Con la rapida espansione della scala produttiva dell'azienda negli ultimi anni, il consumo di ossigeno per la produzione di acciaio continua ad aumentare e i requisiti di affidabilità ed economicità della fornitura di ossigeno sono sempre più elevati. Nell'officina di produzione di ossigeno sono presenti due serie di sistemi di produzione di ossigeno su piccola scala, la cui produzione massima è di soli 800 m³/h, il che rende difficile soddisfare la domanda di ossigeno al picco della produzione di acciaio. Spesso si verificano pressione e flusso di ossigeno insufficienti. Durante l'intervallo di produzione dell'acciaio, una grande quantità di ossigeno può essere solo svuotata, il che non solo non si adatta all'attuale modalità di produzione, ma causa anche elevati costi di consumo di ossigeno e non soddisfa i requisiti di risparmio energetico, riduzione dei consumi, riduzione dei costi e aumento dell'efficienza. Pertanto, il sistema di generazione di ossigeno esistente deve essere migliorato.
L'approvvigionamento di ossigeno liquido consiste nel trasformare l'ossigeno liquido immagazzinato in ossigeno dopo pressurizzazione e vaporizzazione. In condizioni standard, 1 m³ di ossigeno liquido può essere vaporizzato in 800 m³ di ossigeno. Come nuovo processo di erogazione di ossigeno, rispetto al sistema di produzione di ossigeno esistente nell'officina di produzione, presenta i seguenti evidenti vantaggi:
1. Il sistema può essere avviato e arrestato in qualsiasi momento, a seconda della modalità di produzione corrente dell'azienda.
2. L'erogazione di ossigeno del sistema può essere regolata in tempo reale in base alla domanda, con flusso sufficiente e pressione stabile.
3. Il sistema presenta i vantaggi di un processo semplice, piccole perdite, funzionamento e manutenzione convenienti e bassi costi di produzione dell'ossigeno.
4. La purezza dell'ossigeno può raggiungere oltre il 99%, il che favorisce la riduzione della quantità di ossigeno.
Processo e composizione del sistema di fornitura di ossigeno liquido
Il sistema fornisce principalmente ossigeno per la produzione di acciaio nell'acciaieria e ossigeno per il taglio a gas nell'acciaieria di forgiatura. Quest'ultimo consuma meno ossigeno e può essere trascurato. Le principali apparecchiature che consumano ossigeno nell'acciaieria sono due forni ad arco elettrico e due forni di raffinazione, che utilizzano ossigeno a intermittenza. Secondo le statistiche, durante il picco di produzione di acciaio, il consumo massimo di ossigeno è ≥ 2000 m³/h, la durata del consumo massimo di ossigeno e la pressione dinamica dell'ossigeno a monte del forno devono essere ≥ 2000 m³/h.
Per la scelta del tipo di sistema, è necessario determinare i due parametri chiave: la capacità di ossigeno liquido e la massima fornitura oraria di ossigeno. Considerando attentamente razionalità, economicità, stabilità e sicurezza, la capacità di ossigeno liquido del sistema è fissata a 50 m³ e la massima fornitura oraria di ossigeno a 3000 m³/h. Pertanto, vengono progettati il processo e la composizione dell'intero sistema, che viene poi ottimizzato sfruttando appieno le caratteristiche dell'apparecchiatura originale.
1. Serbatoio di stoccaggio dell'ossigeno liquido
Il serbatoio di stoccaggio dell'ossigeno liquido immagazzina l'ossigeno liquido a - 183°Ced è la fonte di gas dell'intero sistema. La struttura adotta un isolamento verticale a doppio strato sottovuoto con polvere, con una superficie di pavimento ridotta e buone prestazioni di isolamento. La pressione di progetto del serbatoio di stoccaggio, il volume effettivo di 50 m³, la pressione di esercizio normale e il livello del liquido di esercizio di 10 m³-40 m³. La porta di riempimento del liquido sul fondo del serbatoio di stoccaggio è progettata secondo lo standard di riempimento di bordo e il riempimento dell'ossigeno liquido avviene tramite un'autocisterna esterna.
2. Pompa per ossigeno liquido
La pompa per l'ossigeno liquido pressurizza l'ossigeno liquido nel serbatoio di stoccaggio e lo invia al carburatore. È l'unica unità di potenza del sistema. Per garantire il funzionamento affidabile del sistema e soddisfare le esigenze di avvio e arresto in qualsiasi momento, sono configurate due pompe per l'ossigeno liquido identiche, una per l'utilizzo e una per l'alimentazione.La pompa per ossigeno liquido adotta una pompa criogenica a pistone orizzontale per adattarsi alle condizioni di lavoro di piccola portata e alta pressione, con portata di lavoro di 2000-4000 L/h e pressione di uscita. La frequenza di lavoro della pompa può essere impostata in tempo reale in base alla richiesta di ossigeno e l'apporto di ossigeno del sistema può essere regolato regolando la pressione e la portata all'uscita della pompa.
3. Vaporizzatore
Il vaporizzatore adotta un vaporizzatore a bagno d'aria, noto anche come vaporizzatore a temperatura d'aria, che presenta una struttura a tubo con alette a stella. L'ossigeno liquido viene vaporizzato in ossigeno a temperatura normale tramite il riscaldamento convettivo naturale dell'aria. Il sistema è dotato di due vaporizzatori. Normalmente, ne viene utilizzato uno solo. Quando la temperatura è bassa e la capacità di vaporizzazione di un singolo vaporizzatore è insufficiente, è possibile scambiare i due vaporizzatori o utilizzarli contemporaneamente per garantire un apporto di ossigeno sufficiente.
4. Serbatoio di accumulo dell'aria
Il serbatoio di accumulo dell'aria immagazzina ossigeno vaporizzato come dispositivo di accumulo e buffer del sistema, integrando l'apporto istantaneo di ossigeno e bilanciando la pressione del sistema per evitare fluttuazioni e impatti. Il sistema condivide un set di serbatoi di accumulo del gas e una tubazione principale di alimentazione dell'ossigeno con il sistema di generazione di ossigeno di riserva, sfruttando appieno l'attrezzatura originale. La pressione massima di accumulo del gas e la capacità massima di accumulo del gas del serbatoio sono di 250 m³. Per aumentare il flusso di aria, il diametro della tubazione principale di alimentazione dell'ossigeno dal carburatore al serbatoio di accumulo dell'aria è stato modificato da DN65 a DN100 per garantire una sufficiente capacità di apporto di ossigeno al sistema.
5. Dispositivo di regolazione della pressione
Il sistema è dotato di due set di dispositivi di regolazione della pressione. Il primo set è il dispositivo di regolazione della pressione del serbatoio di ossigeno liquido. Una piccola parte di ossigeno liquido viene vaporizzata da un piccolo carburatore sul fondo del serbatoio di ossigeno ed entra nella fase gassosa del serbatoio attraverso la parte superiore. La tubazione di ritorno della pompa per ossigeno liquido riporta anche una parte della miscela gas-liquido al serbatoio di ossigeno, in modo da regolare la pressione di esercizio del serbatoio e migliorare l'ambiente di uscita del liquido. Il secondo set è il dispositivo di regolazione della pressione di alimentazione dell'ossigeno, che utilizza la valvola di regolazione della pressione all'uscita dell'aria del serbatoio di ossigeno originale per regolare la pressione nella tubazione principale di alimentazione dell'ossigeno in base alla pressione dell'ossigeno.su richiesta.
6.Dispositivo di sicurezza
Il sistema di alimentazione dell'ossigeno liquido è dotato di molteplici dispositivi di sicurezza. Il serbatoio di stoccaggio è dotato di indicatori di pressione e di livello del liquido, e la tubazione di uscita della pompa dell'ossigeno liquido è dotata di indicatori di pressione per consentire all'operatore di monitorare lo stato del sistema in qualsiasi momento. Sensori di temperatura e pressione sono installati sulla tubazione intermedia dal carburatore al serbatoio di stoccaggio dell'aria, in grado di inviare i segnali di pressione e temperatura del sistema e di partecipare al controllo del sistema. Quando la temperatura dell'ossigeno è troppo bassa o la pressione è troppo alta, il sistema si arresta automaticamente per prevenire incidenti causati da bassa temperatura e sovrapressione. Ogni tubazione del sistema è dotata di valvola di sicurezza, valvola di sfiato, valvola di ritegno, ecc., che garantiscono efficacemente il funzionamento sicuro e affidabile del sistema.
Funzionamento e manutenzione del sistema di fornitura di ossigeno liquido
Essendo un sistema a bassa pressione e temperatura, il sistema di alimentazione di ossigeno liquido è soggetto a rigide procedure di funzionamento e manutenzione. Un utilizzo improprio e una manutenzione impropria possono causare incidenti gravi. Pertanto, è necessario prestare particolare attenzione all'uso e alla manutenzione sicuri del sistema.
Il personale addetto alla gestione e alla manutenzione del sistema può assumere l'incarico solo dopo aver ricevuto una formazione specifica. Deve conoscere la composizione e le caratteristiche del sistema, avere familiarità con il funzionamento delle varie parti del sistema e con le norme di sicurezza operative.
Il serbatoio di ossigeno liquido, il vaporizzatore e il serbatoio di gas sono recipienti a pressione, che possono essere utilizzati solo dopo aver ottenuto il certificato di utilizzo di attrezzature speciali dall'ufficio locale di tecnologia e supervisione della qualità. Il manometro e la valvola di sicurezza dell'impianto devono essere sottoposti a ispezione periodica, così come la valvola di intercettazione e lo strumento indicatore sulla tubazione devono essere ispezionati regolarmente per verificarne sensibilità e affidabilità.
Le prestazioni di isolamento termico del serbatoio di ossigeno liquido dipendono dal grado di vuoto dell'interstrato tra il cilindro interno ed esterno del serbatoio. Una volta che il grado di vuoto è compromesso, l'ossigeno liquido aumenta e si espande rapidamente. Pertanto, se il grado di vuoto non è compromesso o non è necessario riempire nuovamente con sabbia perlite per creare un vuoto, è severamente vietato smontare la valvola del vuoto del serbatoio di ossigeno liquido. Durante l'uso, le prestazioni di vuoto del serbatoio di ossigeno liquido possono essere stimate osservando la quantità di ossigeno liquido volatilizzato.
Durante l'utilizzo del sistema, dovrà essere istituito un sistema di ispezione di pattugliamento regolare per monitorare e registrare in tempo reale la pressione, il livello del liquido, la temperatura e altri parametri chiave del sistema, comprendere l'andamento dei cambiamenti del sistema e avvisare tempestivamente i tecnici professionisti affinché si occupino di problemi anomali.
Data di pubblicazione: 02-12-2021
