外行学空分（264）一一实际液化功，边际实际液化功和空分装置的能耗核算扣除值（四）

Yb2021

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   边际成本是成本分析中的一个非常重要的概念，是成本优化的非常重要的分析方法，大家耳熟能详的量本利分析方法中的本就是边际成本！通过边际成本的计算和分析可以确定生产装置的工艺方案工艺参数是否有优化的潜力及优化的方向。但边际成本不是完全成本，因此不能直接作为成本核算的产品成本。也就是说是成本分析的技术手段而不是会计成本。
: y) R5 ?1 w$ h' w' T/ n    空分装置的能耗核算本质上是一种特殊情况下的成本核算，气体产品边际液化单耗当然不能作为液体产品液化单耗单耗核算的扣除值（会形成成本核算中极为忌讳的循环核算），但却是空分装置能耗分析非常重要的工具和方法，是确定液体产品核算扣除值是否合理的非常重要的参考依据（本质上是工艺方案工艺参数是否合理优化）。目前双塔流程标准工艺方案空压机出口压力5.6bar，85%的空气进入下塔，15%空气膨胀制冷后进入上塔参与精馏，从上塔提馏段引出富氩馏分在粗氩冷凝塔中进行氮氩一氧冷凝分离，粗氩冷凝器用下塔来的富氧液空作为冷源，气化后的富氧空气返回上塔。从粗氩冷凝塔顶部获得工艺氩气，从上塔顶部获得氮气产品，以上塔底部获得氧气产品，另外有不同数量的污氮气引出，回收冷量后作为纯化器的再生气及空冷塔用气。在这样标准工艺方案下，大型空分装置目前设备性能参数及工程条件下液氧数量大约占气氧产量的1%-3%！十分奇怪的事是从来没有人讨论过这样的一个问题，那就是双塔流程标准工艺方案能耗核算中的液体产品（即液氧）核算扣除值的问题，当然由于双塔流程标准工艺方案中液氧数量只占气氧产量的1%-3%，无论核算扣除值大小都不会对气氧单耗核算结果产生重大的影响，但这是双塔流程标准工艺方案能耗核算最基础的问题，如何能够回避？
    双塔流程标准工艺方案液氧产品数量1%-3%接近于零，如果液氧产量需要增加至总氧产量的10%为例，共用三个可行的工艺方案，一是空压机出口压力提高至7-8bar，这是目前采用的工艺方案是极不合理的，因为85%的压力空气呈气相节流减压进入下塔。二是空压机出口压力保持不变，只将纯化器后的压力空气20%增压至7-8bar以上，其中15%用于膨胀制冷，5%在主换热器与返流气换热液化后进入下塔，同样可以实现以上的产品方案，而压缩功耗只相当于原压缩功耗的20%！三是空压机出口压力保持不变，只将纯化器后的空气5%左右（根据正流增压空气全部液化为原则确定需要增压的空气数量）增压至38bar（空气临界压力）液化后进入下塔。三个工艺方案均可实现液氧产量增加至占总氧产量10%的目标，但其增加的压缩功耗却有四倍的差距，其中第一个工艺方案在压缩效率70%，膨胀机绝热效率85%下，边际气氧液化单耗0.7-0.8KWh每标准立方米液氧，后两个工艺方案边际气氧液化单耗0.25kWh每标准立方米液氧以下！已经低于液氧的冷能有效能数值。
   这三个工艺方案均是所谓的单膨胀工艺方案，但由于采用的工艺方案及工艺参数的不同，边际气氧液化单耗相差达3倍以上！通过以上的边际液化单耗的计算，可以确定目前双塔流程标准工艺方案的开式热泵一膨胀制冷液化效率极低是不合理的，同时也说明用边际气氧液化单耗作为液氧核算扣除值的荒谬之处！
    如果空分装置的液体产品数量大于总氧产量10%以上，甚至是全液体空分装置，那么就需要采用所谓的双膨胀工艺方案，随着液体产品数量的增加，用于液化及高背压膨胀的空气数量逐步增加，而增压机出口压力均在30-38bar之间，当液氧产品数量达到气氧产量20%，需要增压的空气数量接近空气数量的30%，计算出的边际液化单耗为0.45kWh每标准立方米液氧，当液氧产品数量达到气氧产量30%时，需要增压的空气数量占空气数量的55%左右，计算出的边际气氧液化单耗为0.55KWh每标准立方米液氧，当液氧产品数量达到气氧产品数量40%时，需要增压的空气数量占空气数量的80%，计算出的气氧边际液化单耗为0.6KWh每标准立方米液氧，当液氧产品数量达到氧气产量50%时，需要增压的空气数量达到空气数量（空压机压缩量）的105%，其中20%的空气必须复热常温增压，计算出的边际气氧液化单耗在0.65kWh每标准立方米液氧，随着液体产品数量的继续增加，增加的空气增压均需要采用复热常温压缩，计算出的边际液化单耗相应增加至0.7KWh每标准立方米液氧！
. d8 C& @% F* X$ z6 b- f    通过以上的计算，说明采用边际液化功作为液体产品核算扣除值是不合规范的，但边际液化单耗的计算却是非常重要的能耗分析工具。