC443 (NTC1, 第三块模拟量输出卡第二点) <----àV104(NTC2, PIC104的输出)HC444 (NTC1, 第三块模拟量输出卡第三点) <----àV105(NTC2, HC105的输出)6500 氧压机前流量控制程序修改:

　　1.4打开Control Builder把现有逻辑EXPORT 到安全地方; (Select All)

　　1.5 修改之前最好把系统盘C:做GHOST 备份;

　　1.6Control Builder打开程序:a. FIQCS102 修改: V102的控制由HIC102 和FIC102 分层输出(0-55)的最大值;

　　1.7. 把修改后的FIQCS102 和HC102 分别下载(LOAD)到控制器;

　　1.8 操作界面要修改的地方:增加FIC102 到V102的输出显示V102b. 增加FIC102 到V103的输出显示V103

　　注: HC102 和V102 高选后输出到阀门V102

1.9修改后FIC102分层控制V102 和V103:手动调节FIC102 的输出, 现场检查V102 和V103 的实际使出. 安全阀：由于4500 空分氧压机出口放空阀为手动放空，高压侧止回阀的泄露可导致进口压力上升在4500 空分氧压机入口增加一个安全阀。安全阀设定值考虑设在1barg，现场应检查确保相关设备的设计压力不低于此值。若考虑泄放量为1000Nm3/h 左右，计算安全阀大小为DN80。

　　新增管道工艺图

　　优化改造后技术经济指标

　　目前公司正常生产时，氧压机系统平均电耗为2050 kW/h。如本项目实施后，在公司正常生产时，氧压机系统平均电耗降为1700 kW/h。本项目预算包括设备费用、外部协作费、差旅费及其它费等，由于设备选型等前期准备工作尚未开始，项目预算约31万元。

　　氧气低压管网连通项目经济效益分析表 收益 用氧量及生产模式 现有运行方式供气费用 优化后供气费用 节约费用(万元/年) 氧压机 电耗(kW/h) 电费(元/小时) 氧压机 电耗(kW/h) 电费(元/小时) 10500Nm3/h，4500、6500全开 2大2小 2170 1258.6 3大 2040 1183.2 59.44536 10000Nm3/h，4500、6500全开 2大2小 2170 1258.6 2大1小 1765 1023.7 185.19516 9500Nm3/h，4500、6500全开 1大2小 1765 1023.7 2小1大 1765 1023.7 0 9000Nm3/h，4500、6500全开 2大 1765 1023.7 3小 1215 704.7 251.4996 8000Nm3/h，4500、6500全开 1490 864.2 3小 1215 704.7 125.7498 6500Nm3/h，4500、6500全开 1360 788.8 1大1小 1085 629.3 125.7498 6000Nm3/h，4500、6501全开 2大 1360 788.8 2小 810 469.8 251.4996 4500Nm3/h，4500、6502全开 2小 810 469.8 2小 810 469.8 0

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