NEWTEK Group kündigt Optimierung der Energieeffizienz einer 45.000 m³/h-Luftzerlegungsanlage an

 

Die NEWTEK Group gab die erfolgreiche Umsetzung eines umfassenden-Energieoptimierungsprogramms- auf einer 45.000 m³/h-Anlage bekanntLuftzerlegungsanlage (ASU)Dadurch werden messbare Reduzierungen des Dampfverbrauchs, der Kompressorlast und des Gesamtenergiebedarfs des Systems erreicht. Das Projekt steht im Einklang mit der strategischen Roadmap der Gruppe zur Verbesserung der Prozesseffizienz und zur Unterstützung einer kohlenstoffarmen Entwicklung im gesamten Industriegasbetrieb.

Diese Optimierung wurde an einer ASU mit Molekularsieb-Warmkastenreinigung, Turboexpanderkühlung, Doppelsäulenrektifikation und interner Flüssigsauerstoff-/Stickstoffpumpenkompression durchgeführt. Die Initiative konzentrierte sich darauf, die Kompressorlast an den tatsächlichen Sauerstoff- und Stickstoffbedarf anzupassen und den Energieverbrauch von Kompressionssystemen zu reduzieren, die in der Vergangenheit mehr als 90 % des gesamten ASU-Strom- und Dampfverbrauchs ausmachten.

 

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Hintergrund- und Energieprofil

Die 45.000 m³/h ASU arbeitet mit einer Turbinen-angetriebenen „Eins-zu-Zwei“-Konfiguration, bei der eine Dampfturbine sowohl den Hauptluftkompressor (MAC) als auch den Booster-Luftkompressor (BAC) antreibt.
Enthaltene Designparameter:

 

●MAC-Wellenleistung:21.100 kW

●BAC-Wellenleistung:18.200 kW

●Hoch-Dampfbedarf:167,4 t/h (Auslegung), mit Entnahmedampf von 30 t/h

●Gesamtenergieverbrauch der ASU:ca.. 41.119 kW vor der Optimierung

●Anteil des Kompressorsystems an der Gesamtenergie: ~96%
 

Bei tatsächlichem Anlagenbedarf arbeitete die ASU mit einer Sauerstofflast von ca. 80 %, die Dampfturbine verbrauchte jedoch ca. 97 % des Auslegungsdampfstroms, was zu einem Energieungleichgewicht und erhöhten Betriebskosten führte. Dieses Missverhältnis wurde zum Kernziel der Optimierungsinitiative von NEWTEK.

 

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Optimierungsmaßnahmen vom NEWTEK Engineering Team umgesetzt

●Leistungsverbesserung des Turboexpanders

Modifizierte Anti-Überspannungskurve, um unnötigen Recyclingfluss zu vermeiden.

Geschlossenes Recyclingventil des Expanders und vergrößerte Öffnung der Einlassleitschaufel, um die Geschwindigkeit des Expanders zu erhöhen.

Erhöhte verfügbare Kälte, was eine Reduzierung des Auslassdrucks des Booster-Kompressors und eine Senkung des Dampfbedarfs ermöglicht.

●Wärme-Verbesserung der Reinigung und Kühlung des Wärmetauschers

Behebung von Verschmutzungen in Umlaufwasserkühlern, die die Kühleffizienz des Expanders beeinträchtigten.

DN80-Ventil für wöchentliche Online-Rückspülung hinzugefügt, um die Wärmeübertragungsleistung wiederherzustellen.

Es wurde eine Reduzierung der Booster--Einlasstemperatur um 4–5 K erreicht, wodurch der Kühlspielraum des Expanders verbessert wurde.

●MAC/BAC-Lastanpassung und Surge-Margenkontrolle

Reduzierter MAC-Einlassfluss durch Senkung der Kompressorgeschwindigkeit und Anpassung der Einlassleitschaufeln.

Gewährleistete die Stabilität der Luftfilter-SPS und führte regelmäßige Filterwartungen durch, um einen niedrigen Einlasswiderstand und einen stabilen Saugdruck aufrechtzuerhalten.

Reduzierte BAC-Drücke der zweiten- und dritten-Stufe und verengte die Öffnungen der Anti-Druckstoßventile auf ~5 %, während der erforderliche Druckstoßspielraum beibehalten wurde.

●Rektifikationssäulenoptimierung

Die Rückflussbedingungen wurden angepasst, um den Volumenanteil an Verunreinigung-Stickstoff O₂ bei 2–4 % zu halten.

Erhöhte Drosselung von reinem flüssigen -Stickstoff, um die Sauerstoffrückgewinnung in der unteren Spalte zu erhöhen.

Reduzierte Kompressorlast durch Verbesserung der Rektifikationseffizienz und Stabilisierung des Kolonnendrucks.

●Molekulare-Sieb-Adsorber-Zyklusoptimierung

Verlängerte Druckbeaufschlagungsdauer von 22 Minuten auf 25 Minuten, um Schwankungen im Kaltbox-Einlassstrom zu reduzieren.

Verbesserte Stabilität beim Adsorberwechsel, wodurch häufige Anpassungen der MAC-Einlassleitschaufeln reduziert werden.

Verlängerter Adsorptionszyklus von 4 h auf 6 h, wodurch der Regenerationsdampfverbrauch gesenkt wird.

 

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Gemessene Ergebnisse

 

Nach einem ganzen Jahr optimierten Betriebs zeigte die ASU eine stabile Leistung und erhebliche Energieeinsparungen. Zu den wichtigsten Ergebnissen gehören:

 

●Der Hochdruckdampfverbrauch wurde von 134 t/h auf 124 t/h reduziert

●Niedrigerer MAC-Auslassdruck (0,497 MPa → 0,489 MPa)

●Reduzierter BAC-Drücke der zweiten- und dritten-Stufe

●Eliminierung des Expander-Recyclingflusses (14 % → 0 %)

●Vergrößerte Expanderführung-Flügelöffnung und verbesserte Kühlverfügbarkeit

 

Bei einer durchschnittlichen Reduzierung von 10 t/h Hochdruckdampf spart die ASU jährlich etwa 72.000 t Dampf ein (basierend auf 8.000 Betriebsstunden).
 

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Strategische Bedeutung für die NEWTEK Group

Das Optimierungsprojekt spiegelt das Engagement der NEWTEK Group wider:

●Verbesserung der Energieleistung von industriellen-Gas- und kryogenen Anlagen-

●Unterstützung der CO2-armen Transformation durch systematische Effizienzverbesserungen

●Stärkung der technischen Dienstleistungskapazitäten in den Bereichen Luftzerlegung, Wasserstoff, Synthesegas und Umweltschutzsysteme

●Bereitstellung messbarer Effizienzsteigerungen für nachgeschaltete Anwender in den Bereichen Chemie, Energie und moderne Materialien

●Durch die Integration technischer Verbesserungen, Einblicke in den digitalen Betrieb und ein langfristiges Zuverlässigkeitsmanagement gelingt die NEWTEK Group weiterhin●erweitert sein Portfolio an effizienten -Gasproduktionslösungen auf globalen Märkten