PSA азот өндүрүш системасынын толук жылдык электр энергиясынын чыгымы: Толук энергиялык талдоо

Көпчүлүк өнөрөсөлдүк операторлор PSA (Басымдын талаасында сорбция) азот генераторлорунун иштөө чыгымдарын эсептегенде маанилүү детальды унутуп калат: негизги азот өндүрүш бирдиги электр энергиясын аз гана жумшайт. Чындыгында, электр энергиясынын негизги жумшалышы алгачкы аба компрессору жана азотту тазартуу үчүн даярдоо системасынан келет. Бул макала чындыкта жылдык электр энергиясынын жумшалышын стандарттык өнөрөсөлдүк иштөө шарттарына негизделген толук азот өндүрүш системасынын жумшалышын талдайт, өндүрүш предприятийлери үчүн так баалоо чыгымдарын берет.

PSA азот генераторлорунун негизги иштөө принциби

PSA азот бөлүшү атмосфералык абанын азот жана оксиген молекулаларын карбондук молекулярдык сүзгүчтөр аркылуу ар түрлүү чоңдукта сорбциялоого негизделген. Автоматтык клапандарды алмаштыруу аркылуу система азотту оксигенден, суу буурунан жана абадагы башка аралашмалардан бөлүп алат. Белгилүүсү, негизги азот генераторунун башка кислотасында жогорку кубаттуулуктагы моторлор, жылыткыч компоненттер же жогорку басымдагы иштеген бөлүктөр жок. Анын жалгыз иштеген бөлүктөрү — PLC башкаруу системасы, электромагниттүү багытталган клапандар, басымдын сенсорлору жана башка төмөн кубаттуулуктагы кошумча бөлүктөр, ошондуктан анын энергия токтунун чыгымы өнөрөсөлүк системалардын энергия бюджетинде баарынан аз болуп саналат.

Стандарттык сыноо иштөө шарттары

Такырый жана өнөрөс тармагына ылайыктуу энергия маалыматтарын камсыз кылуу үчүн, бардык эсептөөлөр турмуштук стандарттагы өнөрөс шарттарына негизделген: 100 Нм³/с азот чыгышы, 99,99% азот тазалыгы, -60℃ аяккы газдын түтүн чыгышы, 0,6 МПа азот чыгыш басымы, 20℃ айланадагы температура, 200 м бийиктик, 4,0 аба-азот коэффициенти, жана суу соргусунун энергия тутуму эсепке алынбаган.

Толук тутумдун энергия тутумунун бөлүштүрүлүшү

1. Аба компрессору (жалиянын жалпы энергия тутумунун 86%)

Атмосфералык аба азот генераторлору тарабынан туздан түз иштетиле албайт. Азотду өндүрүү үчүн туруктуу сырьёлуу газды камсыз кылуу үчүн аба компрессорлору айланадагы абаны 0,7–0,8 МПа басымга чейин кысууга тийиш. Жогоруда көрсөтүлгөн стандарттагы иштөө шарттары үчүн 37 кВт аба компрессору тандалган, ал жалиянын жалпы энергия тутумунун 86% түзүп  — бүтүн тутумдун абсолюттук негизги энергия тутуму болуп саналат.

2. Тузгундагы аба кургаткыч (жалиянын жалпы энергия тутумунун 5,3%)

Баштапкы тазалоо куралы катары, суутайган кургаткыч басылган абанын ичинен суюк суу жана чоң бөлүктүү суу бууларын алып салат, абадагы нымду алдан төмөндөт жана төмөнкү бөлүктөгү адсорбциялык кургаткычтын иштөө жүктөмүн көп төмөндөт. Бул куралдын ылайыктуу энергия токтун пайдалануусу 2,3 кВт, бүтүн системанын энергия токтун пайдалануусунун 5,3% түзөт.

3. Микро-жылуулук адсорбциялык кургаткыч (бүтүн энергия токтун пайдалануусунун 8,3%)

Микро-жылуулук адсорбциялык кургаткычтын энергия токтун пайдалануусу үзгүлтүз иштөөдөн эмес, периоддук регенерациялык жылытуудан келет. Молекуляр элестер тарабынан терең суу бууларын алып салуу, -60℃ ультра-төмөн шалынган нүкта стандартын сактоо жана азот генераторундагы карбон молекуляр элестердин кызмат өткөрүү мөөртүн жана иштөө эффективдүүлүгүн коргоо үчүн жылытуу, басымды түшүрүү жана тазалоо иштери мезгилдик түрдө жүргүзүлүшү керек. Анын ылайыктуу энергия токтун пайдалануусу 3,6 кВт, бүтүн системанын энергия токтун пайдалануусунун 8,3% түзөт.

Эскертилсин, жогорку тазалыктагы азот өндүрүшү үчүн -60℃ терең суу түшүү чекитин камсыз кылуу үчүн башкача айтканда, токтотулган кургаткыч гана жетишсиз, ошондуктан жогорку стандарттагы иш шарттары үчүн адсорбциялык кургаткыч – милдеттүү негизги тазалоо куралы.

Системанын энергиянын чыгымына таасир этүүчү жашырын факторлор

1. Бийиктик таасири

Стандарттагы эсептөө 200 м бийиктикте жасалат, анда абанын тыгыздыгынын азаяшы минималдуу болот, ал эми конвенционалдык жабдуулардын чегине алып баруу дизайны кичинекей кирүүчү аба жоготулушун компенсациялайт. 300 мден жогору бийиктикте иштеген орточолордо бийиктик ар 100 мге көтөрүлгөндө кирүүчү абанын жоготулушу 1% түзөт, бул кошумча электр энергиясын чыгарууну талап кылат жана жалпы электр чыгымын көтөрөт.

2. Окружающия температурасынын талааланышы

azot alуу үчүн керектилген жабдуулардын оптималдуу иштөө температурасы 20℃, бул жерде абанын тыгыздыгы жогору жана нымдуулугу туруктуу болуп, стандарттык энергиянын чыгымын сактап турат. Эгерде цехтеги температура 35–40℃ чейин көтөрүлсө, абанын тыгыздыгы төмөндөйт жана абанын суу мазмуну күчтүү өсөт, бул системанын жалпы электр энергиясынын чыгымын 10%дан ашык түрдө түз эле көбөйтөт.

3. Аба-азот коэффициентинин айырмасы

Стандарттык эсептөө 4,0 аба-азот коэффициентине негизделген. Бул оптималдуу коэффициенттен айырмалануу энергиянын чыгымын маанилүү дәрэжеде көбөйтөт жана узак мөөнөттүү иштөөдө айкалышкан чыгымдардын айырмасын пайда кылат.

Негизги ой

PSA азот алган системаларды колдонгон өнөрөлүк предприятиелер үчүн энергиялык эффективносту оптималдаш жана электр энергиясынын чыгымын төмөндөтүү үчүн аба компрессорлорун жана алгачкы тазалоо жабдууларын жаңыртуу жана оңдоо башкы багыт болуп саналат, анткени азот генераторунун негизги блогу төмөн кубаттуу. Бийиктик, сырткы температура жана аба-азот коэффициенти — булар да күндөлүк энергия чыгымын башкарууда ирээттен чыгарылбаган негизги факторлор.