倪劍鋼(杭氧股份有限公司設(shè)計(jì)研究院，杭州東新路388號(hào) 310004)
摘要：介紹了采用內(nèi)壓縮流程技術(shù)的空分設(shè)備的特點(diǎn)，并從投資成本與運(yùn)行費(fèi)用兩方面對(duì)內(nèi)壓縮流程與外壓縮流程進(jìn)行了比較，最后就冶金行業(yè)和化工行業(yè)選擇哪一種流程的空分設(shè)備提出了建議。
1 概述
當(dāng)前由于冶金及化工行業(yè)的迅速發(fā)展，空分設(shè)備的訂貨量非常大?，F(xiàn)在有許多新的技術(shù)應(yīng)用到空分設(shè)備中，客戶可以有多種選擇，因此，如何選擇合適的空分設(shè)備就非常重要。
從不同的角度，空分設(shè)備有不同的分類方法。按空分設(shè)備的主要用戶來分，可以分為冶金型和化工型。按空分設(shè)備的：工藝流程來分，現(xiàn)在流行的有外壓縮流程與內(nèi)壓縮流程兩類。
目前，國(guó)內(nèi)新建的空分項(xiàng)日有部分是采用內(nèi)壓縮流程技術(shù)的，有部分用戶比較傾向于采用內(nèi)壓縮這種新的空分流程。盡管用戶采用何種工藝流程是出于自身需求的考慮，但是如果對(duì)空分行業(yè)的實(shí)際情況并不是了解得非常清楚的話，這種選擇多少也帶了一點(diǎn)盲目性，；下面將對(duì)內(nèi)壓縮流程空分的特性及內(nèi)壓縮與外壓縮的優(yōu)缺點(diǎn)做較詳盡的闡述，以供空分用戶選擇工藝流程時(shí)進(jìn)行參考。
2 內(nèi)壓縮流程空分的特點(diǎn)
內(nèi)壓縮流程是相對(duì)于外壓縮流程而言的。外壓縮流程就是空分沒備生產(chǎn)低壓氧氣，然后經(jīng)氧壓機(jī)加壓至所需壓力供給用戶，也稱之為常規(guī)空分。內(nèi)壓縮流程就是取消氧壓機(jī)，直接從空分設(shè)備的分餾塔生產(chǎn)出中高壓的氧氣供給用戶。該流程與常規(guī)外壓縮流程的主要區(qū)別在于，產(chǎn)品氧的供氧壓力是由液氧在冷箱內(nèi)經(jīng)液氧泵加壓達(dá)到，液氧在高壓板翅式換熱器與高壓空氣進(jìn)行熱交換從而汽化復(fù)熱。
與外壓縮流程相比，內(nèi)壓縮流程主要的技術(shù)變化在兩個(gè)部分：精餾與換熱。外壓縮流程空分是由精餾塔直接產(chǎn)生低壓氧氣，再經(jīng)主換熱器復(fù)熱出冷箱；而內(nèi)壓縮流程空分是從精餾塔的主冷凝蒸發(fā)器抽取液氧，再由液氧泵加壓至所需壓力，然后再由一股高壓空氣與液氧換熱，使其汽化出冷箱作為產(chǎn)品氣體?？梢院?jiǎn)單地認(rèn)為，內(nèi)壓縮流程是用液氧泵加上空氣增壓機(jī)取代了外壓縮流程的氧壓機(jī)。
的確，內(nèi)壓縮流程是一種新的技術(shù)，不過所謂新也只是相對(duì)于國(guó)內(nèi)的空分行業(yè)而言。如同許多新技術(shù)一樣，內(nèi)壓縮流程作為空分設(shè)備的一種技術(shù)最早是在發(fā)達(dá)國(guó)家出現(xiàn)的，國(guó)外早在20世紀(jì)80年代就有了內(nèi)壓縮流程的空分設(shè)備，如我國(guó)20世紀(jì)80年代從德國(guó)林德公司引進(jìn)的鎮(zhèn)海石化28000m3/h空分設(shè)備就采用了內(nèi)壓縮流程技術(shù)，盡管當(dāng)時(shí)這套裝置的凈化系統(tǒng)還是使用切換板翅式技術(shù)而不是分子篩純化技術(shù)。
在國(guó)外，內(nèi)壓縮流程技術(shù)的應(yīng)用主要有以下三個(gè)因素：(1)安全性考慮，空分行業(yè)對(duì)安全的要求是非常高的，根據(jù)內(nèi)壓縮流程的技術(shù)特點(diǎn)，在理淪上要比外壓縮流程的安全性高一些；(2)氧壓機(jī)在設(shè)計(jì)制造中需要考慮的安全因素較多，價(jià)格就非常昂貴，采用內(nèi)壓縮流程所需的液氧泵加上空氣增壓機(jī)成本相應(yīng)就低得多；(3)國(guó)外空分行業(yè)多采用管道現(xiàn)場(chǎng)供氣的方式，也就是俗稱的“賣氣體”，氣體公司在經(jīng)營(yíng)現(xiàn)場(chǎng)供氣業(yè)務(wù)的同時(shí)，通常還出售大量的液體產(chǎn)品。在這樣的情況下，內(nèi)壓縮流程空分就在運(yùn)行成本上有較大的優(yōu)勢(shì)。
3 內(nèi)壓縮流程與外壓縮流程的比較
了解了內(nèi)壓縮流程是怎么回事后，我們就可以來比較內(nèi)壓縮流程與外壓縮流程的不同。如果用戶新建空分項(xiàng)目，最重要的考慮就是投資收益，下面就結(jié)合我國(guó)空分行業(yè)的實(shí)際情況，主要從投資成本與運(yùn)行費(fèi)用兩方面來進(jìn)行比較．并從安全性與可靠性方面作一簡(jiǎn)單比較。
3．1 投資成本
首先是投資成本，大致上內(nèi)壓縮流程與外壓縮流程在以下幾個(gè)部分的投資成本會(huì)不一樣。
3．1．1 壓縮機(jī)部分
就是內(nèi)壓縮流程的液氧泵加上空氣增壓機(jī)與外壓縮的氧壓機(jī)相比。在國(guó)外，認(rèn)為采用內(nèi)壓縮流程的投資要合算很多，那是國(guó)外的行情。因?yàn)閲?guó)外的氧壓機(jī)非常昂貴，舉例來說，相同規(guī)格的透平氧壓機(jī)，進(jìn)口的價(jià)格是國(guó)產(chǎn)價(jià)格的3—4倍，而內(nèi)壓縮流程所需的空氣增壓機(jī)的價(jià)格是相應(yīng)國(guó)產(chǎn)氧透的 1.5倍左右，至于液氧泵的成本，相比較而言可以忽略不計(jì)。這么大的成本差距，在國(guó)外當(dāng)然是要選用內(nèi)壓縮流程的空分設(shè)備了。而在國(guó)內(nèi)，情況正好相反。首先，外壓縮流程的氧透完全可以采用國(guó)產(chǎn)，性能良好，價(jià)格低廉，且安全性能好。若采用內(nèi)壓縮流程的話，所需的空氣增壓機(jī)一般要求進(jìn)口機(jī)組，國(guó)產(chǎn)機(jī)組在性能等各方面還不能完全滿足要求。這樣，采用內(nèi)壓縮流程的空分設(shè)備的成本就高了，事實(shí)上內(nèi)壓縮流程比外壓縮流程高出的投資成本也主要在這個(gè)部分。
3．1．2換熱器部分
因?yàn)閮?nèi)壓縮流程空分要用到中高壓的板翅式換熱器，這會(huì)涉及到投資成本的變化。本來沒必要考慮這部分的成本比較，因?yàn)閲?guó)產(chǎn)的中高壓換熱器質(zhì)量也相當(dāng)可靠。不過幾乎所有上內(nèi)壓縮流程空分項(xiàng)目的用戶都對(duì)國(guó)內(nèi)產(chǎn)品不太放心，所以就在這部分又增加廠不少成本，會(huì)增加20％左右。
3．1．3 膨脹機(jī)部分
內(nèi)壓縮流程多采用中壓膨脹機(jī)，如果選用進(jìn)口產(chǎn)品的話，通常只配一臺(tái)，沒有備機(jī)，但一般需要帶齊包括轉(zhuǎn)子在內(nèi)的備件；而如果選用國(guó)產(chǎn)機(jī)組，會(huì)采用一用一備的方式。這樣進(jìn)口產(chǎn)品的成本要高 30％以上。外壓縮流程采用低壓膨脹機(jī)，國(guó)產(chǎn)機(jī)組完全可以達(dá)到進(jìn)口產(chǎn)品的性能。
3．1．4 閥門部分
內(nèi)壓縮流程空分有部分中高壓的流路，相應(yīng)對(duì)閥門的要求也比較高，所以在這部分也會(huì)有一些增加的成本。
其余的部機(jī)和控制系統(tǒng)對(duì)于兩種流程來說沒有什么很大的不同。那么，從以上幾點(diǎn)比較可以看出，由于涉及到機(jī)器設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化能力的關(guān)系，對(duì)國(guó)內(nèi)空分行業(yè)來說，外壓縮流程空分比內(nèi)壓縮流程空分投資成本要低，與國(guó)外的情況相反。一般來說。一套內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備的總價(jià)格會(huì)比同樣的外壓縮流程空分設(shè)備要高10％左右。
3．2 運(yùn)行費(fèi)用
運(yùn)行費(fèi)用主要由三大部分構(gòu)成：運(yùn)行能耗、備件及維護(hù)費(fèi)用、操作維護(hù)人員的開支。這里只比較前兩個(gè)部分。
3．2．1 運(yùn)行能耗
雖然早有定論：“內(nèi)壓縮流程能耗略高。”不過還是要具體情況具體分析?？辗衷O(shè)備中液體產(chǎn)品 (液氧、液氮和液氬總量)占?xì)庋醍a(chǎn)品的比例對(duì)能耗的影響是很大的。一般可以認(rèn)為8％左右的比例是一個(gè)分界點(diǎn)，低于這個(gè)比例以選用外壓縮流程為宜，若高于這個(gè)比例采用內(nèi)壓縮流程就比較好了。而如果有客戶準(zhǔn)備新上的空分項(xiàng)目的這個(gè)比例正好在8％左右的話，就需要做仔細(xì)的方案比較，然后再?zèng)Q定采用哪一種流程。
3．2．2 備件及維護(hù)費(fèi)用
與外壓縮流程相比，內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備由于進(jìn)口的機(jī)組設(shè)備和其它部件較多，則相應(yīng)的備件和維護(hù)費(fèi)用也會(huì)高一些。不過備件的備用和采購(gòu)習(xí)慣每個(gè)客戶都不一樣，這里就不多說了。
3．3 安全性和可靠性
最后還有很重要的方面，就是安全性與可靠性，這是最根本的，輕則影響用戶與空分有關(guān)的所有生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行，重則影響整體投資的成功與否。
前面講到了在理論上內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備的安全性高一些，相對(duì)而言外壓縮流程空分設(shè)備的安全隱患主要在于主冷凝蒸發(fā)器內(nèi)液氧中碳?xì)浠衔锏姆e聚和透平氧壓機(jī)。前者可以通過在線監(jiān)控和定時(shí)進(jìn)行液氧安全排放來解決問題，至于后者，國(guó)產(chǎn)氧透的技術(shù)早巳過關(guān)，絕對(duì)保證安全，也從來沒有出過爆炸等惡性事故?？梢哉f，經(jīng)過多年的技術(shù)發(fā)展，外壓縮流程空分的安全性是沒有問題的。
空分設(shè)備的運(yùn)行可靠性就涉及到設(shè)備質(zhì)量、操作水平等各方面的因素。外壓縮流程空分技術(shù)成熟，用戶的操作也都很熟練，可靠性高。內(nèi)壓縮流程相對(duì)來說要復(fù)雜一些，自動(dòng)化控制的要求更高。舉例來說，內(nèi)壓縮流程的空氣增壓機(jī)與熱交換器及精餾塔密切相關(guān)，一旦出現(xiàn)故障或操作失誤，通常會(huì)導(dǎo)致整套空分設(shè)備停車，這也是空氣增壓機(jī)多采用進(jìn)口機(jī)組的原因；而外壓縮流程空分則不然，氧透的停車對(duì)空分設(shè)備的運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生影響。評(píng)價(jià)可靠性牽涉的因素較多，對(duì)可靠性的看法也是見仁見智。筆者認(rèn)為，對(duì)國(guó)內(nèi)多數(shù)用戶而言，外壓縮流程空分設(shè)備更容易操作是肯定的。
根據(jù)上面綜合性的比較，似乎可以認(rèn)為內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備價(jià)格又貴能耗又高，很不合算。其實(shí)投資成本是與國(guó)產(chǎn)化能力密切相關(guān)的，國(guó)產(chǎn)化能力高的話，投資成本就低，反之就高。當(dāng)然如果客戶的資金比較充裕就可以少考慮一些投資成本方面的問題。外壓縮流程空分設(shè)備在國(guó)內(nèi)已有二十年的發(fā)展，工藝流程相當(dāng)成熟可靠，可以實(shí)現(xiàn)完全國(guó)產(chǎn)化，投資成本低，同時(shí)其自身各方面的技術(shù)也在不斷的進(jìn)步，如近年來規(guī)整填料及全精餾制氬技術(shù)的應(yīng)用。在今后的若干年內(nèi)，外壓縮流程空分設(shè)備也是完全適應(yīng)國(guó)內(nèi)需要的。而內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備，目前情況下，更適用于特定的用戶。
4 冶金行業(yè)對(duì)空分設(shè)備的選擇
冶金行業(yè)對(duì)用氧壓力的要求通常在2.0--3.OMPa之間，無(wú)論是采用內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備還是外壓縮流程空分設(shè)備都可以實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)不同的需要，內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備可以有多種流程形式。目前國(guó)內(nèi)制造的內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備中比較典型的流程是膨脹空氣進(jìn)下塔的流程。這個(gè)流程的主要特點(diǎn)有兩個(gè)：一是比較適合生產(chǎn)較大液體量，二是氬的提取率高。
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)冶金行業(yè)凡是訂購(gòu)內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備的用戶都選用了這一種流程，這些用戶都有相同的需求：需要大量的液體產(chǎn)品以在滿足生產(chǎn)的同時(shí)經(jīng)營(yíng)氣體銷售業(yè)務(wù)。
另外，這一流程還有一個(gè)好處，就是原料空壓機(jī)和空氣增壓機(jī)可以組合成一體機(jī)，這對(duì)進(jìn)行生產(chǎn)擴(kuò)建而場(chǎng)地緊張的客戶來說具有非常大的吸引力。
而對(duì)于許多新上的煉鋼項(xiàng)目來說，采購(gòu)空分設(shè)備只是為了滿足生產(chǎn)需要，還暫時(shí)沒有考慮氣體銷售業(yè)務(wù)，這樣的話，客戶就只需必要的液體產(chǎn)品作儲(chǔ)存以供緊急備用，那么選用常規(guī)的外壓縮流程空分設(shè)備就非常合理了。
5 化工行業(yè)對(duì)空分設(shè)備的選擇
化工(石化)行業(yè)對(duì)用氧壓力的要求一般比煉鋼要高得多，低則4.OMPa，高的要到9.OMPa以上，而其所需的制氧規(guī)模也非常大，動(dòng)輒“30000”以上。這樣一來，如采用外壓縮流程，常規(guī)透平氧壓機(jī)的排壓就達(dá)不到要求，還要增加活塞式氧壓機(jī)，投資成本高，占地也大，還增添了安全性問題。
那么采用內(nèi)壓縮流程的空分設(shè)備就是唯一的選擇了。而且，因?yàn)榛ば偷目辗衷O(shè)備的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)通常比較復(fù)雜，要求同時(shí)生產(chǎn)多種壓力等級(jí)的氧、氮產(chǎn)品，這就需要根據(jù)具體的要求，進(jìn)行多種方案的比較，如采用單泵還是雙泵內(nèi)壓縮，是采用空氣循環(huán)還是氮?dú)庋h(huán)等，最佳的方案一定要遵循一次性投資成本和長(zhǎng)期運(yùn)行費(fèi)用的最佳結(jié)合原則。
當(dāng)然，如果客戶對(duì)空分設(shè)備的要求不太復(fù)雜，類似于冶金型的空分設(shè)備，那么按照通常的內(nèi)壓縮流程或外壓縮流程來考慮都可以。
6 結(jié)論
每一項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用都與相應(yīng)的現(xiàn)實(shí)條件有關(guān)。時(shí)至今日，內(nèi)壓縮流程已經(jīng)是完全成熟的空分工藝流程，國(guó)內(nèi)的空分制造商也已完全掌握了相關(guān)的技術(shù)，從空分設(shè)備成套供貨的角度來說完全沒有問題。另一方面，目前我國(guó)的透平機(jī)械制造業(yè)與國(guó)外同行相比還有較大的差距，在這樣的情況下，可以說在一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)上國(guó)內(nèi)的機(jī)械制造行業(yè)還沒有做好內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備的完全國(guó)產(chǎn)化的工作。而外壓縮流程作為經(jīng)過多年發(fā)展、技術(shù)已成熟的空分工藝，就較適用于絕大多數(shù)的需求。
用戶在新建空分項(xiàng)目的時(shí)候，不同的空分設(shè)備制造商所推薦的方案都有其自身的利益考慮，用戶應(yīng)作多方考察，多進(jìn)行技術(shù)交流和探討，究竟選擇內(nèi)壓縮流程還是外壓縮流程，一定要根據(jù)自身的切實(shí)需求和國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)制造的實(shí)際情況來做決策。比如是只考慮生產(chǎn)需要還是要同時(shí)經(jīng)營(yíng)氣體銷售業(yè)務(wù)?是更關(guān)注投資成本還是運(yùn)行費(fèi)用?等等。
國(guó)外內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備的全面發(fā)展是與國(guó)外的市場(chǎng)分工有著密切的關(guān)系，制造成本、氣體公司的經(jīng)營(yíng)策略等因素起著決定作用。而國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況則差別很大，盡管日前國(guó)內(nèi)內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備用的不多，不過應(yīng)該說發(fā)展的空間還是很大的，只要一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)得到解決，以及市場(chǎng)分工發(fā)生變化，內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備也會(huì)得到迅速的發(fā)展。
以上是個(gè)人的一點(diǎn)淺見，不到之處還請(qǐng)各位行家指正。
1 概述
當(dāng)前由于冶金及化工行業(yè)的迅速發(fā)展，空分設(shè)備的訂貨量非常大?，F(xiàn)在有許多新的技術(shù)應(yīng)用到空分設(shè)備中，客戶可以有多種選擇，因此，如何選擇合適的空分設(shè)備就非常重要。
從不同的角度，空分設(shè)備有不同的分類方法。按空分設(shè)備的主要用戶來分，可以分為冶金型和化工型。按空分設(shè)備的：工藝流程來分，現(xiàn)在流行的有外壓縮流程與內(nèi)壓縮流程兩類。
目前，國(guó)內(nèi)新建的空分項(xiàng)日有部分是采用內(nèi)壓縮流程技術(shù)的，有部分用戶比較傾向于采用內(nèi)壓縮這種新的空分流程。盡管用戶采用何種工藝流程是出于自身需求的考慮，但是如果對(duì)空分行業(yè)的實(shí)際情況并不是了解得非常清楚的話，這種選擇多少也帶了一點(diǎn)盲目性，；下面將對(duì)內(nèi)壓縮流程空分的特性及內(nèi)壓縮與外壓縮的優(yōu)缺點(diǎn)做較詳盡的闡述，以供空分用戶選擇工藝流程時(shí)進(jìn)行參考。
2 內(nèi)壓縮流程空分的特點(diǎn)
內(nèi)壓縮流程是相對(duì)于外壓縮流程而言的。外壓縮流程就是空分沒備生產(chǎn)低壓氧氣，然后經(jīng)氧壓機(jī)加壓至所需壓力供給用戶，也稱之為常規(guī)空分。內(nèi)壓縮流程就是取消氧壓機(jī)，直接從空分設(shè)備的分餾塔生產(chǎn)出中高壓的氧氣供給用戶。該流程與常規(guī)外壓縮流程的主要區(qū)別在于，產(chǎn)品氧的供氧壓力是由液氧在冷箱內(nèi)經(jīng)液氧泵加壓達(dá)到，液氧在高壓板翅式換熱器與高壓空氣進(jìn)行熱交換從而汽化復(fù)熱。
與外壓縮流程相比，內(nèi)壓縮流程主要的技術(shù)變化在兩個(gè)部分：精餾與換熱。外壓縮流程空分是由精餾塔直接產(chǎn)生低壓氧氣，再經(jīng)主換熱器復(fù)熱出冷箱；而內(nèi)壓縮流程空分是從精餾塔的主冷凝蒸發(fā)器抽取液氧，再由液氧泵加壓至所需壓力，然后再由一股高壓空氣與液氧換熱，使其汽化出冷箱作為產(chǎn)品氣體?？梢院?jiǎn)單地認(rèn)為，內(nèi)壓縮流程是用液氧泵加上空氣增壓機(jī)取代了外壓縮流程的氧壓機(jī)。
的確，內(nèi)壓縮流程是一種新的技術(shù)，不過所謂新也只是相對(duì)于國(guó)內(nèi)的空分行業(yè)而言。如同許多新技術(shù)一樣，內(nèi)壓縮流程作為空分設(shè)備的一種技術(shù)最早是在發(fā)達(dá)國(guó)家出現(xiàn)的，國(guó)外早在20世紀(jì)80年代就有了內(nèi)壓縮流程的空分設(shè)備，如我國(guó)20世紀(jì)80年代從德國(guó)林德公司引進(jìn)的鎮(zhèn)海石化28000m3/h空分設(shè)備就采用了內(nèi)壓縮流程技術(shù)，盡管當(dāng)時(shí)這套裝置的凈化系統(tǒng)還是使用切換板翅式技術(shù)而不是分子篩純化技術(shù)。
在國(guó)外，內(nèi)壓縮流程技術(shù)的應(yīng)用主要有以下三個(gè)因素：(1)安全性考慮，空分行業(yè)對(duì)安全的要求是非常高的，根據(jù)內(nèi)壓縮流程的技術(shù)特點(diǎn)，在理淪上要比外壓縮流程的安全性高一些；(2)氧壓機(jī)在設(shè)計(jì)制造中需要考慮的安全因素較多，價(jià)格就非常昂貴，采用內(nèi)壓縮流程所需的液氧泵加上空氣增壓機(jī)成本相應(yīng)就低得多；(3)國(guó)外空分行業(yè)多采用管道現(xiàn)場(chǎng)供氣的方式，也就是俗稱的“賣氣體”，氣體公司在經(jīng)營(yíng)現(xiàn)場(chǎng)供氣業(yè)務(wù)的同時(shí)，通常還出售大量的液體產(chǎn)品。在這樣的情況下，內(nèi)壓縮流程空分就在運(yùn)行成本上有較大的優(yōu)勢(shì)。
3 內(nèi)壓縮流程與外壓縮流程的比較
了解了內(nèi)壓縮流程是怎么回事后，我們就可以來比較內(nèi)壓縮流程與外壓縮流程的不同。如果用戶新建空分項(xiàng)目，最重要的考慮就是投資收益，下面就結(jié)合我國(guó)空分行業(yè)的實(shí)際情況，主要從投資成本與運(yùn)行費(fèi)用兩方面來進(jìn)行比較．并從安全性與可靠性方面作一簡(jiǎn)單比較。
3．1 投資成本
首先是投資成本，大致上內(nèi)壓縮流程與外壓縮流程在以下幾個(gè)部分的投資成本會(huì)不一樣。
3．1．1 壓縮機(jī)部分
就是內(nèi)壓縮流程的液氧泵加上空氣增壓機(jī)與外壓縮的氧壓機(jī)相比。在國(guó)外，認(rèn)為采用內(nèi)壓縮流程的投資要合算很多，那是國(guó)外的行情。因?yàn)閲?guó)外的氧壓機(jī)非常昂貴，舉例來說，相同規(guī)格的透平氧壓機(jī)，進(jìn)口的價(jià)格是國(guó)產(chǎn)價(jià)格的3—4倍，而內(nèi)壓縮流程所需的空氣增壓機(jī)的價(jià)格是相應(yīng)國(guó)產(chǎn)氧透的 1.5倍左右，至于液氧泵的成本，相比較而言可以忽略不計(jì)。這么大的成本差距，在國(guó)外當(dāng)然是要選用內(nèi)壓縮流程的空分設(shè)備了。而在國(guó)內(nèi)，情況正好相反。首先，外壓縮流程的氧透完全可以采用國(guó)產(chǎn)，性能良好，價(jià)格低廉，且安全性能好。若采用內(nèi)壓縮流程的話，所需的空氣增壓機(jī)一般要求進(jìn)口機(jī)組，國(guó)產(chǎn)機(jī)組在性能等各方面還不能完全滿足要求。這樣，采用內(nèi)壓縮流程的空分設(shè)備的成本就高了，事實(shí)上內(nèi)壓縮流程比外壓縮流程高出的投資成本也主要在這個(gè)部分。
3．1．2換熱器部分
因?yàn)閮?nèi)壓縮流程空分要用到中高壓的板翅式換熱器，這會(huì)涉及到投資成本的變化。本來沒必要考慮這部分的成本比較，因?yàn)閲?guó)產(chǎn)的中高壓換熱器質(zhì)量也相當(dāng)可靠。不過幾乎所有上內(nèi)壓縮流程空分項(xiàng)目的用戶都對(duì)國(guó)內(nèi)產(chǎn)品不太放心，所以就在這部分又增加廠不少成本，會(huì)增加20％左右。
3．1．3 膨脹機(jī)部分
內(nèi)壓縮流程多采用中壓膨脹機(jī)，如果選用進(jìn)口產(chǎn)品的話，通常只配一臺(tái)，沒有備機(jī)，但一般需要帶齊包括轉(zhuǎn)子在內(nèi)的備件；而如果選用國(guó)產(chǎn)機(jī)組，會(huì)采用一用一備的方式。這樣進(jìn)口產(chǎn)品的成本要高 30％以上。外壓縮流程采用低壓膨脹機(jī)，國(guó)產(chǎn)機(jī)組完全可以達(dá)到進(jìn)口產(chǎn)品的性能。
3．1．4 閥門部分
內(nèi)壓縮流程空分有部分中高壓的流路，相應(yīng)對(duì)閥門的要求也比較高，所以在這部分也會(huì)有一些增加的成本。
其余的部機(jī)和控制系統(tǒng)對(duì)于兩種流程來說沒有什么很大的不同。那么，從以上幾點(diǎn)比較可以看出，由于涉及到機(jī)器設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化能力的關(guān)系，對(duì)國(guó)內(nèi)空分行業(yè)來說，外壓縮流程空分比內(nèi)壓縮流程空分投資成本要低，與國(guó)外的情況相反。一般來說。一套內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備的總價(jià)格會(huì)比同樣的外壓縮流程空分設(shè)備要高10％左右。
3．2 運(yùn)行費(fèi)用
運(yùn)行費(fèi)用主要由三大部分構(gòu)成：運(yùn)行能耗、備件及維護(hù)費(fèi)用、操作維護(hù)人員的開支。這里只比較前兩個(gè)部分。
3．2．1 運(yùn)行能耗
雖然早有定論：“內(nèi)壓縮流程能耗略高。”不過還是要具體情況具體分析?？辗衷O(shè)備中液體產(chǎn)品 (液氧、液氮和液氬總量)占?xì)庋醍a(chǎn)品的比例對(duì)能耗的影響是很大的。一般可以認(rèn)為8％左右的比例是一個(gè)分界點(diǎn)，低于這個(gè)比例以選用外壓縮流程為宜，若高于這個(gè)比例采用內(nèi)壓縮流程就比較好了。而如果有客戶準(zhǔn)備新上的空分項(xiàng)目的這個(gè)比例正好在8％左右的話，就需要做仔細(xì)的方案比較，然后再?zèng)Q定采用哪一種流程。
3．2．2 備件及維護(hù)費(fèi)用
與外壓縮流程相比，內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備由于進(jìn)口的機(jī)組設(shè)備和其它部件較多，則相應(yīng)的備件和維護(hù)費(fèi)用也會(huì)高一些。不過備件的備用和采購(gòu)習(xí)慣每個(gè)客戶都不一樣，這里就不多說了。
3．3 安全性和可靠性
最后還有很重要的方面，就是安全性與可靠性，這是最根本的，輕則影響用戶與空分有關(guān)的所有生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行，重則影響整體投資的成功與否。
前面講到了在理論上內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備的安全性高一些，相對(duì)而言外壓縮流程空分設(shè)備的安全隱患主要在于主冷凝蒸發(fā)器內(nèi)液氧中碳?xì)浠衔锏姆e聚和透平氧壓機(jī)。前者可以通過在線監(jiān)控和定時(shí)進(jìn)行液氧安全排放來解決問題，至于后者，國(guó)產(chǎn)氧透的技術(shù)早巳過關(guān)，絕對(duì)保證安全，也從來沒有出過爆炸等惡性事故?？梢哉f，經(jīng)過多年的技術(shù)發(fā)展，外壓縮流程空分的安全性是沒有問題的。
空分設(shè)備的運(yùn)行可靠性就涉及到設(shè)備質(zhì)量、操作水平等各方面的因素。外壓縮流程空分技術(shù)成熟，用戶的操作也都很熟練，可靠性高。內(nèi)壓縮流程相對(duì)來說要復(fù)雜一些，自動(dòng)化控制的要求更高。舉例來說，內(nèi)壓縮流程的空氣增壓機(jī)與熱交換器及精餾塔密切相關(guān)，一旦出現(xiàn)故障或操作失誤，通常會(huì)導(dǎo)致整套空分設(shè)備停車，這也是空氣增壓機(jī)多采用進(jìn)口機(jī)組的原因；而外壓縮流程空分則不然，氧透的停車對(duì)空分設(shè)備的運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生影響。評(píng)價(jià)可靠性牽涉的因素較多，對(duì)可靠性的看法也是見仁見智。筆者認(rèn)為，對(duì)國(guó)內(nèi)多數(shù)用戶而言，外壓縮流程空分設(shè)備更容易操作是肯定的。
根據(jù)上面綜合性的比較，似乎可以認(rèn)為內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備價(jià)格又貴能耗又高，很不合算。其實(shí)投資成本是與國(guó)產(chǎn)化能力密切相關(guān)的，國(guó)產(chǎn)化能力高的話，投資成本就低，反之就高。當(dāng)然如果客戶的資金比較充裕就可以少考慮一些投資成本方面的問題。外壓縮流程空分設(shè)備在國(guó)內(nèi)已有二十年的發(fā)展，工藝流程相當(dāng)成熟可靠，可以實(shí)現(xiàn)完全國(guó)產(chǎn)化，投資成本低，同時(shí)其自身各方面的技術(shù)也在不斷的進(jìn)步，如近年來規(guī)整填料及全精餾制氬技術(shù)的應(yīng)用。在今后的若干年內(nèi)，外壓縮流程空分設(shè)備也是完全適應(yīng)國(guó)內(nèi)需要的。而內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備，目前情況下，更適用于特定的用戶。
4 冶金行業(yè)對(duì)空分設(shè)備的選擇
冶金行業(yè)對(duì)用氧壓力的要求通常在2.0--3.OMPa之間，無(wú)論是采用內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備還是外壓縮流程空分設(shè)備都可以實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)不同的需要，內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備可以有多種流程形式。目前國(guó)內(nèi)制造的內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備中比較典型的流程是膨脹空氣進(jìn)下塔的流程。這個(gè)流程的主要特點(diǎn)有兩個(gè)：一是比較適合生產(chǎn)較大液體量，二是氬的提取率高。
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)冶金行業(yè)凡是訂購(gòu)內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備的用戶都選用了這一種流程，這些用戶都有相同的需求：需要大量的液體產(chǎn)品以在滿足生產(chǎn)的同時(shí)經(jīng)營(yíng)氣體銷售業(yè)務(wù)。
另外，這一流程還有一個(gè)好處，就是原料空壓機(jī)和空氣增壓機(jī)可以組合成一體機(jī)，這對(duì)進(jìn)行生產(chǎn)擴(kuò)建而場(chǎng)地緊張的客戶來說具有非常大的吸引力。
而對(duì)于許多新上的煉鋼項(xiàng)目來說，采購(gòu)空分設(shè)備只是為了滿足生產(chǎn)需要，還暫時(shí)沒有考慮氣體銷售業(yè)務(wù)，這樣的話，客戶就只需必要的液體產(chǎn)品作儲(chǔ)存以供緊急備用，那么選用常規(guī)的外壓縮流程空分設(shè)備就非常合理了。
5 化工行業(yè)對(duì)空分設(shè)備的選擇
化工(石化)行業(yè)對(duì)用氧壓力的要求一般比煉鋼要高得多，低則4.OMPa，高的要到9.OMPa以上，而其所需的制氧規(guī)模也非常大，動(dòng)輒“30000”以上。這樣一來，如采用外壓縮流程，常規(guī)透平氧壓機(jī)的排壓就達(dá)不到要求，還要增加活塞式氧壓機(jī)，投資成本高，占地也大，還增添了安全性問題。
那么采用內(nèi)壓縮流程的空分設(shè)備就是唯一的選擇了。而且，因?yàn)榛ば偷目辗衷O(shè)備的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)通常比較復(fù)雜，要求同時(shí)生產(chǎn)多種壓力等級(jí)的氧、氮產(chǎn)品，這就需要根據(jù)具體的要求，進(jìn)行多種方案的比較，如采用單泵還是雙泵內(nèi)壓縮，是采用空氣循環(huán)還是氮?dú)庋h(huán)等，最佳的方案一定要遵循一次性投資成本和長(zhǎng)期運(yùn)行費(fèi)用的最佳結(jié)合原則。
當(dāng)然，如果客戶對(duì)空分設(shè)備的要求不太復(fù)雜，類似于冶金型的空分設(shè)備，那么按照通常的內(nèi)壓縮流程或外壓縮流程來考慮都可以。
6 結(jié)論
每一項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用都與相應(yīng)的現(xiàn)實(shí)條件有關(guān)。時(shí)至今日，內(nèi)壓縮流程已經(jīng)是完全成熟的空分工藝流程，國(guó)內(nèi)的空分制造商也已完全掌握了相關(guān)的技術(shù)，從空分設(shè)備成套供貨的角度來說完全沒有問題。另一方面，目前我國(guó)的透平機(jī)械制造業(yè)與國(guó)外同行相比還有較大的差距，在這樣的情況下，可以說在一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)上國(guó)內(nèi)的機(jī)械制造行業(yè)還沒有做好內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備的完全國(guó)產(chǎn)化的工作。而外壓縮流程作為經(jīng)過多年發(fā)展、技術(shù)已成熟的空分工藝，就較適用于絕大多數(shù)的需求。
用戶在新建空分項(xiàng)目的時(shí)候，不同的空分設(shè)備制造商所推薦的方案都有其自身的利益考慮，用戶應(yīng)作多方考察，多進(jìn)行技術(shù)交流和探討，究竟選擇內(nèi)壓縮流程還是外壓縮流程，一定要根據(jù)自身的切實(shí)需求和國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)制造的實(shí)際情況來做決策。比如是只考慮生產(chǎn)需要還是要同時(shí)經(jīng)營(yíng)氣體銷售業(yè)務(wù)?是更關(guān)注投資成本還是運(yùn)行費(fèi)用?等等。
國(guó)外內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備的全面發(fā)展是與國(guó)外的市場(chǎng)分工有著密切的關(guān)系，制造成本、氣體公司的經(jīng)營(yíng)策略等因素起著決定作用。而國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況則差別很大，盡管日前國(guó)內(nèi)內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備用的不多，不過應(yīng)該說發(fā)展的空間還是很大的，只要一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)得到解決，以及市場(chǎng)分工發(fā)生變化，內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備也會(huì)得到迅速的發(fā)展。
以上是個(gè)人的一點(diǎn)淺見，不到之處還請(qǐng)各位行家指正。
