S rychlým růstem výrobního rozsahu společnosti v posledních letech se spotřeba kyslíku při výrobě oceli neustále zvyšuje a požadavky na spolehlivost a hospodárnost dodávky kyslíku jsou stále vyšší. V dílně na výrobu kyslíku jsou k dispozici dvě sady malých systémů na výrobu kyslíku, jejichž maximální produkce kyslíku je pouze 800 m3/h, což je obtížné pro uspokojení poptávky po kyslíku ve vrcholné fázi výroby oceli. Často se vyskytuje nedostatečný tlak a průtok kyslíku. Během intervalů výroby oceli lze odvést pouze velké množství kyslíku, což nejen neodpovídá současnému výrobnímu režimu, ale také způsobuje vysoké náklady na spotřebu kyslíku a nesplňuje požadavky na úsporu energie, snížení spotřeby, snížení nákladů a zvýšení účinnosti, proto je třeba stávající systém výroby kyslíku vylepšit.
Dodávka kapalného kyslíku slouží k přeměně uskladněného kapalného kyslíku na kyslík po natlakování a odpaření. Za standardních podmínek lze 1 m³ kapalného kyslíku odpařit na 800 m3 kyslíku. Jako nový proces dodávky kyslíku má ve srovnání se stávajícím systémem výroby kyslíku v dílně na výrobu kyslíku následující zřejmé výhody:
1. Systém lze kdykoli spustit a zastavit, což je vhodné pro aktuální výrobní režim společnosti.
2. Přívod kyslíku do systému lze upravovat v reálném čase podle poptávky, s dostatečným průtokem a stabilním tlakem.
3. Systém má výhody jednoduchého procesu, malých ztrát, pohodlného provozu a údržby a nízkých nákladů na výrobu kyslíku.
4. Čistota kyslíku může dosáhnout více než 99 %, což vede ke snížení množství kyslíku.
Proces a složení systému dodávky kapalného kyslíku
Systém dodává hlavně kyslík pro výrobu oceli v ocelárnách a kyslík pro řezání plynem v kovárnách. Druhé jmenované zařízení spotřebovává méně kyslíku a lze jej zanedbat. Hlavním zařízením pro spotřebu kyslíku v ocelárnách jsou dvě elektrické obloukové pece a dvě rafinační pece, které kyslík používají přerušovaně. Podle statistik je během vrcholu výroby oceli maximální spotřeba kyslíku ≥ 2000 m3/h, doba trvání maximální spotřeby kyslíku a dynamický tlak kyslíku před pecí musí být ≥ 2000 m³/h.
Pro výběr typu systému je třeba stanovit dva klíčové parametry: kapacitu kapalného kyslíku a maximální dodávku kyslíku za hodinu. Na základě komplexního zvážení racionality, hospodárnosti, stability a bezpečnosti je kapacita kapalného kyslíku systému stanovena na 50 m³ a maximální dodávka kyslíku na 3000 m³/h. Proto je navržen proces a složení celého systému. Systém je poté optimalizován na základě plného využití původního zařízení.
1. Zásobník kapalného kyslíku
Zásobník kapalného kyslíku uchovává kapalný kyslík při teplotě -183 °C℃a je zdrojem plynu pro celý systém. Konstrukce využívá vertikální dvouvrstvou vakuovou práškovou izolaci s malou podlahovou plochou a dobrými izolačními vlastnostmi. Návrhový tlak v zásobníku, efektivní objem 50 m³, normální pracovní tlak - a hladina pracovní kapaliny 10 m³-40 m³. Plnicí otvor kapaliny ve spodní části zásobníku je navržen v souladu s normou pro plnění na palubě a kapalný kyslík se plní externím cisternovým vozem.
2. Čerpadlo kapalného kyslíku
Čerpadlo kapalného kyslíku natlakuje kapalný kyslík v nádrži a posílá ho do karburátoru. Je to jediná pohonná jednotka v systému. Aby byl zajištěn spolehlivý provoz systému a splněny potřeby startování a zastavování v libovolném okamžiku, jsou nakonfigurována dvě identická čerpadla kapalného kyslíku, jedno pro použití a jedno pro záložní režim.Čerpadlo kapalného kyslíku využívá horizontální pístové kryogenní čerpadlo, které se přizpůsobuje pracovním podmínkám malého průtoku a vysokého tlaku s pracovním průtokem 2000-4000 l/h a výstupním tlakem. Pracovní frekvenci čerpadla lze nastavit v reálném čase podle spotřeby kyslíku a přívod kyslíku do systému lze upravit úpravou tlaku a průtoku na výstupu čerpadla.
3. Vaporizér
Vaporizér využívá vzduchovou lázeň, známou také jako odpařovač teploty vzduchu, což je hvězdicovitá trubková konstrukce. Kapalný kyslík se odpařuje na kyslík o normální teplotě přirozeným konvekčním ohřevem vzduchu. Systém je vybaven dvěma odpařovači. Obvykle se používá jeden odpařovač. Pokud je teplota nízká a odpařovací kapacita jednoho odpařovače není dostatečná, lze oba odpařovače přepnout nebo použít současně, aby se zajistil dostatečný přísun kyslíku.
4. Zásobník vzduchu
Zásobník vzduchu ukládá odpařený kyslík jako úložný a vyrovnávací prvek systému, který může doplňovat okamžitý přísun kyslíku a vyrovnávat tlak v systému, aby se zabránilo kolísání a nárazům. Systém sdílí sadu zásobníku plynu a hlavního přívodního potrubí kyslíku se záložním systémem generování kyslíku, čímž plně využívá původní zařízení. Maximální tlak plynu ve skladování a maximální kapacita zásobníku plynu je 250 m³. Aby se zvýšil průtok vzduchu, byl průměr hlavního přívodního potrubí kyslíku od karburátoru k zásobníku vzduchu změněn z DN65 na DN100, aby byla zajištěna dostatečná kapacita přívodu kyslíku do systému.
5. Zařízení pro regulaci tlaku
V systému jsou instalovány dvě sady zařízení pro regulaci tlaku. První sada je zařízení pro regulaci tlaku v zásobníku kapalného kyslíku. Malá část kapalného kyslíku se odpařuje malým karburátorem ve spodní části zásobníku a vstupuje do plynné fáze v zásobníku přes horní část zásobníku. Zpětné potrubí čerpadla kapalného kyslíku také vrací část směsi plynu a kapaliny do zásobníku, aby se upravil pracovní tlak v zásobníku a zlepšilo se prostředí pro výstup kapaliny. Druhá sada je zařízení pro regulaci tlaku přívodu kyslíku, které pomocí regulačního ventilu na výstupu vzduchu z původního zásobníku plynu upravuje tlak v hlavním potrubí přívodu kyslíku podle požadovaného tlaku kyslíku.poptávka.
6.Bezpečnostní zařízení
Systém zásobování kapalným kyslíkem je vybaven několika bezpečnostními zařízeními. Zásobní nádrž je vybavena ukazateli tlaku a hladiny kapaliny a výstupní potrubí čerpadla kapalného kyslíku je vybaveno ukazateli tlaku, které obsluze usnadňují sledování stavu systému kdykoli. Na mezilehlém potrubí z karburátoru do zásobníku vzduchu jsou umístěny teplotní a tlakové senzory, které mohou zpětně zpracovávat signály tlaku a teploty systému a podílet se na jeho řízení. Pokud je teplota kyslíku příliš nízká nebo tlak příliš vysoký, systém se automaticky zastaví, aby se zabránilo nehodám způsobeným nízkou teplotou a přetlakem. Každé potrubí systému je vybaveno pojistným ventilem, odvzdušňovacím ventilem, zpětným ventilem atd., které účinně zajišťují bezpečný a spolehlivý provoz systému.
Provoz a údržba systému dodávky kapalného kyslíku
Systém dodávky kapalného kyslíku, jakožto nízkoteplotní tlakový systém, má přísné provozní a údržbářské postupy. Nesprávná obsluha a údržba povedou k vážným nehodám. Proto je třeba věnovat zvláštní pozornost bezpečnému používání a údržbě systému.
Provozní a údržbářský personál systému může tuto pozici zastávat pouze po speciálním školení. Musí zvládnout složení a vlastnosti systému, být obeznámen s obsluhou různých částí systému a s bezpečnostními provozními předpisy.
Zásobník kapalného kyslíku, odpařovač a zásobník plynu jsou tlakové nádoby, které lze používat pouze po získání certifikátu pro použití speciálního zařízení od místního úřadu pro technologický a kvalitativní dohled. Tlakoměr a pojistný ventil v systému musí být pravidelně kontrolovány a uzavírací ventil a indikační přístroj na potrubí by měly být pravidelně kontrolovány z hlediska citlivosti a spolehlivosti.
Tepelněizolační vlastnosti zásobníku kapalného kyslíku závisí na stupni vakua mezivrstvy mezi vnitřním a vnějším válcem zásobníku. Jakmile je stupeň vakua narušen, kapalný kyslík rychle stoupá a expanduje. Pokud tedy stupeň vakua není poškozen nebo není nutné znovu doplňovat perlitový písek pro vakuové čištění, je přísně zakázáno demontovat vakuový ventil zásobníku. Během používání lze vakuový výkon zásobníku kapalného kyslíku odhadnout pozorováním množství odpařeného kapalného kyslíku.
Během používání systému musí být zaveden systém pravidelných hlídkových inspekcí, který bude monitorovat a zaznamenávat tlak, hladinu kapaliny, teplotu a další klíčové parametry systému v reálném čase, porozumět trendu změn systému a včas informovat profesionální techniky o případných abnormálních problémech.
Čas zveřejnění: 2. prosince 2021
