Zaradi hitre širitve obsega proizvodnje podjetja v zadnjih letih se poraba kisika pri proizvodnji jekla še naprej povečuje, zahteve glede zanesljivosti in ekonomičnosti oskrbe s kisikom pa so vse višje. V delavnici za proizvodnjo kisika sta dva sklopa majhnih sistemov za proizvodnjo kisika, katerih največja proizvodnja kisika je le 800 m3/h, kar je težko zadostiti potrebam po kisiku na vrhuncu proizvodnje jekla. Pogosto se pojavita nezadosten tlak in pretok kisika. Med intervali proizvodnje jekla se lahko izprazni le velika količina kisika, kar se ne le ne prilagaja trenutnemu načinu proizvodnje, ampak povzroča tudi visoke stroške porabe kisika in ne izpolnjuje zahtev glede varčevanja z energijo, zmanjšanja porabe, zmanjšanja stroškov in povečanja učinkovitosti, zato je treba obstoječi sistem za proizvodnjo kisika izboljšati.
Oskrba s tekočim kisikom je namenjena pretvorbi shranjenega tekočega kisika v kisik po stiskanju in uparjanju. V standardnem stanju se lahko 1 m³ tekočega kisika upari 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. Dovod kisika v sistem se lahko prilagaja v realnem času glede na povpraševanje, z zadostnim pretokom in stabilnim tlakom.
3. Sistem ima prednosti preprostega postopka, majhnih izgub, priročnega delovanja in vzdrževanja ter nizkih stroškov proizvodnje kisika.
4. Čistost kisika lahko doseže več kot 99 %, kar prispeva k zmanjšanju količine kisika.
Postopek in sestava sistema za oskrbo s tekočim kisikom
Sistem v glavnem dobavlja kisik za proizvodnjo jekla v jeklarski industriji in kisik za plinsko rezanje v kovanju. Slednje porabi manj kisika in ga je mogoče zanemariti. Glavna oprema za porabo kisika v jeklarski industriji sta dve elektroobločni peči in dve rafinerijski peči, ki kisik uporabljata občasno. Po statističnih podatkih je največja poraba kisika v času največje proizvodnje jekla ≥ 2000 m3/h, trajanje največje porabe kisika, dinamični tlak kisika pred pečjo pa mora biti ≥ 2000 m³/h.
Za izbiro tipa sistema je treba določiti dva ključna parametra: kapaciteto tekočega kisika in največjo dovod kisika na uro. Ob upoštevanju racionalnosti, ekonomičnosti, stabilnosti in varnosti je kapaciteta tekočega kisika sistema določena na 50 m³, največja dovod kisika pa na 3000 m³/h. Zato se zasnujeta postopek in sestava celotnega sistema. Sistem se nato optimizira na podlagi polne izrabe originalne opreme.
1. Rezervoar za shranjevanje tekočega kisika
Rezervoar za tekoči kisik shranjuje tekoči kisik pri -183℃in je vir plina za celoten sistem. Struktura uporablja vertikalno dvoslojno vakuumsko prašno izolacijo z majhno površino in dobro izolacijsko zmogljivostjo. Projektni tlak rezervoarja za shranjevanje je efektivna prostornina 50 m³, normalen delovni tlak - in nivo delovne tekočine 10 m³-40 m³. Polnilna odprtina za tekočino na dnu rezervoarja je zasnovana v skladu s standardom za polnjenje na vozilu, tekoči kisik pa se polni z zunanjim rezervoarjem.
2. Črpalka za tekoči kisik
Črpalka za tekoči kisik stisne tekoči kisik v rezervoarju in ga pošlje v uplinjač. Je edina pogonska enota v sistemu. Da bi zagotovili zanesljivo delovanje sistema in zadostili potrebam po zagonu in zaustavitvi v katerem koli trenutku, sta konfigurirani dve enaki črpalki za tekoči kisik, ena za uporabo in ena za stanje pripravljenosti.Črpalka za tekoči kisik uporablja horizontalno batno kriogeno črpalko, ki se prilagaja delovnim pogojem majhnega pretoka in visokega tlaka, z delovnim pretokom 2000-4000 L/h in izhodnim 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 zračne temperature, ki ima zvezdasto rebrasto cevno strukturo. 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 uparjalnika ni zadostna, lahko oba uparjalnika preklopite ali uporabljate hkrati, da zagotovite zadostno oskrbo s kisikom.
4. Rezervoar za zrak
Rezervoar za zrak shranjuje uparjeni kisik kot shranjevalno in pufersko napravo sistema, ki lahko dopolni takojšnjo oskrbo s kisikom in uravnava tlak v sistemu, da se prepreči nihanje in udarci. Sistem si deli rezervoar za plin in glavno cev za dovod kisika s sistemom za proizvodnjo kisika v rezervi, s čimer v celoti izkorišča originalno opremo. Najvišji tlak shranjevanja plina in največja prostornina rezervoarja za plin sta 250 m³. Za povečanje pretoka dovoda zraka se premer glavne cevi za dovod kisika od uplinjača do rezervoarja za zrak spremeni z DN65 na DN100, da se zagotovi zadostna zmogljivost dovoda kisika v sistem.
5. Naprava za regulacijo tlaka
V sistemu sta nameščena dva sklopa naprav za regulacijo tlaka. Prvi sklop je naprava za regulacijo tlaka v rezervoarju za shranjevanje tekočega kisika. Majhen del tekočega kisika se upari z majhnim uplinjačem na dnu rezervoarja in vstopi v plinsko fazo v rezervoarju skozi zgornji del rezervoarja. Povratni cevovod črpalke za tekoči kisik prav tako vrača del mešanice plina in tekočine v rezervoar, da se prilagodi delovni tlak v rezervoarju in izboljša okolje za izstop tekočine. Drugi sklop je naprava za regulacijo tlaka dovoda kisika, ki uporablja ventil za regulacijo tlaka na izstopu zraka iz originalnega rezervoarja za shranjevanje plina za prilagajanje tlaka v glavnem dovodnem vodu za kisik glede na kisik.povpraševanje.
6.Varnostna naprava
Sistem za oskrbo s tekočim kisikom je opremljen z več varnostnimi napravami. Rezervoar za shranjevanje je opremljen z indikatorji tlaka in nivoja tekočine, izstopna cev črpalke za tekoči kisik pa je opremljena z indikatorji tlaka, ki upravljavcu omogočajo spremljanje stanja sistema v vsakem trenutku. Na vmesni cevovod od uplinjača do rezervoarja za zrak so nameščeni temperaturni in tlačni senzorji, ki lahko posredujejo signale tlaka in temperature sistema ter sodelujejo pri krmiljenju sistema. Ko je temperatura kisika prenizka ali tlak previsok, se sistem samodejno ustavi, da se preprečijo nesreče zaradi nizke temperature in previsokega tlaka. 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
Ker gre za nizkotemperaturni tlačni sistem, ima sistem za oskrbo s tekočim kisikom stroge postopke delovanja in vzdrževanja. Nepravilno delovanje in nepravilno vzdrževanje lahko povzročita resne nesreče. Zato je treba posebno pozornost nameniti varni uporabi in vzdrževanju sistema.
Osebje za upravljanje in vzdrževanje sistema lahko prevzame delovno mesto šele po posebnem usposabljanju. Obvladati mora sestavo in značilnosti sistema, biti seznanjen z delovanjem različnih delov sistema in predpisi o varnosti delovanja.
Rezervoar za tekoči kisik, uparjalnik in rezervoar za plin so tlačne posode, ki jih je mogoče uporabljati šele po pridobitvi potrdila o uporabi posebne opreme od lokalnega urada za tehnologijo in nadzor kakovosti. Manometer in varnostni ventil v sistemu je treba redno pregledovati, zaporni ventil in indikatorski instrument na cevovodu pa je treba redno pregledovati glede občutljivosti in zanesljivosti.
Toplotnoizolacijska učinkovitost rezervoarja za tekoči kisik je odvisna od stopnje vakuuma v vmesni plasti med notranjim in zunanjim cilindrom rezervoarja. Ko je stopnja vakuuma poškodovana, se tekoči kisik hitro dvigne in razširi. Zato je strogo prepovedano razstavljati vakuumski ventil rezervoarja, če stopnja vakuuma ni poškodovana ali če ni treba ponovno napolniti perlitnega peska za vakuumiranje. Med uporabo je mogoče oceniti učinkovitost vakuuma rezervoarja za tekoči kisik z opazovanjem količine izhlapevanja tekočega kisika.
Med uporabo sistema je treba vzpostaviti sistem rednega patruljnega inšpekcijskega pregleda, ki bo v realnem času spremljal in beležil tlak, nivo tekočine, temperaturo in druge ključne parametre sistema, razumel trend sprememb sistema in pravočasno obveščal strokovne tehnike za reševanje neobičajnih težav.
Čas objave: 2. dec. 2021
