系統(tǒng)思考實現(xiàn)造氣爐節(jié)能減排的極限——熱壁高效造氣爐的推廣原理(1)
作者/來源： 日期： 2010-01-07 點擊率：1718
1 概述
何謂系統(tǒng)思考？就是對相對封閉的一個系統(tǒng)內(nèi)部及外部所進行的思考。如同熱力學(xué)為研究方便建立個體系一樣。只有劃分出來相對封閉的系統(tǒng)(雖然這個系統(tǒng)不可能完全封閉)，才能對系統(tǒng)內(nèi)部要素進行分析，才能知道各系統(tǒng)對本系統(tǒng)外部及內(nèi)部的影響。
系統(tǒng)外部總有更大的系統(tǒng)， 系統(tǒng)內(nèi)部至少分為兩個小系統(tǒng)。 對造氣的消耗分析， 很多廠家往往以噸氨(噸醇)來考核造氣，這不完全正確。因為以噸氨(噸醇)來計量，就涉及到造氣系統(tǒng)外的整個廠的大系統(tǒng)，應(yīng)該以單位有效氣的折標(biāo)煤耗較為公平。
有的人喜歡把固定床造氣爐和氣流床、流化床氣化爐直接對比氣化效率，這也不完全正確。我們要分析大系統(tǒng)，因為氣流床流化床要進行空分，要多耗電，要多投資。多耗電、投資多那個不是用排放 CO2 換來的？固定床造氣爐通過吹風(fēng)氣回收燃燒后排 CO2，最小投資獲得空氣的分離，更適合活性較低的無煙煤進行氣化。氣流床流化床采用無煙煤進行氣化，比氧耗要增加，即使加活性劑助熔劑仍不能很好地適應(yīng)。
固定床造氣爐和氣流床流化床各有適用的范圍。從系統(tǒng)內(nèi)外來看，對企業(yè)的投資收益最好，對環(huán)境的影響最小，這樣的造氣配置就是最好的技術(shù)，但對每個企業(yè)二者都有個最合適值。每種氣化爐對所用原料煤都有其具體要求，生產(chǎn)的煤氣用途也不一樣，"萬能"氣化爐是不存在的。本文的目的就是把固定床間歇造氣爐進一步改進完善。
我們把固定床造氣作為一個系統(tǒng)一分為二的分析看， 它可分為人員操作和設(shè)備管線配置兩項決定因素。兩者一個是人，一個是物。在設(shè)備管線未配置之前，設(shè)備管線只能適應(yīng)工程人員的要求配置，這是工程人員的責(zé)任。在設(shè)備管線配置到位之后，操作人員只能適應(yīng)已成形的設(shè)備管線配置而操作，這是生產(chǎn)管理人員的責(zé)任。當(dāng)設(shè)備管線配置不能很好地適應(yīng)人員操作，就要進行技術(shù)改造，這是技改人員的責(zé)任。聯(lián)系二者的是工藝，工藝是設(shè)備的靈魂，設(shè)備為工藝而存在，但設(shè)備已存在，制定工藝必須適應(yīng)設(shè)備以發(fā)揮設(shè)備的最大作用。推動二者更好適應(yīng)的辦法就是技改提高配置，管理提高人員操作技能。本文要重點闡述的是，為了更好地完成造氣的工藝要求，如何進行設(shè)備管線配置才最合理。
2 工藝系統(tǒng)分析的工具
長期以來，很少人能對固定床造氣進行深刻的工藝系統(tǒng)分析，主要原因是缺少系統(tǒng)分析工具，試想整個造氣工藝計算下來要好幾天才可完成，而系統(tǒng)分析需要人為變動調(diào)節(jié)其中的某幾個數(shù)據(jù)看其對整個系統(tǒng)的影響，一項數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)很多數(shù)據(jù)，要解很多方程組，計算下來要不知道耗費多少時日。
計算機是進行系統(tǒng)分析的很好工具，近二十年來，各設(shè)計院大量引進國際上著名的化學(xué)工程專業(yè)計算軟件，如 PRO(Ⅱ)、ASPEN PLAS、 HYSYS、HTFS、FRI、HTRI等，版次不斷更新。其中應(yīng)用比較廣泛的是 PRO(Ⅱ)、ASPEN PLAS、 HYSYS。但這些軟件使用費用相當(dāng)昂貴，并且熟練掌握需要花費比較多的時間，國外也沒模擬計算固定床造氣的參考例子，因為目前它基本上是只屬于我們中國獨有研究的東西了。
采用辦公軟件 Excel 表格進行物料熱量衡算是比較快捷準(zhǔn)確的方法。人們對 Excel 普遍熟悉的功能是表圖的處理，不太了解其在工程計算(如鍋爐、化工物料熱量衡算)中的應(yīng)用。Excel 每一個單元格就是一個電子表格，很容易進行一般的加、減、乘、除、乘方、開方，而三角函數(shù)、指數(shù)函數(shù)在 EXCEL 中可以直接引用內(nèi)部函數(shù)。用 Excel 編制一般的工程計算程序還需解決的有以下兩個問題： （1）循環(huán)計算，（2）表、單曲線、曲線組的查找（如表：常壓氣體在不同溫度下的焓） ，也就是書中一些數(shù)據(jù)表格曲線的函數(shù)化是個難題。對于問題（1）循環(huán)計算，Excel 在工具菜單中提供了兩個命令：單變量求解和規(guī)劃求解，利用這兩條命令很容易解決，單變量相當(dāng)于解一元方程，規(guī)劃求解相當(dāng)于解多元方程組。對于問題（2）表、曲線的查....
