S hitrim širjenjem proizvodnega obsega podjetja v zadnjih letih se poraba kisika za jeklarjenje še naprej povečuje, zahteve po zanesljivosti in gospodarnosti oskrbe s kisikom pa so čedalje višje. V delavnici za proizvodnjo kisika sta dva sklopa majhnih sistemov za proizvodnjo kisika, največja proizvodnja kisika je le 800 m3/h, kar je težko zadovoljiti povpraševanje po kisiku na vrhuncu izdelave jekla. Pogosto pride do nezadostnega pritiska in pretoka kisika. Med intervalom izdelave jekla se lahko le izprazni velika količina kisika, ki ne samo, da se ne prilagaja trenutnemu proizvodnemu načinu, ampak povzroča tudi visoke stroške porabe kisika in ne izpolnjuje zahtev glede varčevanja z energijo, zmanjšanja porabe, stroškov zmanjšanje in povečanje učinkovitosti, zato je treba obstoječi sistem za proizvodnjo kisika izboljšati.
Oskrba s tekočim kisikom je sprememba shranjenega tekočega kisika v kisik po pritisku in uparjanju. V standardnem stanju lahko 1 m³ tekočega kisika uparimo v 800 m3 kisika. Kot nov postopek oskrbe s kisikom ima v primerjavi z obstoječim sistemom za proizvodnjo kisika v delavnici za proizvodnjo kisika naslednje očitne prednosti:
1. Sistem je mogoče kadar koli zagnati in ustaviti, kar je primerno za trenutni proizvodni način podjetja.
2. Dobavo kisika v sistemu je mogoče prilagoditi v realnem času glede na povpraševanje, z zadostnim pretokom in stabilnim tlakom.
3. Sistem ima prednosti enostavnega postopka, majhne izgube, priročnega delovanja in vzdrževanja ter nizkih stroškov proizvodnje kisika.
4. Čistost kisika lahko doseže več kot 99%, kar je ugodno za zmanjšanje količine kisika.
Postopek in sestava sistema za oskrbo s tekočim kisikom
Sistem v glavnem dobavlja kisik za proizvodnjo jekla v jeklarskem podjetju in kisik za plinsko rezanje v kovačnici. Slednji porabi manj kisika in ga lahko zanemarimo. Glavna oprema za porabo kisika v jeklarskem podjetju sta dve elektroobločni peči in dve peči za rafiniranje, ki občasno uporabljajo kisik. Po statističnih podatkih je v času največje proizvodnje jekla največja poraba kisika ≥ 2000 m3 / h, trajanje največje porabe kisika in dinamični tlak kisika pred pečjo mora biti ≥ 2000 m³ / h.
Za izbiro tipa sistema se določita dva ključna parametra, kapaciteta tekočega kisika in največja dobava kisika na uro. Na predpostavki celovitega upoštevanja racionalnosti, ekonomičnosti, stabilnosti in varnosti je določena kapaciteta tekočega kisika sistema 50 m³, maksimalna dobava kisika pa 3000 m³/h. zato sta zasnovana proces in sestava celotnega sistema. Nato se sistem optimizira na podlagi popolne uporabe originalne opreme.
1. Posoda za shranjevanje tekočega kisika
Posoda za shranjevanje tekočega kisika hrani tekoči kisik pri - 183℃in je vir plina celotnega sistema. Struktura ima navpično dvoslojno vakuumsko praškasto izolacijsko obliko z majhno talno površino in dobrimi izolacijskimi lastnostmi. Projektni tlak zalogovnika, efektivna prostornina 50 m³, normalni delovni tlak - in nivo delovne tekočine 10 m³-40 m³. Odprtina za polnjenje s tekočino na dnu rezervoarja je zasnovana v skladu s standardom za polnjenje na vozilu, tekoči kisik pa se polni z zunanjim tovornjakom s cisterno.
2. Črpalka za tekoči kisik
Črpalka za tekoči kisik stisne tekoči kisik v rezervoarju za shranjevanje in ga pošlje v uplinjač. Je edina pogonska enota v sistemu. Da bi zagotovili zanesljivo delovanje sistema in zadostili potrebam po zagonu in zaustavitvi kadar koli, sta konfigurirani dve enaki črpalki za tekoči kisik, ena za uporabo in ena za stanje pripravljenosti.. Črpalka za tekoči kisik sprejme horizontalno batno kriogeno črpalko za prilagajanje delovnim pogojem majhnega pretoka in visokega tlaka, z delovnim pretokom 2000-4000 L/h in izstopnim tlakom. Delovno frekvenco črpalke je mogoče nastaviti v realnem času glede na potrebo po kisiku, dovod kisika v sistem pa je mogoče prilagoditi s prilagajanjem tlaka in pretoka na izhodu črpalke.
3. Vaporizer
Uparjalnik uporablja uparjalnik z zračno kopeljo, znan tudi kot uparjalnik s temperaturo zraka, ki je zvezdasto rebrasta cevna struktura. Tekoči kisik se z naravnim konvekcijskim segrevanjem zraka upari v kisik normalne temperature. Sistem je opremljen z dvema uparjalnikoma. Običajno se uporablja en uparjalnik. Ko je temperatura nizka in zmogljivost uparjanja enega samega uparjalnika ni zadostna, lahko oba uparjalnika zamenjate ali uporabite hkrati, da zagotovite zadostno oskrbo s kisikom.
4. Posoda za shranjevanje zraka
Rezervoar za shranjevanje zraka shranjuje izhlapeni kisik kot napravo za shranjevanje in vmesni pomnilnik sistema, ki lahko dopolni trenutno oskrbo s kisikom in uravnava tlak v sistemu, da se izogne nihanju in udarcem. Sistem si deli sklop rezervoarja za shranjevanje plina in glavnega cevovoda za dovod kisika s sistemom za proizvodnjo kisika v pripravljenosti, pri čemer v celoti izkorišča originalno opremo. Maksimalni plinski tlak in maksimalna prostornina plinskega hranilnika sta 250 m³. Da bi povečali pretok zraka, se premer glavne cevi za dovod kisika od uplinjača do posode za shranjevanje zraka spremeni iz DN65 na DN100, da se zagotovi zadostna zmogljivost dovoda kisika v sistem.
5. Naprava za uravnavanje tlaka
V sistemu sta nameščena dva sklopa naprav za regulacijo tlaka. Prvi sklop je naprava za uravnavanje tlaka rezervoarja za shranjevanje tekočega kisika. Majhen del tekočega kisika upari majhen uplinjač na dnu rezervoarja za shranjevanje in vstopi v del plinske faze v rezervoarju za shranjevanje skozi vrh rezervoarja za shranjevanje. Povratni cevovod črpalke za tekoči kisik prav tako vrne del mešanice plina in tekočine v rezervoar za shranjevanje, da se prilagodi delovni tlak rezervoarja za shranjevanje in izboljša okolje izstopa tekočine. Drugi sklop je naprava za uravnavanje tlaka dovoda kisika, ki uporablja ventil za uravnavanje tlaka na izhodu zraka iz prvotnega rezervoarja za shranjevanje plina za prilagoditev tlaka v glavnem cevovodu za dovod kisika glede na kisikna zahtevo.
6.Varnostna naprava
Sistem za dovajanje tekočega kisika je opremljen z več varnostnimi napravami. Rezervoar za shranjevanje je opremljen z indikatorji tlaka in nivoja tekočine, izhodni cevovod črpalke za tekoči kisik pa je opremljen z indikatorji tlaka, ki operaterju olajša spremljanje stanja sistema kadar koli. Senzorji temperature in tlaka so nastavljeni na vmesnem cevovodu od uplinjača do hranilnika zraka, ki lahko posredujejo signale tlaka in temperature sistema in sodelujejo pri krmiljenju sistema. Ko je temperatura kisika prenizka ali je tlak previsok, se sistem samodejno ustavi, da prepreči nesreče, ki jih povzročita nizka temperatura in nadtlak. Vsak cevovod sistema je opremljen z varnostnim ventilom, odzračevalnim ventilom, povratnim ventilom itd., kar učinkovito zagotavlja varno in zanesljivo delovanje sistema.
Delovanje in vzdrževanje sistema za oskrbo s tekočim kisikom
Kot nizkotemperaturni tlačni sistem ima sistem za oskrbo s tekočim kisikom stroge postopke delovanja in vzdrževanja. Nepravilno delovanje in nepravilno vzdrževanje bosta povzročila resne nesreče. Zato je treba posebno pozornost nameniti varni uporabi in vzdrževanju sistema.
Osebje, ki upravlja in vzdržuje sistem, lahko prevzame delovno mesto šele po posebnem usposabljanju. Obvladati mora sestavo in značilnosti sistema, poznati delovanje različnih delov sistema in predpise o varnostnem obratovanju.
Posoda za shranjevanje tekočega kisika, uparjalnik in posoda za shranjevanje plina so tlačne posode, ki se lahko uporabljajo le po pridobitvi potrdila o uporabi posebne opreme lokalnega urada za tehnologijo in nadzor kakovosti. Manometer in varnostni ventil v sistemu je treba redno pregledovati, zaporni ventil in kazalni instrument na cevovodu pa je treba redno pregledovati glede občutljivosti in zanesljivosti.
Učinkovitost toplotne izolacije rezervoarja za shranjevanje tekočega kisika je odvisna od stopnje vakuuma vmesnega sloja med notranjim in zunanjim valjem rezervoarja za shranjevanje. Ko je stopnja vakuuma poškodovana, se bo tekoči kisik hitro dvignil in razširil. Zato, ko stopnja vakuuma ni poškodovana ali če ni treba napolniti perlitnega peska za ponovno vakuumiranje, je strogo prepovedano razstaviti vakuumski ventil hranilnika. Med uporabo je mogoče oceniti vakuumsko zmogljivost rezervoarja za shranjevanje tekočega kisika z opazovanjem količine izhlapevanja tekočega kisika.
Med uporabo sistema je treba vzpostaviti sistem rednih patruljnih pregledov za spremljanje in beleženje tlaka, nivoja tekočine, temperature in drugih ključnih parametrov sistema v realnem času, razumevanje trenda sprememb sistema in pravočasno obveščanje strokovnih tehnikov za reševanje nenormalnih težav.
Čas objave: 2. december 2021
