Wraz z szybkim rozwojem skali produkcji przedsiębiorstwa w ostatnich latach, zużycie tlenu do produkcji stali stale rośnie, a wymagania dotyczące niezawodności i ekonomiczności dostaw tlenu są coraz wyższe. W warsztacie produkcji tlenu znajdują się dwa zestawy systemów produkcji tlenu na małą skalę, maksymalna produkcja tlenu wynosi tylko 800 m3/h, co jest trudne do zaspokojenia zapotrzebowania na tlen w szczycie produkcji stali. Często występuje niewystarczające ciśnienie i przepływ tlenu. W przerwie w produkcji stali można jedynie opróżnić dużą ilość tlenu, co nie tylko nie dostosowuje się do bieżącego trybu produkcji, ale także powoduje wysokie koszty zużycia tlenu i nie spełnia wymagań oszczędzania energii, redukcji zużycia, kosztów redukcji emisji i zwiększeniu wydajności, dlatego też istniejący system wytwarzania tlenu wymaga udoskonalenia.
Dostarczanie ciekłego tlenu polega na zmianie zmagazynowanego ciekłego tlenu w tlen po zwiększeniu ciśnienia i odparowaniu. W stanie normalnym 1 m3 ciekłego tlenu można odparować do 800 m3 tlenu. Jako nowy proces dostarczania tlenu, w porównaniu z istniejącym systemem produkcji tlenu w warsztacie produkcji tlenu, ma on następujące oczywiste zalety:
1. System można uruchomić i zatrzymać w dowolnym momencie, dostosowanym do aktualnego trybu produkcyjnego przedsiębiorstwa.
2. Dopływ tlenu do systemu można regulować w czasie rzeczywistym w zależności od zapotrzebowania, przy wystarczającym przepływie i stabilnym ciśnieniu.
3. System ma zalety prostego procesu, małych strat, wygodnej obsługi i konserwacji oraz niskich kosztów produkcji tlenu.
4. Czystość tlenu może osiągnąć ponad 99%, co sprzyja zmniejszeniu ilości tlenu.
Proces i skład systemu dostarczania ciekłego tlenu
System dostarcza głównie tlen do produkcji stali w hutnictwie oraz tlen do cięcia gazowego w kuźni. Ten ostatni zużywa mniej tlenu i można go zignorować. Głównymi urządzeniami zużywającymi tlen w przedsiębiorstwie hutniczym są dwa elektryczne piece łukowe i dwa piece rafinacyjne, które wykorzystują tlen w sposób przerywany. Według statystyk, w szczytowym okresie hutnictwa maksymalne zużycie tlenu wynosi ≥ 2000 m3/h, czas trwania maksymalnego zużycia tlenu, a wymagane jest, aby dynamiczne ciśnienie tlenu przed piecem wynosiło ≥ 2000 m3/h.
Przy wyborze typu układu należy określić dwa kluczowe parametry: pojemność ciekłego tlenu i maksymalny dopływ tlenu na godzinę. Przy założeniu kompleksowego uwzględnienia racjonalności, ekonomii, stabilności i bezpieczeństwa, pojemność ciekłego tlenu w systemie określa się na 50 m³, a maksymalny dopływ tlenu na 3000 m³/h. dlatego projektuje się proces i skład całego systemu, następnie optymalizuje się system w oparciu o pełne wykorzystanie oryginalnego sprzętu.
1. Zbiornik do przechowywania ciekłego tlenu
Zbiornik do przechowywania ciekłego tlenu przechowuje ciekły tlen w temperaturze -183℃i jest źródłem gazu dla całego układu. Konstrukcja przyjmuje pionową dwuwarstwową izolację proszkową próżniową, o małej powierzchni podłogi i dobrych właściwościach izolacyjnych. Ciśnienie projektowe zbiornika magazynowego, pojemność użytkowa 50 m3, normalne ciśnienie robocze i poziom cieczy roboczej 10 m3-40 m3. Port napełniania płynem na dnie zbiornika magazynowego został zaprojektowany zgodnie ze standardem napełniania na pokładzie, a ciekły tlen napełniany jest przez zewnętrzną cysternę.
2. Pompa ciekłego tlenu
Pompa ciekłego tlenu spręża ciekły tlen w zbiorniku i przesyła go do gaźnika. Jest to jedyna jednostka napędowa w systemie. Aby zapewnić niezawodną pracę systemu oraz zaspokoić potrzeby uruchamiania i zatrzymywania w dowolnym momencie, skonfigurowane są dwie identyczne pompy ciekłego tlenu, jedna do pracy i jedna do rezerwy. W pompie ciekłego tlenu zastosowano poziomą pompę kriogeniczną z tłokiem, aby dostosować się do warunków pracy przy małym przepływie i wysokim ciśnieniu, przy przepływie roboczym 2000-4000 L/h i ciśnieniu wylotowym. Częstotliwość roboczą pompy można ustawić w czasie rzeczywistym zgodnie z zapotrzebowanie na tlen i dopływ tlenu do systemu można regulować poprzez regulację ciśnienia i przepływu na wylocie pompy.
3. Parownik
W parowniku zastosowano parownik z kąpielą powietrzną, znany również jako parownik o temperaturze powietrza, który ma konstrukcję rurową z żebrowanymi gwiazdami. Ciekły tlen jest odparowywany do tlenu o normalnej temperaturze w wyniku naturalnego ogrzewania konwekcyjnego powietrza. System wyposażony jest w dwa waporyzatory. Zwykle używany jest jeden waporyzator. Gdy temperatura jest niska, a wydajność pojedynczego waporyzatora jest niewystarczająca, można zamienić oba waporyzatory lub używać ich jednocześnie, aby zapewnić wystarczający dopływ tlenu.
4. Zbiornik powietrza
Zbiornik powietrza przechowuje odparowany tlen jako urządzenie magazynujące i buforujące system, które może uzupełniać chwilowe dopływ tlenu i równoważyć ciśnienie w systemie, aby uniknąć wahań i uderzeń. System dzieli zestaw zbiornika magazynującego gaz i głównego rurociągu dostarczającego tlen z rezerwowym systemem wytwarzania tlenu, w pełni wykorzystując oryginalne wyposażenie. Maksymalne ciśnienie magazynowania gazu i maksymalna pojemność zbiornika gazu wynoszą 250 m³. W celu zwiększenia przepływu powietrza dopływającego zmieniono średnicę głównego przewodu dostarczającego tlen od gaźnika do zbiornika powietrza z DN65 na DN100, aby zapewnić wystarczającą zdolność dostarczania tlenu do układu.
5. Urządzenie regulujące ciśnienie
W układzie zabudowane są dwa komplety urządzeń regulujących ciśnienie. Pierwszy zestaw to urządzenie regulujące ciśnienie w zbiorniku magazynującym ciekły tlen. Niewielka część ciekłego tlenu jest odparowywana przez mały gaźnik na dnie zbiornika magazynowego i wchodzi do części w fazie gazowej w zbiorniku przez górę zbiornika. Rurociąg powrotny pompy ciekłego tlenu również zwraca część mieszaniny gaz-ciecz do zbiornika magazynowego, aby wyregulować ciśnienie robocze zbiornika magazynującego i poprawić środowisko wylotu cieczy. Drugi zestaw to urządzenie regulujące ciśnienie dostarczania tlenu, które wykorzystuje zawór regulujący ciśnienie na wylocie powietrza z oryginalnego zbiornika magazynującego gaz do regulacji ciśnienia w głównym rurociągu dostarczającym tlen zgodnie z wartością tlenuna żądanie.
6.Urządzenie zabezpieczające
Układ dostarczania ciekłego tlenu jest wyposażony w wiele urządzeń zabezpieczających. Zbiornik magazynujący jest wyposażony we wskaźniki ciśnienia i poziomu cieczy, a rurociąg wylotowy pompy ciekłego tlenu we wskaźniki ciśnienia, które ułatwiają operatorowi monitorowanie stanu systemu w dowolnym momencie. Czujniki temperatury i ciśnienia są umieszczone na rurociągu pośrednim od gaźnika do zbiornika powietrza, które mogą przekazywać sygnały zwrotne dotyczące ciśnienia i temperatury układu oraz uczestniczyć w sterowaniu systemem. Gdy temperatura tlenu jest zbyt niska lub ciśnienie jest zbyt wysokie, system automatycznie się zatrzyma, aby zapobiec wypadkom spowodowanym niską temperaturą i nadciśnieniem. Każdy rurociąg systemu wyposażony jest w zawór bezpieczeństwa, zawór odpowietrzający, zawór zwrotny itp., co skutecznie zapewnia bezpieczną i niezawodną pracę systemu.
Obsługa i konserwacja systemu dostarczania ciekłego tlenu
Jako system niskotemperaturowy, system dostarczania ciekłego tlenu podlega ścisłym procedurom obsługi i konserwacji. Niewłaściwa obsługa i niewłaściwa konserwacja prowadzą do poważnych wypadków. Dlatego należy zwrócić szczególną uwagę na bezpieczne użytkowanie i konserwację systemu.
Personel zajmujący się obsługą i konserwacją systemu może objąć to stanowisko wyłącznie po specjalnym przeszkoleniu. Muszą opanować budowę i charakterystykę systemu, zapoznać się z działaniem różnych części systemu oraz zasadami bezpieczeństwa pracy.
Zbiornik do przechowywania ciekłego tlenu, parownik i zbiornik do przechowywania gazu to zbiorniki ciśnieniowe, których można używać wyłącznie po uzyskaniu certyfikatu stosowania specjalnego sprzętu od lokalnego biura technologii i nadzoru jakości. Manometr i zawór bezpieczeństwa w systemie należy regularnie poddawać kontroli, a zawór odcinający i przyrząd wskazujący na rurociągu należy regularnie sprawdzać pod kątem czułości i niezawodności.
Właściwości termoizolacyjne zbiornika ciekłego tlenu zależą od stopnia podciśnienia w warstwie pośredniej pomiędzy cylindrem wewnętrznym i zewnętrznym zbiornika. Gdy stopień podciśnienia zostanie uszkodzony, ciekły tlen będzie się szybko podnosił i rozszerzał. Dlatego też, jeżeli stopień podciśnienia nie uległ uszkodzeniu lub nie jest konieczne ponowne napełnianie piaskiem perlitowym do odkurzania, surowo zabrania się demontażu zaworu podciśnieniowego zbiornika magazynowego. Podczas użytkowania wydajność podciśnienia zbiornika ciekłego tlenu można oszacować obserwując ilość ulatniającego się ciekłego tlenu.
Podczas użytkowania systemu należy ustanowić system regularnej inspekcji patrolowej w celu monitorowania i rejestrowania ciśnienia, poziomu cieczy, temperatury i innych kluczowych parametrów systemu w czasie rzeczywistym, zrozumienia trendów zmian w systemie i terminowego powiadamiania profesjonalnych techników aby uporać się z nietypowymi problemami.
Czas publikacji: 02-12-2021
