??? 摘要:本文針對常規(guī)空分設備用電加熱器作為熱源來加熱污氮，進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，進行分子篩系統(tǒng)節(jié)能改造的設計思路。文章通過對改造前后的工藝流程對比，改造后的技術優(yōu)勢及經濟效益的描述，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性和必要性，明確了作為氣體運行公司今后一定時期的工作重點和方向。

前言
??? 加熱器是空分設備、石油化工、食品工業(yè)、冶金工業(yè)中應用非常廣泛的設備，它主要由電加熱器和蒸汽加熱器二大類，在空分設備中，主要是利用電能或蒸汽冷凝的熱能來加熱污氮氣，當污氮氣被加熱到一定溫度之后，便可用于分子篩系統(tǒng)的再生。
??? 傳統(tǒng)的空分設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，國家對節(jié)能減排工作的重視，在空分設備的投入中，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必然趨勢。
??? 本文論述了對已投入運行且使用電加熱器的空分設備進行節(jié)能改造，利用鋼廠部分富余蒸汽，在電加熱器前串接一臺蒸汽加熱器，將污氮氣先經蒸汽加熱器預熱后再經電加熱器加熱，以達到節(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，對分子篩進行解吸再生，以一套“二萬五”的空分設備為例，每臺電加熱器功率需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合管型或低翅直排型二種結構型式。
2．1、高翅復合管型蒸汽加熱器（圖3）：

??? 該蒸汽加熱器沒有管板，而采用了集合管形式，一個集合管分別對應一組換熱管，每臺蒸汽加熱器分為N個組別，下端的集合管可在筒體內自由浮動，換熱管采用了不銹鋼外套鋁管軋制成高螺紋管的形式。該蒸汽加熱器產品比較成熟，運行穩(wěn)定、可靠。
2．2、低翅直排型蒸汽加熱器（圖4）

??? 該蒸汽加熱器設計成蒸汽與工藝氣體成錯流型式，氣體一次橫掠管束，氣體的進出口接管在同一標高，安裝比較方便，從而大大縮小了整套設備的占地面積。換熱管采用碳鋼或不銹鋼整體軋翅管，傳熱效率較高，所以，整體結構緊湊、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條件，由于本文論述的是針對已投運的空分設備電加熱器進行改造，每個項目情況各有不同，設備及管道布置也不同，所以，需根據(jù)場地空間及現(xiàn)場管道的實際情況進行合理的選擇。
3．改造優(yōu)勢
本文探討的是利用鋼廠部分蒸汽，對已運行的空分設備電加熱器進行改造，在電加熱器前串接一臺蒸汽加熱器，將污氮氣進行預熱后再經電加熱器加熱，以達到節(jié)約電能消耗，節(jié)能減排之目的。此改造計劃簡單易行，投入少，回報高，是空分設備減少運行成本、節(jié)能減耗行之有效的技術方案。
以一套“二萬五”等級的空分為例，每套電加熱器功率為1500kw，利用鋼廠約0.4mpa的蒸汽源，串聯(lián)一臺蒸汽加熱器，功率為900kw，污氮經蒸汽加熱器加熱后，出口溫度可達到120℃，再將120℃的污氮氣經電加熱器加熱，電加熱器功率只需500kw，以**工作12小時計算，則每年可減少（1500-500）*12*365=438萬kw·h電耗，按0.67元/kw·h計算，年節(jié)約電費約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計算，則每年所需蒸汽約為80萬元。
按以上計算，該項目實施后，每套“二萬五”等級的空分，可實現(xiàn)年節(jié)約運行成本約220萬元。
該項目所需新增一臺蒸汽加熱器及配套的閥門、儀表、管路等，項目總投入預計為100萬元，按以上分析，項目投入半年就可收回成本，經濟效益非常明顯。
4． 結語
根據(jù)國家和地方相關標準、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蒸汽加熱器，來實施對電加熱器的改造，從而達到減少電能消耗、節(jié)能之目的。
國內改造項目已在河北前進鋼廠得到應用，效益明顯。
該技術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用，可為制造及運行企業(yè)創(chuàng)造具大的經濟和社會效益。