??? 摘要:本文針對(duì)常規(guī)空分設(shè)備用電加熱器作為熱源來加熱污氮，進(jìn)行分子篩解析再生的問題，提出了在系統(tǒng)中串接蒸汽加熱器，利用鋼廠部分富余蒸汽的熱能，進(jìn)行分子篩系統(tǒng)節(jié)能改造的設(shè)計(jì)思路。文章通過對(duì)改造前后的工藝流程對(duì)比，改造后的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及經(jīng)濟(jì)效益的描述，從節(jié)能環(huán)保的角度出發(fā)，闡述了工藝流程改造的先進(jìn)性和必要性，明確了作為氣體運(yùn)行公司今后一定時(shí)期的工作重點(diǎn)和方向。

前言
??? 加熱器是空分設(shè)備、石油化工、食品工業(yè)、冶金工業(yè)中應(yīng)用非常廣泛的設(shè)備，它主要由電加熱器和蒸汽加熱器二大類，在空分設(shè)備中，主要是利用電能或蒸汽冷凝的熱能來加熱污氮?dú)?，?dāng)污氮?dú)獗患訜岬揭欢囟戎?，便可用于分子篩系統(tǒng)的再生。
??? 傳統(tǒng)的空分設(shè)備主要是以電加熱器為主，但電加熱器所需電量非常大，隨著能源越來越緊缺，國家對(duì)節(jié)能減排工作的重視，在空分設(shè)備的投入中，只要是有蒸汽條件的地方，用蒸汽加熱器替代電加熱器就成為一個(gè)必然趨勢(shì)。
??? 本文論述了對(duì)已投入運(yùn)行且使用電加熱器的空分設(shè)備進(jìn)行節(jié)能改造，利用鋼廠部分富余蒸汽，在電加熱器前串接一臺(tái)蒸汽加熱器，將污氮?dú)庀冉?jīng)蒸汽加熱器預(yù)熱后再經(jīng)電加熱器加熱，以達(dá)到節(jié)約電能消耗，節(jié)能減排之目的。
1．工藝流程
1．1、常規(guī)用電加熱的分子篩純化系統(tǒng)流程（圖1）

MS1/2---分子篩吸附器?? EH1/2---電加熱器?? SL1---消音器
污氮通過電加熱器加熱后，對(duì)分子篩進(jìn)行解吸再生，以一套“二萬五”的空分設(shè)備為例，每臺(tái)電加熱器功率需1500kw。
1.2、改造后的分子篩純化系統(tǒng)流程（圖2）

2.蒸汽加熱器選型
蒸汽加熱器可選用高翅復(fù)合管型或低翅直排型二種結(jié)構(gòu)型式。
2．1、高翅復(fù)合管型蒸汽加熱器（圖3）：

??? 該蒸汽加熱器沒有管板，而采用了集合管形式，一個(gè)集合管分別對(duì)應(yīng)一組換熱管，每臺(tái)蒸汽加熱器分為N個(gè)組別，下端的集合管可在筒體內(nèi)自由浮動(dòng)，換熱管采用了不銹鋼外套鋁管軋制成高螺紋管的形式。該蒸汽加熱器產(chǎn)品比較成熟，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。
2．2、低翅直排型蒸汽加熱器（圖4）

??? 該蒸汽加熱器設(shè)計(jì)成蒸汽與工藝氣體成錯(cuò)流型式，氣體一次橫掠管束，氣體的進(jìn)出口接管在同一標(biāo)高，安裝比較方便，從而大大縮小了整套設(shè)備的占地面積。換熱管采用碳鋼或不銹鋼整體軋翅管，傳熱效率較高，所以，整體結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕。
2．3、以上介紹的二種型式蒸汽加熱器均能滿足改造之技術(shù)條件，由于本文論述的是針對(duì)已投運(yùn)的空分設(shè)備電加熱器進(jìn)行改造，每個(gè)項(xiàng)目情況各有不同，設(shè)備及管道布置也不同，所以，需根據(jù)場(chǎng)地空間及現(xiàn)場(chǎng)管道的實(shí)際情況進(jìn)行合理的選擇。
3．改造優(yōu)勢(shì)
本文探討的是利用鋼廠部分蒸汽，對(duì)已運(yùn)行的空分設(shè)備電加熱器進(jìn)行改造，在電加熱器前串接一臺(tái)蒸汽加熱器，將污氮?dú)膺M(jìn)行預(yù)熱后再經(jīng)電加熱器加熱，以達(dá)到節(jié)約電能消耗，節(jié)能減排之目的。此改造計(jì)劃簡(jiǎn)單易行，投入少，回報(bào)高，是空分設(shè)備減少運(yùn)行成本、節(jié)能減耗行之有效的技術(shù)方案。
以一套“二萬五”等級(jí)的空分為例，每套電加熱器功率為1500kw，利用鋼廠約0.4mpa的蒸汽源，串聯(lián)一臺(tái)蒸汽加熱器，功率為900kw，污氮經(jīng)蒸汽加熱器加熱后，出口溫度可達(dá)到120℃，再將120℃的污氮?dú)饨?jīng)電加熱器加熱，電加熱器功率只需500kw，以**工作12小時(shí)計(jì)算，則每年可減少（1500-500）*12*365=438萬kw·h電耗，按0.67元/kw·h計(jì)算，年節(jié)約電費(fèi)約300萬元。
蒸汽加熱器功率為900kw，蒸汽消耗量約為1.6t/h，則每年蒸汽消耗量為1.6*12*365=7000t，按110元/t計(jì)算，則每年所需蒸汽約為80萬元。
按以上計(jì)算，該項(xiàng)目實(shí)施后，每套“二萬五”等級(jí)的空分，可實(shí)現(xiàn)年節(jié)約運(yùn)行成本約220萬元。
該項(xiàng)目所需新增一臺(tái)蒸汽加熱器及配套的閥門、儀表、管路等，項(xiàng)目總投入預(yù)計(jì)為100萬元，按以上分析，項(xiàng)目投入半年就可收回成本，經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。
4． 結(jié)語
根據(jù)國家和地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及能源發(fā)展政策的要求，利用鋼廠管道部分富余飽和蒸汽，充分利用工程熱余量，在電加熱器前串接一臺(tái)蒸汽加熱器，來實(shí)施對(duì)電加熱器的改造，從而達(dá)到減少電能消耗、節(jié)能之目的。
國內(nèi)改造項(xiàng)目已在河北前進(jìn)鋼廠得到應(yīng)用，效益明顯。
該技術(shù)可在類似的空分裝置特別是在眾多杭氧氣體公司中得到大量的推廣應(yīng)用，可為制造及運(yùn)行企業(yè)創(chuàng)造具大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。