Wraz z gwałtownym wzrostem skali produkcji firmy w ostatnich latach, zużycie tlenu w procesie produkcji stali stale rośnie, a wymagania dotyczące niezawodności i ekonomiczności dostaw tlenu są coraz wyższe. W warsztacie produkcji tlenu znajdują się dwa zestawy małych systemów produkcji tlenu, a maksymalna produkcja tlenu wynosi zaledwie 800 m3/h, co utrudnia pokrycie zapotrzebowania na tlen w szczytowym momencie produkcji stali. Często występuje niedostateczne ciśnienie i przepływ tlenu. W trakcie produkcji stali duża ilość tlenu może być jedynie opróżniona, co nie tylko nie dostosowuje się do bieżącego trybu produkcji, ale również powoduje wysokie koszty zużycia tlenu i nie spełnia wymagań dotyczących oszczędzania energii, redukcji zużycia, redukcji kosztów i wzrostu wydajności. W związku z tym istniejący system wytwarzania tlenu wymaga modernizacji.
Doprowadzanie ciekłego tlenu polega na przekształceniu zmagazynowanego ciekłego tlenu w tlen po sprężeniu i odparowaniu. W warunkach standardowych 1 m³ ciekłego tlenu można odparować do 800 m³ tlenu. Jako nowy proces dostarczania tlenu, w porównaniu z istniejącym systemem produkcji tlenu w warsztacie, ma on następujące oczywiste zalety:
1. System można uruchomić i zatrzymać w dowolnym momencie, zależnie od bieżącego trybu produkcji w firmie.
2. Dopływ tlenu do układu można regulować w czasie rzeczywistym w zależności od zapotrzebowania, zapewniając odpowiedni przepływ i stabilne ciśnienie.
3. System ten ma zalety prostego procesu, małych strat, łatwej obsługi i konserwacji oraz niskich kosztów produkcji tlenu.
4. Czystość tlenu może osiągnąć ponad 99%, co sprzyja redukcji ilości tlenu.
Proces i skład systemu dostarczania ciekłego tlenu
System dostarcza głównie tlen do produkcji stali w hutach oraz tlen do cięcia gazowego w kuźniach. Ten drugi zużywa mniej tlenu i można go pominąć. Głównymi urządzeniami zużywającymi tlen w hutach są dwa piece łukowe i dwa piece rafinacyjne, które zużywają tlen w sposób przerywany. Według statystyk, w szczytowym okresie produkcji stali maksymalne zużycie tlenu wynosi ≥ 2000 m³/h, czas trwania maksymalnego zużycia tlenu, a dynamiczne ciśnienie tlenu przed piecem musi wynosić ≥ 2000 m³/h.
Dobór typu systemu opiera się na dwóch kluczowych parametrach: wydajności ciekłego tlenu i maksymalnej podaży tlenu na godzinę. Biorąc pod uwagę kompleksowe rozważania dotyczące racjonalności, ekonomii, stabilności i bezpieczeństwa, wydajność ciekłego tlenu w systemie ustalono na 50 m³, a maksymalną podaż tlenu na 3000 m³/h. W związku z tym zaprojektowano proces i skład całego systemu, a następnie zoptymalizowano go, wykorzystując w pełni możliwości oryginalnego sprzętu.
1. Zbiornik do przechowywania ciekłego tlenu
Zbiornik do przechowywania ciekłego tlenu przechowuje ciekły tlen w temperaturze -183℃i stanowi źródło gazu dla całego systemu. Konstrukcja wykorzystuje pionową, dwuwarstwową, próżniową izolację proszkową, o małej powierzchni podłogi i dobrych parametrach izolacyjnych. Ciśnienie projektowe zbiornika magazynowego, pojemność efektywna 50 m³, normalne ciśnienie robocze i poziom cieczy roboczej 10 m³-40 m³. Otwór do napełniania cieczą na dnie zbiornika magazynowego został zaprojektowany zgodnie ze standardem napełniania pokładowego, a ciekły tlen jest napełniany z zewnętrznej cysterny.
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 i spełnić wymagania dotyczące uruchamiania i zatrzymywania w dowolnym momencie, skonfigurowano dwie identyczne pompy ciekłego tlenu – jedną do użytku i jedną rezerwową.Pompa ciekłego tlenu wykorzystuje poziomą pompę kriogeniczną tłokową, aby dostosować się do warunków pracy małego przepływu i wysokiego ciśnienia, z przepływem roboczym 2000-4000 l/h i ciśnieniem wylotowym. Częstotliwość pracy pompy można ustawić w czasie rzeczywistym zgodnie z zapotrzebowaniem na tlen, a dostarczanie tlenu do systemu można regulować poprzez regulację ciśnienia i przepływu na wylocie pompy.
3. Waporyzator
W parowniku zastosowano parownik chłodzony powietrzem, znany również jako parownik chłodzony powietrzem, który ma konstrukcję rurową z żebrami gwiaździstymi. Ciekły tlen jest odparowywany do tlenu o normalnej temperaturze poprzez naturalne ogrzewanie konwekcyjne powietrza. System jest wyposażony w dwa parowniki. Zazwyczaj używany jest jeden parownik. Gdy temperatura jest niska, a wydajność parowania jednego parownika jest niewystarczająca, oba parowniki można zamienić lub używać jednocześnie, aby zapewnić odpowiednią ilość tlenu.
4. Zbiornik powietrza
Zbiornik powietrza magazynuje odparowany tlen, pełniąc funkcję urządzenia magazynującego i buforującego system, co pozwala na uzupełnianie natychmiastowego dopływu tlenu i równoważenie ciśnienia w systemie, zapobiegając wahaniom i uderzeniom. System korzysta z zestawu zbiornika gazu i głównego rurociągu doprowadzającego tlen z rezerwowego systemu wytwarzania tlenu, w pełni wykorzystując oryginalne wyposażenie. Maksymalne ciśnienie gazu i maksymalna pojemność zbiornika gazu wynoszą 250 m³. Aby zwiększyć przepływ powietrza, średnicę głównego rurociągu doprowadzającego tlen, od gaźnika do zbiornika powietrza, zmieniono z DN65 na DN100, aby zapewnić wystarczającą wydajność systemu w zakresie dostarczania tlenu.
5. Urządzenie regulujące ciśnienie
W systemie zamontowano dwa zestawy regulatorów ciśnienia. Pierwszym z nich jest regulator ciśnienia w zbiorniku ciekłego tlenu. Niewielka część ciekłego tlenu jest odparowywana przez mały gaźnik na dnie zbiornika i trafia do fazy gazowej w zbiorniku przez górną część zbiornika. Przewód powrotny pompy ciekłego tlenu również zwraca część mieszanki gazowo-cieczowej do zbiornika, aby regulować ciśnienie robocze zbiornika i poprawić warunki wylotowe cieczy. Drugim zestawem jest regulator ciśnienia dopływu tlenu, który wykorzystuje zawór regulacji ciśnienia na wylocie powietrza z pierwotnego zbiornika gazu do regulacji ciśnienia w głównym rurociągu doprowadzającym tlen zgodnie z ciśnieniem tlenu.na żądanie.
6.Urządzenie zabezpieczające
System zasilania ciekłym tlenem jest wyposażony w szereg zabezpieczeń. Zbiornik magazynowy jest wyposażony we wskaźniki ciśnienia i poziomu cieczy, a przewód wylotowy pompy ciekłego tlenu jest wyposażony we wskaźniki ciśnienia, aby ułatwić operatorowi monitorowanie stanu systemu w dowolnym momencie. Czujniki temperatury i ciśnienia są zamontowane na przewodzie pośrednim, od gaźnika do zbiornika magazynowego powietrza. Przekaźniki te mogą przekazywać sygnały ciśnienia i temperatury z systemu i uczestniczyć w jego sterowaniu. Gdy temperatura tlenu jest zbyt niska lub ciśnienie jest zbyt wysokie, system automatycznie się zatrzyma, aby zapobiec awariom spowodowanym niską temperaturą i nadciśnieniem. Każdy przewód systemu jest wyposażony w zawór bezpieczeństwa, zawór odpowietrzający, zawór zwrotny itp., co skutecznie zapewnia bezpieczną i niezawodną pracę systemu.
Eksploatacja i konserwacja systemu dostarczania ciekłego tlenu
Jako system niskotemperaturowy, system dostarczania ciekłego tlenu podlega ścisłym procedurom obsługi i konserwacji. Niewłaściwa obsługa i konserwacja mogą prowadzić do poważnych wypadków. Dlatego należy zwrócić szczególną uwagę na bezpieczne użytkowanie i konserwację systemu.
Personel odpowiedzialny za obsługę i konserwację systemu może objąć stanowisko dopiero po odbyciu specjalnego szkolenia. Musi on znać budowę i charakterystykę systemu, znać zasady działania poszczególnych jego części oraz przepisy bezpieczeństwa.
Zbiorniki do magazynowania ciekłego tlenu, parowniki i zbiorniki do magazynowania gazu to zbiorniki ciśnieniowe, których można używać wyłącznie po uzyskaniu certyfikatu użytkowania specjalistycznego sprzętu wydanego przez lokalne biuro technologii i nadzoru jakości. Manometr i zawór bezpieczeństwa w systemie należy regularnie poddawać kontroli, a zawór odcinający i wskaźnik na rurociągu należy regularnie sprawdzać pod kątem czułości i niezawodności.
Wydajność izolacji termicznej zbiornika na ciekły tlen zależy od stopnia próżni w warstwie międzycylindrycznej zbiornika. Po uszkodzeniu stopnia próżni ciekły tlen gwałtownie unosi się i rozpręża. Dlatego też, gdy stopień próżni nie jest uszkodzony lub nie ma potrzeby napełniania piaskiem perlitowym w celu ponownego odkurzenia, kategorycznie zabrania się demontażu zaworu próżniowego zbiornika. Podczas użytkowania, wydajność próżniową zbiornika na ciekły tlen można oszacować, obserwując ilość ulatniającego się ciekłego tlenu.
Podczas użytkowania systemu należy ustanowić regularny system kontroli patrolowej w celu monitorowania i rejestrowania ciśnienia, poziomu cieczy, temperatury i innych kluczowych parametrów systemu w czasie rzeczywistym, zrozumienia tendencji zmian w systemie i terminowego powiadamiania profesjonalnych techników w celu rozwiązania nietypowych problemów.
Czas publikacji: 02-12-2021
