[发明专利]一种大型低温空分装置运行能耗的评价方法

权利要求书

1.一种大型空分装置运行能耗的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，统计空分装置各耗能部件的功耗，确定输入空分系统的值大小，

步骤2，统计空分产品物性参数，基于值分析，对空分产品的值进行计算，确定不同产品种类、温度、压力、纯度参数对产品生产代价的影响，并按生产装置实际生产能力统计产品产量，

通过物理值计算确定产品温度、压力参数对产品生产代价的影响，具体步骤如下：

步骤2-1，采用物性查询软件NIST-REFPROP获得不同产品在规定基准状态下的单位焓值h₀及单位熵值s₀，单位分别为kJ/kmol及kJ/kmol-K，基准状态即温度298.15K，绝对压力101.325kPa，

步骤2-2，采用物性查询软件NIST-REFPROP获得不同产品在规定出口温度、压力状态下的单位焓值h及单位熵值s，单位分别为kJ/kmol及kJ/kmol-K，

步骤2-3，按照物理值公式ex_ph h-h₀-T₀(s-s₀)确定产品单位物理值ex_ph，单位kJ/kmol，其中T₀为基准态温度，即298.15K，

步骤2-4，按照公式Exph=exph×Qm22.4×3600]]>确定产品总物理值Ex_ph，单位kW，其中Q_m为产品标况体积流量，单位Nm³/h，

通过扩散值确定产品种类、纯度参数对产品生产代价的影响，具体步骤如下：

步骤2-5，以氧-氮-氩三元理想空气为基准状态物质，规定空气中氧、氮、氩三者的mol含量分别为0.78118、0.20950、0.00932，任一纯组份i的单位摩尔扩散其中x_io为基准状态物质中组份i的摩尔分数，R为通用气体常数，即8.3145J/mol-K，

步骤2-6，按照扩散值公式exc=Σxi.exc,i0+RT0Σxilnxi]]>确定产品单位扩散值ex_c，单位kJ/kmol，其中x_i为产品混合物中组份i的摩尔分数；

步骤2-7，按照公式Exc=exc×Qm22.4×3600]]>确定产品总扩散值Ex_c，单位kW，Q_m为产品标况体积流量，单位Nm³/h，

步骤2-8，通过公式Ex Ex_ph+Ex_c计算各产品的总值Ex，确定输出空分系统的产品总值大小；

步骤3，通过公式计算得到系统值效率η_Ex，其中∑Ex_in为单位时间进入空分系统总值，∑Ex_out为单位时间产品带出系统的总值；

步骤4，由公式求取空分系统能耗指标N_O2，其中A_O2为标氧转换系数，单位Nm³O₂/kW·h，由如下公式确定标氧转换系数A_O2：

AO2=22.4×3600×xO2xO2×exstd,O2+exc,N2×xO2ΣVΣN2ΣVΣO2+exc,WN×(xN2-xO2ΣVΣN2ΣVΣO2)]]>

式中：

ex_std，O2——标氧单位值，kJ/kmol；

ex_c，N2——氮产品单位扩散值，kJ/kmol；

ex_c，WN——污氮气单位扩散值，kJ/kmol；

x_O2——空气中氧的摩尔含量；

x_N2——空气中氮的摩尔含量；

∑V_∑N2——空分装置氮类产品总产量，Nm³/h；

∑V_ΣO2——空分装置氧类产品总产量，Nm³/h，

上式中标准氧气产品规定为氧摩尔分数99.6％，温度298.15K，绝对压力101.325kPa状态下的氧氩混合物；污氮气规定为氮摩尔分数97.5％，温度298.15K，绝对压力101.325kPa状态下的氮氧混合物；氮产品规定为氮摩尔分数99.9995％，温度298.15K，绝对压力101.325kPa状态下的氮氧混合物；

步骤5，根据计算所得能耗指标N_O2，具体参照表1所列出的数据，确定该装置运行能耗在同类装置中的水平：

表1空分装置运行能耗参照

对应外压缩流程装置能耗按考虑带压产品情况计算，

如计算所得装置单位制氧电耗值在表1所示区间范围内，则该套装置运行能耗处于国内同类装置中的平均水平；

如计算所得装置单位制氧电耗值小于表1所示区间范围，则该套装置运行能耗处于国内同类装置中的先进水平；

如计算所得装置单位制氧电耗值大于表1所示区间范围，则该套装置运行能耗处于国内同类装置中的落后水平。