李育新
摘要：从生产现状出发，通过对空调冷冻装置采取多种节能措施，以及对提高节能水平和用能水平的过程进行分析总结，从而整合优化生产工艺，降低装置能耗。
关键词：空调冷冻装置；优化工艺；降低能耗
中图分类号：TE684文献标识码：B
1引言
中石化巴陵分公司公用工程部空调冷冻（以下简称空冷）装置主要包括空压、冷冻、空调、循环水、热力站等五个部分。该装置是巴陵分公司化纤生产装置的公用工程主体，于1996年9月建成投用。2002年化纤新建聚合装置，为满足化纤提负荷的生产需要，又对该装置的部分岗位进行了改造、扩建，装置的生产能力在原有的基础上又得到了较大提高。为了提高效益，就必须降低聚合、纺丝装置能耗，特别是动力用能。作为辅助装置的公用工程系统，要尽可能在保证聚纺装置需求不变的情况下，通过优化生产工艺，合理组织安全生产，最大限度地节能降耗。
空压站主要生产0.7MPa和1.4MPa的压缩空气，两种压力不同的压缩空气，生产工艺相同，产品质量相当。冷冻站分冷冻Ⅰ站和冷冻Ⅱ站，其中冷冻Ⅰ站有7台型号为LSLGF2000的螺杆冷水机组，冷冻Ⅱ站（扩能、改造后建）为2台型号为YS-FAFAS55CME的YORK（约克）螺杆冷水机组，主要向聚合、纺丝等装置提供工艺用及空调用冷冻水。空调岗位分捻织空调和纺丝空调，整个空调系统主要负责化纤厂房内空气温度、湿度的调节任务。循环水岗位主要为化纤主装置及本装置空压、冷冻站提供0.6MPa及0.4MPa两种压力等级的循环冷却水。热力站由采暖水系统、套管伴热系统和冷凝水回收系统三部分组成。
2装置能耗现状及分析
2.1装置能耗现状及岗位设备运行状况
从生产实际可知，空冷装置既是用能单位也是产能单位，主要消耗水、电、蒸汽，在用能与产能的中间转换过程中，不可避免地会出现能量损耗，特别是在现有阶段，设备已经选型并已安装到位的情况下，要节能降耗，实现效益最大化，最直接和最有效的办法是减少设备自身能耗。
为了便于比较分析，针对2005年、2006年用户需求同比相当的情况，对2005年1~12月装置生产负荷进行统计计算，得出年平均生产负荷大约为57.7％。
2005年11月8日，对各岗位设备运转台次及能量消耗情况也作了较为全面的统计及能耗分析，详情如下：
空压站运行1#、3#、5#三台空压机，一天要耗电10128kWh，同时还要消耗冷却水约为1008t。冷冻Ⅰ站运行3#、4#冰机，3#、4#冷水泵，冷冻Ⅱ站运行8#、9#冰机，9#、10#冷水泵，冷冻站一天共要消耗电量为50222.4kWh，消耗水量约为38400t。循环水岗位运行1#、2#、8#循环水泵及1#凉水塔风机，每天要消耗电约为13416kWh，补充水为56m3/h。捻织空调岗位运行KⅡ一1及KⅡ-2空调机组，纺丝空调运行KⅠ一1及KⅠ-2机组，整个空调系统一天要消耗的总电能为13920kWh，同时用于喷淋加湿的一次水耗量为192m3。热力站岗位运行5#、6#伴热泵，伴热系统一天要消耗电2640kWh，消耗一次水288t，用于系统内加热的蒸汽消耗量为19.2t/d。
2.2装置能耗高的原因分析
空冷装置的生产特点是为化纤的安全生产提供保障，也就是说，经过处理后的空气，冷却水、冷冻水等只要能满足用户安全生产就行。因此节能的关键在于提高本装置的用能水平，而装置运行设备如果达不到设计工况，运转台数多，自身耗能过大，就不能达到节能目的。
2.2.1环境温度高
夏天环境温度高，设备热负荷加大，冷量损失大，而工艺指标必须控制在规定的范围内，因此要降低水温，必须增开冰机及冷水泵，同时要降低循环冷却水温度，必须增开风机，提高凉水塔的冷却能力。因此，环境温度高，整个装置的能耗也高，但这是客现原因引起的。
2.2.2换热效率低
为了验证换热器的散热效率，采取现场测量加数据对比的方法，测量表冷器的冷冻水进出口、冷凝器及冷却器的冷却水进出口处温度，被冷却物体在冷却前后的温度，然后跟仪表直接显示的数据比较，对比分析。验证结果为：被测量的换热设备，有部分没有达到设计的换热能力，特别是空调机组表冷器的表冷能力很差，而KⅡ一1空调机组直接影响原丝物检室温度、湿度的控制。主要原因为：换热器及管程在使用一段时间后，内壁会结垢，影响散热效果，同时，循环冷却水、冷冻水的水质也受到细菌、微生物、油剂等物质的污染，进而影响传热效率。因此，换热设备效率是导致能耗高的原因之一。
2.2.3工艺调节及工艺指标的执行情况
通过检查岗位原始记录及对工艺指标的控制情况，及时了解岗位设备运行台次是否合理，是否按工艺要求、节能降耗的原则，开停空压机、冰机、水泵、风机等，可以知道工艺调节是否及时。但通过加强工艺纪律，定期和不定期地对各岗位设备运行台数及原始记录进行检查，发现岗位职工责任心强，工艺调节及时。因此可以排除工艺调节不及时所引起的能耗高的可能性。
同时，通过生产实践摸索，从节能及安全生产两个方面考虑，部分岗位可根据不同季节制订不同的工艺指标值。但必须注意的是，工艺指标的设定，是通过大量的生产实践得出的，不能任意变更，在进行工艺调优时，必须从生产实际出发。
2.2.4设备陈旧老化
将设备的实际生产能力、运行工况与其设计生产能力、运行工况比较分析发现：冷冻Ⅰ站的1#~7#冰机的运行工况差，制冷能力差；捻织空调微机系统故障频发，有的系统接近瘫痪，上位机显示的现场温湿度测点数据不准确，直接影响正常操作；空压机打气量不足的现象时有发生。工艺操作，系统调优，主要是依据现场仪表显示的原始记录来进行，如果现场采集的数据不能及时、真实地反应实际生产情况，轻则影响系统操作，造成能源浪费，重则影响正常生产，酿成安全事故。
2.2.5其他损耗
加强现场监控，经常到现场检查关键控制点的工艺指标完成情况，检查空压机是否放空，是否及时排凝、排污，冷冻水系统是否有泄漏，补水阀是否开得过大，有溢流现象，水泵出口阀开度是否合适，空调系统的送风阀、地沟回风阀是否全开等问题，如果发现问题，要求及时整改。通过采取一系列整改措施，基本杜绝现场跑、冒、滴、漏等浪费现象。
3节能措施
3.1优化生产工艺
通过优化生产工艺实行冷冻水系统优化运行，采取高（7~12℃）低（4~7℃）温冷冻水分开运行，使工艺和空调用冷冻水分开处理。捻织空调机组夏天用冷冻Ⅰ站的高温冷冻水，只是将冷冻Ⅱ站的低温冷冻水直接引进捻织空调KⅡ一1空调机组的小表冷器内，既保证了原丝物检的温湿度的控制，又大大节约了低温冷冻水，减少了冰机的负荷。另一方面，对纺丝空调喷淋水系统进行间接降温处理，即让喷淋水通过板式换热器，用小股冷冻水对喷淋水降温处理后再喷淋，不但解决了纺丝侧吹风温度夏季偏高的生产瓶颈问题，又减少了能量损失的中间环节，合理地利用了冷量。原先冰机出水温度在4℃时，高温季节都不能满足生产，而实行工艺优化后，冰机出水温度在6.5℃时也能保证纺丝侧吹风温湿度的控制。
3.2清除换热系统内杂质，提高换热效率
定期对空调的过滤网、表冷器进行清洗，随时掌握空调系统的压差和表冷器效果，对冷冻水进行加药处理，主要是投加缓蚀剂、稳定剂、助剂等药剂改善水质，提高换热效果。对冷却水系统进行在线清洗、预膜处理，清除换热器内表面污垢，根据实际情况更改循环水加药方案，加强旁滤池的反洗操作，这是减少循环水中粘泥进而提高传热效果的有力保障。同时，循环水系统在线清洗，既保证了生产的连续性，又节约了大量的水资源。
这些措施实施后循环水给水温度下降，循环水中粘泥下降，冷冻水给水温度上升，冷冻水中粘泥下降，表冷器真空值明显上升，换热效果得到提高。
3.3根据季节变化，及时调整工艺控制指标
(1)纺丝空调：侧吹风5~10月份温度控制指标为18士1℃，其余月份为17士1℃。
(2)捻织空调：捻织厂房湿度5~9月份为65土5℃，其余月份为60士5℃；捻织厂房温度5~9月份为28士2℃，其余月份为23士2℃。
(3)热力站：根据液体己内酰胺在低于75℃左右的环境下才凝固的特点，结合生产实际，从实际出发，将己内酰胺导管伴热的送水温度由原先制订的95士4℃，下调为94士4℃。既保证了正常生产，又大大减少了蒸汽用量。
5~10月份，将温度控制值提高，一方面是考虑这几个月份气温高，温度难以控制，但最主要的还是从节能出发，可以大大节约冷冻水的用量，减轻冰机负荷。5~9月份，大气湿度高，将湿度控制范围适当放宽，可以节约冷冻水和蒸汽，而其他月份，空气相对来说比较干燥，将湿度控制范围下降，可以减少喷淋泵的运行台次，既节约了电能又节约了一次水的用量，同时少开或不开蒸汽加湿，也大大减少了蒸汽用量。
3.4采用新的节能设备
冷冻Ⅰ站现有的7台冰机，制冷效率低，设备陈旧老化，检修频率高，电耗水耗又大，同时设备上管线长，阀门多，漏油漏氟现象时有发生。而冷冻Ⅱ站的2台冰机为2002年扩能改造新增的设备，该设备的特点是：制冷效率高，耗能少，自控程度高，便于操作，能根据不同的工况自动调节能量。因此，尽量使用冷冻Ⅱ站的节能冰机，在冬天，环境温度低时，将冷冻Ⅰ站的冰机停机备用。
4节能效果
通过采取以上节能措施，装置的生产负荷、设备自身能耗在原来的基础上，有了明显的下降，通过对全年的生产情况进行统计计算，2006年装置年平均生产负荷为32％左右，比2005年的57.7％下降了25.7%。而空冷装置在满负荷生产时日平均用电量大约为26843kWh，仅从这一点就可以估算出实施节能对策后一年节约的电量约为2518007.6kWh，如果按电价0.45元/kWh计算，折合人民币约为113万元。
特别是通过优化装置生产工艺以后，装置冬季生产，装置各岗位均实现了单机运行，大大减少了设备自身的用能，降低了装置能耗，提高了经济效益，达到了边际利润。