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冶金行业是典型的高能耗行业,其能耗占全国能源消费总量的10%以上,占本行业生产成本的30%左右。空分装置为AOD炉生产中、低、微碳铬铁提供所需的氧气,是冶金行业的一个重要组成部分,同时也是一个耗能大户,深入研究空分装置的系统组成并对其进行合理可行的改进与控制会大大提高企业的生产效率,达到节能降耗的目的。这不仅给企业带来了经济效益,保证了我国经济的可持续发展,而且在能源的利用与节约上也是十分有意义的。本论文以吉林中钢集团下属子公司吉林铁合金股份有限公司的生产过程为具体研究对象,以氩氧精炼法节能降耗工艺技术应用研究为主体,仅对空分装置这部分进行节能研究。根据空分系统的工艺流程建立一个各环节性能指标及综合节能效果最佳的系统。
空分系统的工艺流程可分为三大部分,除尘部分,压缩、冷凝部分及精馏部分。大气经空气除尘装置把影响系统效率的灰尘,二氧化碳,水蒸气及有害物质等物质初步隔离,在经空气压缩器及空气预冷装置把空气压缩制冷到所需的温度,在经净化装置把冷却的气体净化,最后进行深冷分离,再经精馏处理得到所需气体。论文针对冶金企业控制系统中存在的问题加以改进和优化,最终达到节能降耗的目的。本文的具体研究工作如下:
1.空分系统的除尘部分,空气压缩机是主要的耗能设备。在该过程中通过对空气滤清器阻力的大小采用交流电动机矢量控制变频调速技术,实现电机的间歇节能控制。
2.在预冷过程中,通过调节流量来实现预冷系统的节能控制。
3.在精馏过程中,通过对压力,流量等参数的控制实现节能策略的最优化。
4.在深入了解空分系统的工艺生产过程的前提下,尝试运用自动变负荷技术对系统进行整体优化控制。
结果表明,系统在采用先进的控制算法对上述几个过程进行有效的控制后,用电量、用水量及设备损耗量都有一定的下降,系统操作性更强,维护周期更长,减轻了操作员的工作强度,提高了工作效率。