Yrityksen tuotantolaajuuden nopean kasvun myötä viime vuosina teräksenvalmistuksen hapenkulutus kasvaa jatkuvasti, ja hapen saannin luotettavuuden ja taloudellisuuden vaatimukset kasvavat jatkuvasti. Hapentuotantolaitoksessa on kaksi pienimuotoista hapentuotantojärjestelmää, joiden suurin hapentuotanto on vain 800 m3/h, mikä vaikeuttaa hapenkulutuksen tyydyttämistä teräksenvalmistuksen huippuvaiheessa. Hapen paine ja virtaus ovat usein riittämättömiä. Teräksenvalmistuksen aikana suuri määrä happea voidaan vain tyhjentää, mikä ei ainoastaan sopeudu nykyiseen tuotantotapaan, vaan aiheuttaa myös korkeita hapenkulutuskustannuksia eikä täytä energiansäästön, kulutuksen vähentämisen, kustannusten alentamisen ja tehokkuuden lisäämisen vaatimuksia. Siksi olemassa olevaa hapentuotantojärjestelmää on parannettava.
Nestemäisen hapen syöttö muuntaa varastoidun nestemäisen hapen hapeksi paineistuksen ja höyrystämisen jälkeen. Normaalitilassa 1 m³ nestemäistä happea voidaan höyrystää 800 m3:ksi happea. Uutena hapen syöttöprosessina sillä on seuraavat ilmeiset edut verrattuna olemassa olevaan hapen tuotantojärjestelmään hapen tuotantolaitoksessa:
1. Järjestelmä voidaan käynnistää ja pysäyttää milloin tahansa, mikä sopii yrityksen nykyiseen tuotantotilaan.
2. Järjestelmän happisyöttöä voidaan säätää reaaliajassa kysynnän mukaan riittävällä virtauksella ja vakaalla paineella.
3. Järjestelmällä on etuna yksinkertainen prosessi, pieni hävikki, kätevä käyttö ja huolto sekä alhaiset hapen tuotantokustannukset.
4. Hapen puhtaus voi nousta yli 99 prosenttiin, mikä edistää hapen määrän vähentämistä.
Nestemäisen hapen syöttöjärjestelmän prosessi ja koostumus
Järjestelmä toimittaa happea pääasiassa teräksenvalmistukseen terästehtaassa ja happea kaasuleikkaukseen takomotehtaassa. Jälkimmäinen kuluttaa vähemmän happea ja voidaan jättää huomiotta. Teräksenvalmistusyrityksen tärkeimmät hapenkulutuslaitteet ovat kaksi valokaariuunia ja kaksi jalostusuunia, jotka käyttävät happea ajoittain. Tilastojen mukaan teräksenvalmistuksen huippuvaiheessa hapenkulutus on enintään ≥ 2000 m3/h, ja suurimman hapenkulutuksen kesto on ≥ 2000 m³/h. Uunin edessä olevan dynaamisen hapenpaineen on oltava vähintään ≥ 2000 m³/h.
Järjestelmän tyypin valintaa varten on määritettävä kaksi keskeistä parametria: nestemäisen hapen kapasiteetti ja suurin hapen syöttö tunnissa. Järkevyyden, taloudellisuuden, vakauden ja turvallisuuden kokonaisvaltaisen tarkastelun lähtökohtana järjestelmän nestemäisen hapen kapasiteetiksi määritetään 50 m³ ja suurimmaksi hapen syöttömääräksi 3000 m³/h. Siksi koko järjestelmän prosessi ja koostumus suunnitellaan, ja sitten järjestelmä optimoidaan hyödyntämällä täysimääräisesti alkuperäisiä laitteita.
1. Nestemäisen hapen varastosäiliö
Nestemäisen hapen varastosäiliö säilyttää nestemäistä happea -183 °C:ssa℃ja se on koko järjestelmän kaasulähde. Rakenne on toteutettu pystysuoralla kaksikerroksisella tyhjiöjauheeristyksellä, jolla on pieni lattiapinta-ala ja hyvä eristyskyky. Varastosäiliön suunnittelupaine on 50 m³, tehollinen tilavuus normaalissa käyttöpaineessa ja nesteen pinta 10 m³–40 m³. Varastosäiliön pohjassa oleva nesteen täyttöaukko on suunniteltu ajoneuvon täyttöstandardin mukaisesti, ja nestemäinen happi täytetään ulkoisella säiliöautolla.
2. Nestemäisen hapen pumppu
Nestemäisen hapen pumppu paineistaa nestemäisen hapen varastosäiliössä ja lähettää sen kaasuttimeen. Se on järjestelmän ainoa voimanlähde. Järjestelmän luotettavan toiminnan varmistamiseksi ja käynnistys- ja pysäytystarpeiden täyttämiseksi milloin tahansa on konfiguroitu kaksi identtistä nestemäisen hapen pumppua, toinen käyttöä ja toinen varakäyttöä varten.Nestemäinen happipumppu käyttää vaakasuoraa mäntäkryogeenistä pumppua, joka soveltuu pienen virtauksen ja korkean paineen työolosuhteisiin. Työvirtaus on 2000–4000 l/h ja ulostulopaine. Pumpun työtaajuus voidaan asettaa reaaliajassa hapenkulutuksen mukaan, ja järjestelmän hapen syöttöä voidaan säätää säätämällä painetta ja virtausta pumpun ulostulossa.
3. Höyrystin
Höyrystin käyttää ilmakylpyhöyrystintä, joka tunnetaan myös ilman lämpötilahöyrystimenä, ja joka on tähtiripainen putkirakenne. Nestemäinen happi höyrystyy normaalilämpötilaiseksi hapeksi ilman luonnollisen konvektiolämmityksen avulla. Järjestelmä on varustettu kahdella höyrystimellä. Normaalisti käytetään yhtä höyrystintä. Kun lämpötila on alhainen ja yhden höyrystimen höyrystyskapasiteetti on riittämätön, kahta höyrystintä voidaan vaihtaa tai käyttää samanaikaisesti riittävän hapen saannin varmistamiseksi.
4. Ilmasäiliö
Ilmasäiliö varastoi höyrystynyttä happea järjestelmän varasto- ja puskurilaitteena, joka voi täydentää välitöntä hapen syöttöä ja tasapainottaa järjestelmän painetta vaihteluiden ja vaikutusten välttämiseksi. Järjestelmä jakaa kaasusäiliön ja päähapen syöttöputken varahapen tuotantojärjestelmän kanssa hyödyntäen täysin alkuperäisiä laitteita. Kaasusäiliön suurin kaasun varastointipaine ja suurin kaasun varastointikapasiteetti ovat 250 m³. Ilman syöttövirran lisäämiseksi kaasuttimesta ilmasäiliöön menevän päähapen syöttöputken halkaisijaa muutetaan DN65:stä DN100:aan järjestelmän riittävän hapen syöttökapasiteetin varmistamiseksi.
5. Paineensäätölaite
Järjestelmässä on kaksi paineensäätölaitetta. Ensimmäinen sarja on nestemäisen hapen varastosäiliön paineensäätölaite. Pieni osa nestemäisestä hapesta höyrystyy säiliön pohjalla olevassa pienessä kaasuttimessa ja siirtyy säiliön kaasufaasiosaan säiliön yläosan kautta. Nestemäisen hapen pumpun paluuputki palauttaa myös osan kaasu-neste-seoksesta säiliöön, mikä säätää säiliön käyttöpainetta ja parantaa nesteen ulostuloympäristöä. Toinen sarja on hapen syöttöpaineen säätölaite, joka käyttää alkuperäisen kaasusäiliön ilmanpoistossa olevaa paineensäätöventtiiliä säätääkseen päähapen syöttöputken painetta hapen mukaan.kysyntä.
6.Turvalaite
Nestemäisen hapen syöttöjärjestelmä on varustettu useilla turvalaitteilla. Varastosäiliö on varustettu paine- ja nestepinnan ilmaisimilla, ja nestemäisen hapen pumpun ulostuloputki on varustettu paineilmaisimilla, joiden avulla käyttäjä voi seurata järjestelmän tilaa milloin tahansa. Lämpötila- ja paineanturit on asennettu kaasuttimen ja ilmasäiliön väliseen väliputkeen, jotka voivat syöttää takaisin järjestelmän paine- ja lämpötilasignaaleihin ja osallistua järjestelmän ohjaukseen. Kun hapen lämpötila on liian alhainen tai paine liian korkea, järjestelmä pysähtyy automaattisesti estääkseen alhaisen lämpötilan ja ylipaineen aiheuttamat onnettomuudet. Jokainen järjestelmän putkisto on varustettu varoventtiilillä, ilmausventtiilillä, takaiskuventtiilillä jne., mikä varmistaa tehokkaasti järjestelmän turvallisen ja luotettavan toiminnan.
Nestemäisen hapen syöttöjärjestelmän käyttö ja huolto
Koska nestemäisen hapen syöttöjärjestelmä on matalan lämpötilan painejärjestelmä, sillä on tiukat käyttö- ja huoltomenettelyt. Väärinkäyttö ja epäasianmukainen huolto johtavat vakaviin onnettomuuksiin. Siksi järjestelmän turvalliseen käyttöön ja huoltoon on kiinnitettävä erityistä huomiota.
Järjestelmän käyttö- ja kunnossapitohenkilöstö voi ottaa tehtävän vastaan vasta erityiskoulutuksen jälkeen. Heidän on hallittava järjestelmän rakenne ja ominaisuudet, oltava perehtyneitä järjestelmän eri osien toimintaan ja turvallisuusmääräyksiin.
Nestemäisen hapen varastosäiliö, höyrystin ja kaasun varastosäiliö ovat paineastioita, joita saa käyttää vasta, kun paikalliselta teknologia- ja laatuvalvontavirastolta on saatu erityislaitteiden käyttötodistus. Järjestelmän painemittari ja varoventtiili on tarkastettava säännöllisesti, ja putkiston sulkuventtiilin ja näyttölaitteen herkkyys ja luotettavuus on tarkastettava säännöllisesti.
Nestemäisen hapen varastosäiliön lämmöneristyskyky riippuu säiliön sisä- ja ulkosylinterien välisen välikerroksen tyhjiöasteesta. Kun tyhjiöaste vaurioituu, nestemäinen happi nousee ja laajenee nopeasti. Siksi, kun tyhjiöaste ei ole vaurioitunut tai säiliötä ei tarvitse täyttää uudelleen tyhjiötä varten perliittihiekalla, on ehdottomasti kiellettyä purkaa säiliön tyhjiöventtiiliä. Käytön aikana nestemäisen hapen varastosäiliön tyhjiökykyä voidaan arvioida tarkkailemalla nestemäisen hapen haihtumismäärää.
Järjestelmän käytön aikana on otettava käyttöön säännöllinen partiointitarkastusjärjestelmä, jolla seurataan ja tallennetaan järjestelmän painetta, nestetasoa, lämpötilaa ja muita keskeisiä parametreja reaaliajassa, ymmärretään järjestelmän muutostrendi ja ilmoitetaan ajoissa ammattiteknikoille epänormaalien ongelmien ratkaisemiseksi.
Julkaisun aika: 02.12.2021
