S rýchlym rozširovaním výrobného rozsahu spoločnosti v posledných rokoch sa spotreba kyslíka pri výrobe ocele neustále zvyšuje a požiadavky na spoľahlivosť a hospodárnosť dodávky kyslíka sú čoraz vyššie. V dielni na výrobu kyslíka sú dva systémy na výrobu kyslíka v malom rozsahu, pričom maximálna produkcia kyslíka je iba 800 m3/h, čo je ťažké uspokojiť dopyt po kyslíku na vrchole výroby ocele. Často sa vyskytuje nedostatočný tlak a prietok kyslíka. Počas intervalov výroby ocele sa môže vyprázdniť iba veľké množstvo kyslíka, čo nielenže nezodpovedá súčasnému výrobnému režimu, ale spôsobuje aj vysoké náklady na spotrebu kyslíka a nespĺňa požiadavky na úsporu energie, zníženie spotreby, zníženie nákladov a zvýšenie účinnosti, preto je potrebné vylepšiť existujúci systém výroby kyslíka.
Dodávka kvapalného kyslíka slúži na premenu uskladneného kvapalného kyslíka na kyslík po natlakovaní a odparení. Za štandardného stavu sa 1 m³ kvapalného kyslíka môže odpariť na 800 m3 kyslíka. Ako nový proces dodávky kyslíka má v porovnaní s existujúcim systémom výroby kyslíka v dielni na výrobu kyslíka nasledujúce zjavné výhody:
1. Systém je možné kedykoľvek spustiť a zastaviť, čo je vhodné pre aktuálny výrobný režim spoločnosti.
2. Prívod kyslíka do systému je možné upravovať v reálnom čase podľa dopytu, s dostatočným prietokom a stabilným tlakom.
3. Systém má výhody jednoduchého procesu, malých strát, pohodlnej prevádzky a údržby a nízkych nákladov na výrobu kyslíka.
4. Čistota kyslíka môže dosiahnuť viac ako 99%, čo vedie k zníženiu množstva kyslíka.
Proces a zloženie systému dodávky kvapalného kyslíka
Systém dodáva hlavne kyslík na výrobu ocele v oceliarskom závode a kyslík na rezanie plynom v kováčskom závode. Druhý typ spotrebuje menej kyslíka a možno ho zanedbať. Hlavnými zariadeniami na spotrebu kyslíka v oceliarskom závode sú dve elektrické oblúkové pece a dve rafinačné pece, ktoré kyslík používajú prerušovane. Podľa štatistík je počas vrcholu výroby ocele maximálna spotreba kyslíka ≥ 2000 m3/h, trvanie maximálnej spotreby kyslíka a dynamický tlak kyslíka pred pecou musí byť ≥ 2000 m³/h.
Pre výber typu systému sa musia určiť dva kľúčové parametre: kapacita kvapalného kyslíka a maximálna dodávka kyslíka za hodinu. Na základe komplexného zváženia racionality, hospodárnosti, stability a bezpečnosti sa kapacita kvapalného kyslíka systému stanovila na 50 m³ a maximálna dodávka kyslíka je 3000 m³/h. Preto sa navrhuje proces a zloženie celého systému. Systém sa potom optimalizuje na základe plného využitia pôvodného zariadenia.
1. Zásobník kvapalného kyslíka
Zásobník kvapalného kyslíka uchováva kvapalný kyslík pri teplote -183℃a je zdrojom plynu pre celý systém. Konštrukcia využíva vertikálnu dvojvrstvovú vákuovú práškovú izoláciu s malou podlahovou plochou a dobrými izolačnými vlastnosťami. Návrhový tlak v zásobníku je efektívny objem 50 m³, normálny pracovný tlak - a hladina pracovnej kvapaliny je 10 m³ - 40 m³. Plniaci otvor kvapaliny v spodnej časti zásobníka je navrhnutý podľa štandardu pre plnenie na palube a kvapalný kyslík sa plní externým cisternovým vozidlom.
2. Čerpadlo na kvapalný kyslík
Čerpadlo kvapalného kyslíka natlakuje kvapalný kyslík v zásobníku a posiela ho do karburátora. Je to jediná pohonná jednotka v systéme. Aby sa zabezpečila spoľahlivá prevádzka systému a splnili sa požiadavky na štartovanie a zastavovanie kedykoľvek, sú nakonfigurované dve identické čerpadlá kvapalného kyslíka, jedno na použitie a jedno na záložný režim.Čerpadlo na kvapalný kyslík využíva horizontálne piestové kryogénne čerpadlo, ktoré sa prispôsobuje pracovným podmienkam malého prietoku a vysokého tlaku s pracovným prietokom 2000 – 4000 l/h a výstupným tlakom. Pracovnú frekvenciu čerpadla je možné nastaviť v reálnom čase podľa spotreby kyslíka a prívod kyslíka do systému je možné upraviť nastavením tlaku a prietoku na výstupe čerpadla.
3. Vaporizér
Vaporizér využíva vzduchový kúpeľový vaporizér, tiež známy ako vaporizér s teplotou vzduchu, ktorý má hviezdicovú rebrovanú rúrkovú štruktúru. Kvapalný kyslík sa odparuje na kyslík s normálnou teplotou prirodzeným konvekčným ohrevom vzduchu. Systém je vybavený dvoma vaporizérmi. Normálne sa používa jeden vaporizér. Ak je teplota nízka a vaporizačná kapacita jedného vaporizéra nie je dostatočná, je možné oba vaporizéry prepnúť alebo použiť súčasne, aby sa zabezpečil dostatočný prísun kyslíka.
4. Zásobník vzduchu
Zásobník vzduchu ukladá odparený kyslík ako zásobník a vyrovnávacie zariadenie systému, ktoré môže doplniť okamžitý prísun kyslíka a vyrovnať tlak v systéme, aby sa predišlo kolísaniu a nárazom. Systém zdieľa sadu zásobníka plynu a hlavného potrubia na prívod kyslíka so záložným systémom na výrobu kyslíka, čím plne využíva pôvodné zariadenie. Maximálny tlak plynu pri skladovaní a maximálna kapacita zásobníka plynu je 250 m³. Aby sa zvýšil prietok prívodu vzduchu, priemer hlavného potrubia na prívod kyslíka z karburátora do zásobníka vzduchu sa zmenil z DN65 na DN100, aby sa zabezpečila dostatočná kapacita prívodu kyslíka do systému.
5. Zariadenie na reguláciu tlaku
V systéme sú nainštalované dve sady zariadení na reguláciu tlaku. Prvá sada je zariadenie na reguláciu tlaku v zásobníku kvapalného kyslíka. Malá časť kvapalného kyslíka sa odparuje malým karburátorom v spodnej časti zásobníka a vstupuje do plynnej fázy v zásobníku cez hornú časť zásobníka. Spätné potrubie čerpadla kvapalného kyslíka tiež vracia časť zmesi plynu a kvapaliny do zásobníka, aby sa nastavil pracovný tlak v zásobníku a zlepšilo sa prostredie výstupu kvapaliny. Druhá sada je zariadenie na reguláciu tlaku prívodu kyslíka, ktoré používa regulačný ventil tlaku na výstupe vzduchu z pôvodného zásobníka plynu na nastavenie tlaku v hlavnom potrubí prívodu kyslíka podľa kyslíka.dopyt.
6.Bezpečnostné zariadenie
Systém prívodu kvapalného kyslíka je vybavený viacerými bezpečnostnými zariadeniami. Zásobníková nádrž je vybavená indikátormi tlaku a hladiny kvapaliny a výstupné potrubie čerpadla kvapalného kyslíka je vybavené indikátormi tlaku, ktoré obsluhe uľahčujú kedykoľvek monitorovať stav systému. Na medziľahlom potrubí z karburátora do zásobníka vzduchu sú umiestnené snímače teploty a tlaku, ktoré môžu spätne posielať signály tlaku a teploty zo systému a podieľať sa na riadení systému. Keď je teplota kyslíka príliš nízka alebo tlak príliš vysoký, systém sa automaticky zastaví, aby sa predišlo nehodám spôsobeným nízkou teplotou a pretlakom. Každé potrubie systému je vybavené poistným ventilom, odvzdušňovacím ventilom, spätnou klapkou atď., čo účinne zaisťuje bezpečnú a spoľahlivú prevádzku systému.
Prevádzka a údržba systému dodávky kvapalného kyslíka
Systém dodávky kvapalného kyslíka, ako nízkoteplotný tlakový systém, má prísne prevádzkové a údržbárske postupy. Nesprávna obsluha a nesprávna údržba vedú k vážnym nehodám. Preto by sa mala venovať osobitná pozornosť bezpečnému používaniu a údržbe systému.
Prevádzkový a údržbársky personál systému môže nastúpiť na túto pozíciu až po špeciálnom školení. Musí ovládať zloženie a vlastnosti systému, byť oboznámený s prevádzkou rôznych častí systému a s bezpečnostnými prevádzkovými predpismi.
Zásobník kvapalného kyslíka, odparovač a zásobník plynu sú tlakové nádoby, ktoré sa môžu používať až po získaní certifikátu na používanie špeciálneho zariadenia od miestneho úradu pre technológie a dohľad nad kvalitou. Tlakomer a poistný ventil v systéme sa musia pravidelne kontrolovať a uzatvárací ventil a indikačný prístroj na potrubí by sa mali pravidelne kontrolovať z hľadiska citlivosti a spoľahlivosti.
Tepelnoizolačný výkon zásobníka kvapalného kyslíka závisí od stupňa vákua medzivrstvy medzi vnútorným a vonkajším valcom zásobníka. Po narušení stupňa vákua kvapalný kyslík rýchlo stúpa a expanduje. Preto, ak stupeň vákua nie je poškodený alebo nie je potrebné naplniť perlitový piesok na opätovné vákuovanie, je prísne zakázané rozoberať vákuový ventil zásobníka. Počas používania je možné odhadnúť vákuový výkon zásobníka kvapalného kyslíka pozorovaním množstva odpareného kvapalného kyslíka.
Počas používania systému sa musí zriadiť systém pravidelných hliadkových inšpekcií na monitorovanie a zaznamenávanie tlaku, hladiny kvapaliny, teploty a ďalších kľúčových parametrov systému v reálnom čase, pochopenie trendu zmien systému a včasné informovanie odborných technikov o riešení abnormálnych problémov.
Čas uverejnenia: 2. decembra 2021
