化工工藝節(jié)能降耗論文
時(shí)間:2022-04-28 03:20:34
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一般情況下化工生產(chǎn)均為流水線作業(yè),并且整個(gè)生產(chǎn)流程無(wú)法可逆,在這種典型的機(jī)械化加工過(guò)程中顯然會(huì)帶來(lái)大量的能耗,同時(shí)這部分能耗也成為了化工生產(chǎn)成本當(dāng)中的重要組成部分。正常情況下將化工生產(chǎn)能耗分為兩大類,首先實(shí)際生產(chǎn)明顯無(wú)法達(dá)到理論功的要求,這在很大程度上是受到了生產(chǎn)工藝本來(lái)的制約。另一方面在某些情況下由于生產(chǎn)期限所致,可能存在趕工或加速完成訂單的情況,也就是說(shuō)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)法對(duì)推動(dòng)力進(jìn)行有效控制,或者說(shuō)這部分能耗是客觀存在的。其次是化工生產(chǎn)時(shí)由于人為操作不夠規(guī)范或一些不合理的因素干擾使得工藝在原有基礎(chǔ)上能耗更大,而對(duì)于這種能耗則可以通過(guò)改善工藝或改善管理進(jìn)行調(diào)節(jié),以此來(lái)降低損失。
2化工工藝當(dāng)中節(jié)能設(shè)備分析
2.1熱管換熱器
熱管換熱器是化工工藝當(dāng)中最為常見的節(jié)能設(shè)備,作為一種具備高導(dǎo)熱性質(zhì)的傳熱組件熱管是基于在全封閉真空管殼內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā)與凝結(jié)來(lái)進(jìn)行熱量傳遞。由于上述特點(diǎn)使得熱管具備了良好的等溫性,并且冷熱兩側(cè)的傳熱面積均可根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)并能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)端傳熱,另外可對(duì)其進(jìn)行溫度控制。由于受到材質(zhì)所限使得熱管的耐高溫性以及抗氧化能力均不夠理想,為了彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)可加入陶瓷換熱器來(lái)進(jìn)行完善。從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看熱管的性價(jià)比較好,經(jīng)濟(jì)效益較高,安全性及穩(wěn)定性都較為理想。在長(zhǎng)期使用過(guò)程中熱管換熱器可能會(huì)出現(xiàn)堵灰問題,可預(yù)先對(duì)受熱面積進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)預(yù)防此類情況出現(xiàn)。若生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)腐蝕性氣體時(shí),一般可對(duì)管壁溫度進(jìn)行調(diào)整,同時(shí)調(diào)節(jié)蒸發(fā)段與冷凝段接觸面積來(lái)盡可能控制腐蝕情況。
2.2蓄熱器
蓄熱器多見于工業(yè)鍋爐當(dāng)中,它在供氣系統(tǒng)當(dāng)中可將多余熱量?jī)?chǔ)存起來(lái)即收集了一部分能量,當(dāng)工業(yè)生產(chǎn)有所需求時(shí)則將這部分能量釋放出來(lái),從而達(dá)到能源循環(huán)的效果。在鍋爐實(shí)際工作時(shí)會(huì)存在氣量產(chǎn)生大幅波動(dòng)的情況,這就會(huì)使得鍋爐內(nèi)部的氣壓受到影響,甚至還會(huì)帶來(lái)水位浮動(dòng),在這種情況下會(huì)給鍋爐操作帶來(lái)較大的阻礙,同時(shí)會(huì)使得燃燒效率在一定程度上有所下降。針對(duì)于以上情況采取蓄熱器便能夠讓鍋爐獲得穩(wěn)定,對(duì)其負(fù)荷進(jìn)行改善從而給予鍋爐更好的運(yùn)行條件,讓鍋爐可以保持相對(duì)較高的使用效率。從類型上來(lái)看蓄熱器一般分為兩種,一種是定壓式蓄熱器,另外一種是變壓式蓄熱器,其中定壓式蓄熱器在應(yīng)用過(guò)程中能夠保持恒壓狀態(tài),給水蓄熱器即為最常見的代表之一。當(dāng)用汽量低比鍋爐蒸發(fā)量還要低時(shí),那么多余的蒸汽將被用于加熱給水,然后將給水轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡退谛顭崞鳟?dāng)中儲(chǔ)存。然而在汽量不斷上升的過(guò)程中,蓄熱器可將飽和水送入鍋爐,以此來(lái)加大鍋爐的蒸發(fā)量。相對(duì)而言給水蓄熱器更加實(shí)用與小型鍋爐,大型鍋爐溫度較高,會(huì)使得蓄熱器的蓄熱能力有所下降。蒸汽蓄熱器的壓力則會(huì)受到熱量影響,熱量增減時(shí)它也會(huì)隨之出現(xiàn)變化。在鍋爐蒸發(fā)量較汽量更大時(shí),多余的蒸汽將進(jìn)入至蓄熱器當(dāng)中并對(duì)飽和水進(jìn)行加熱,而蒸汽本身也凝結(jié)與其中,此時(shí)蓄熱器壓力也會(huì)在一定范圍內(nèi)提升。而汽量高于鍋爐蒸發(fā)量時(shí),也就是說(shuō)蓄熱器會(huì)產(chǎn)生加壓,飽和水沸點(diǎn)下降,從而出現(xiàn)沸騰態(tài),同時(shí)蓄熱器將向鍋爐提供蒸汽讓鍋爐負(fù)荷可維持不變。在這個(gè)過(guò)程中有一組自動(dòng)閥門可對(duì)氣壓進(jìn)行控制,從而讓蓄熱器以及鍋爐的壓力維持在正常態(tài),在大型工業(yè)系統(tǒng)當(dāng)中蒸汽蓄熱器較為常見。
2.3熱泵
熱泵技術(shù)作為一種新型能源技術(shù)近年來(lái)受到了廣泛關(guān)注。它的主要功能是將低位熱源導(dǎo)向于高位熱源。它主要是從自然界當(dāng)中取得熱能,然后以電力進(jìn)行做功從而將其轉(zhuǎn)變?yōu)楦咂肺粺崮芄┯脩羰褂谩Mǔ2扇OP性能指數(shù)對(duì)熱泵性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。大多數(shù)熱泵制冷系數(shù)處于3至4范圍內(nèi),換句話說(shuō)熱泵可將自身能量需求的3至4倍熱能從低溫物體導(dǎo)向于高溫。事實(shí)上熱泵是一種能量提升裝置,工作時(shí)自身需消耗一部分電能,但經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)變提取的能量是消耗電能的數(shù)倍,因此帶來(lái)了巨大的效益。在最新的報(bào)道中稱最新的熱泵制冷系數(shù)可達(dá)到6至8,若該技術(shù)可得到普及將能夠大大地促進(jìn)能源使用。
3節(jié)能降耗技術(shù)在化工工藝中應(yīng)用建議
3.1加強(qiáng)催化技術(shù)使用
在大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)當(dāng)中都需要利用催化劑來(lái)提升反應(yīng)活性,特別是在規(guī)?;a(chǎn)中催化劑有著十分重要的作用。通過(guò)使用催化劑不僅僅可以提升化學(xué)反應(yīng)效率,同時(shí)可以降低化學(xué)反應(yīng)條件,使得反應(yīng)在低溫低壓條件下也可正常進(jìn)行,這就大大地降低了能耗。在部分高效催化劑的作用下可以降低反應(yīng)當(dāng)中的副產(chǎn)物含量也就讓原材料的使用量得到了有效控制。
3.2加強(qiáng)工藝自動(dòng)化控制
在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)投入自動(dòng)化設(shè)備來(lái)對(duì)工藝進(jìn)行控制,來(lái)提升工藝生產(chǎn)的穩(wěn)定性以及安全性。例如將PLC應(yīng)用在實(shí)際化工工藝控制當(dāng)中便可實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)自動(dòng)化。PLC(ProgrammableLogicController)即為可編程邏輯控制器,它實(shí)質(zhì)上是儲(chǔ)存器但具有可編程功能,同時(shí)可實(shí)現(xiàn)邏輯計(jì)算、順序控制并且可借助輸出、輸入手段對(duì)各類型生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)節(jié)。PLC系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)采集對(duì)相關(guān)工藝進(jìn)行控制,數(shù)據(jù)采集即按照自動(dòng)化控制系統(tǒng)模數(shù)對(duì)精度進(jìn)行轉(zhuǎn)換,同時(shí)可對(duì)數(shù)據(jù)周期進(jìn)行自動(dòng)化掃描從而得到模塊采樣速度,然后利用各種方式如圖表、文字等對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行表達(dá)從而將實(shí)時(shí)信息展示在相關(guān)工作者面前。工藝順序控制則是對(duì)可選功能組級(jí)進(jìn)行獨(dú)立性的開啟或停止工作,同時(shí)可滿足單項(xiàng)控制需求。一旦出現(xiàn)特殊情況產(chǎn)生程序故障時(shí),PLC將會(huì)直接對(duì)信號(hào)進(jìn)行中斷并關(guān)閉或停止相關(guān)程序,讓自動(dòng)化控制可保持安全態(tài)工作。自動(dòng)化生產(chǎn)無(wú)疑較人為操作精確性更高,并且避免了人為操作錯(cuò)誤,由此來(lái)達(dá)到能耗控制的目的。
3.3控制生產(chǎn)動(dòng)力損耗
在生產(chǎn)線上投入變頻調(diào)速器并構(gòu)建出有效的變速調(diào)節(jié)方案,以此對(duì)電機(jī)能源消耗進(jìn)行控制。方案設(shè)定中要保證電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)可在輸入過(guò)程中與輸出過(guò)程中維持平衡態(tài)。相對(duì)而言化工生產(chǎn)裝置的負(fù)荷率較低,因此采取節(jié)能變頻技術(shù)可避免機(jī)器長(zhǎng)時(shí)間處于工頻運(yùn)作狀態(tài),讓電量得到有效控制。同時(shí)對(duì)于供熱系統(tǒng)進(jìn)行改良,在這個(gè)過(guò)程中可采取組合裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化,來(lái)提升冷熱能源轉(zhuǎn)化的效率,從而產(chǎn)生低熱高勇的效果。對(duì)余熱回收進(jìn)行完善。在使用傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的過(guò)程中大量余熱會(huì)直接被浪費(fèi),事實(shí)上這部分余熱涵蓋了很大的能量,完全可以被再次回收、利用來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)。在部分高溫反應(yīng)當(dāng)中便可采取特殊裝置如蓄熱器對(duì)余熱進(jìn)行回收利用以此來(lái)提升熱效率同時(shí)控制生產(chǎn)成本。
3.4合理利用阻垢劑
在部分設(shè)備如鍋爐等使用一段時(shí)間后,設(shè)備內(nèi)部必然會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢或銹蝕,這顯然會(huì)對(duì)設(shè)備的傳熱帶來(lái)影響,降低設(shè)備的換熱效果,采取阻垢劑能夠?qū)⑦@些結(jié)垢或銹蝕出去從而保證設(shè)備的換熱系數(shù)處于正常狀態(tài)當(dāng)中,這不僅僅可以控制能耗同時(shí)也提升了設(shè)備的使用安全性。
3.5加入新工藝促進(jìn)生產(chǎn)效率提升
化工生產(chǎn)效率的提升必然與新工藝的加入有著明顯關(guān)系,化工企業(yè)在資金、條件、規(guī)模允許的情況下應(yīng)當(dāng)引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)工藝以及節(jié)能型設(shè)備,以此來(lái)將降低能耗,控制成本。對(duì)一些基礎(chǔ)技術(shù)如結(jié)晶技術(shù)、蒸餾技術(shù)等進(jìn)行優(yōu)化,從而讓整個(gè)生產(chǎn)流程整體上更加合理化,進(jìn)一步控制消耗。
4對(duì)化工工藝生產(chǎn)管理進(jìn)行完善
節(jié)能降耗技術(shù)的有效實(shí)施不僅僅需要設(shè)備支持,同時(shí)還需要管理工作相互配合。由于化工生產(chǎn)涉及面及規(guī)模較大,因此整個(gè)流程較為復(fù)雜,在一定程度上能源損耗也取決于環(huán)境因素以及管理因素等。因此在實(shí)際管理過(guò)程中需要對(duì)節(jié)能損耗給予充分重視,加強(qiáng)生產(chǎn)監(jiān)督,并落實(shí)執(zhí)行生產(chǎn)制度的執(zhí)行力,對(duì)違規(guī)行為進(jìn)行嚴(yán)懲。對(duì)于生產(chǎn)操作進(jìn)行規(guī)范,同時(shí)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備使用投入進(jìn)行合理化組織,預(yù)防出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷生產(chǎn)。在上述基礎(chǔ)上加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)工作,讓設(shè)備維持正常狀態(tài)投入到實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中。
5結(jié)語(yǔ)
化工生產(chǎn)節(jié)能對(duì)于化工企業(yè)而言是一項(xiàng)長(zhǎng)久性的計(jì)戰(zhàn)略,這既是行業(yè)趨勢(shì),同時(shí)也是當(dāng)代社會(huì)需求。在宏觀市場(chǎng)的作用下企業(yè)要想獲取更大的競(jìng)爭(zhēng)力就需要對(duì)這些流程進(jìn)行優(yōu)化,加大自動(dòng)化設(shè)備、新工藝的投入,規(guī)范管理,以此打造一條安全、穩(wěn)定的生產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
作者:王潤(rùn)濤武杏榮單位:安徽工業(yè)大學(xué)