Door de snelle uitbreiding van de productie van het bedrijf in de afgelopen jaren is het zuurstofverbruik voor de staalproductie blijven stijgen, waardoor de eisen aan de betrouwbaarheid en de economische efficiëntie van de zuurstofvoorziening steeds hoger worden. De werkplaats beschikt over twee kleinschalige zuurstofproductiesystemen met een maximale productiecapaciteit van slechts 800 m³/u. Dit is onvoldoende om aan de zuurstofvraag te voldoen tijdens pieken in de staalproductie. Onvoldoende zuurstofdruk en -debiet komen regelmatig voor. Tijdens pauzes in de staalproductie kan een grote hoeveelheid zuurstof worden afgetapt. Dit is niet alleen niet geschikt voor de huidige productiemethode, maar leidt ook tot hoge kosten voor het zuurstofverbruik en voldoet niet aan de eisen op het gebied van energiebesparing, verbruiksvermindering, kostenreductie en efficiëntieverhoging. Daarom is verbetering van het bestaande zuurstofproductiesysteem noodzakelijk.
De toevoer van vloeibare zuurstof houdt in dat de opgeslagen vloeibare zuurstof na drukverhoging en verdamping wordt omgezet in zuurstof. Onder standaardomstandigheden kan 1 m³ vloeibare zuurstof worden verdampt tot 800 m³ zuurstof. Als nieuw zuurstoftoevoerproces heeft het, vergeleken met de bestaande zuurstofproductiesystemen in de zuurstofproductiewerkplaats, de volgende duidelijke voordelen:
1. Het systeem kan op elk moment worden gestart en gestopt, wat geschikt is voor de huidige productiemodus van het bedrijf.
2. De zuurstoftoevoer van het systeem kan in realtime worden aangepast aan de vraag, met voldoende debiet en stabiele druk.
3. Het systeem heeft als voordelen een eenvoudig proces, weinig verlies, gemakkelijke bediening en onderhoud en lage kosten voor zuurstofproductie.
4. De zuiverheid van de zuurstof kan meer dan 99% bedragen, wat gunstig is voor het verminderen van de hoeveelheid zuurstof.
Proces en samenstelling van het vloeibare zuurstofvoorzieningssysteem
Het systeem levert hoofdzakelijk zuurstof voor de staalproductie in de staalfabriek en zuurstof voor het snijden met gas in de smeederij. Het laatste verbruikt minder zuurstof en kan daarom worden verwaarloosd. De belangrijkste zuurstofverbruikende installaties van de staalfabriek zijn twee elektrische vlamboogovens en twee raffinageovens, die intermitterend zuurstof gebruiken. Volgens statistieken bedraagt het maximale zuurstofverbruik tijdens de piek van de staalproductie ≥ 2000 m³/h, en moet de dynamische zuurstofdruk vóór de oven gedurende de gehele periode van maximaal zuurstofverbruik ≥ 2000 m³/h zijn.
De twee belangrijkste parameters, de vloeibare zuurstofcapaciteit en de maximale zuurstoftoevoer per uur, moeten worden bepaald voor de typekeuze van het systeem. Rekening houdend met rationaliteit, economie, stabiliteit en veiligheid, is de vloeibare zuurstofcapaciteit van het systeem vastgesteld op 50 m³ en de maximale zuurstoftoevoer op 3000 m³/u. Vervolgens worden het proces en de samenstelling van het gehele systeem ontworpen en geoptimaliseerd, waarbij optimaal gebruik wordt gemaakt van de bestaande apparatuur.
1. Opslagtank voor vloeibare zuurstof
De opslagtank voor vloeibare zuurstof slaat vloeibare zuurstof op bij -183°C.℃Het is de gasbron van het hele systeem. De constructie is uitgevoerd in een verticale dubbellaagse vacuüm-poederisolatievorm, met een kleine vloeroppervlakte en goede isolatieprestaties. De ontwerpdruk van de opslagtank is 50 m³, het effectieve volume 50 m³, de normale werkdruk - en het werkvloeistofniveau 10 m³-40 m³. De vulopening aan de onderkant van de opslagtank is ontworpen volgens de standaard voor vullen aan boord, en de vloeibare zuurstof wordt gevuld door een externe tankwagen.
2. Vloeibare zuurstofpomp
De vloeibare zuurstofpomp brengt de vloeibare zuurstof in de opslagtank onder druk en pompt deze naar de carburateur. Het is de enige krachtbron in het systeem. Om de betrouwbare werking van het systeem te garanderen en te allen tijde te kunnen starten en stoppen, zijn er twee identieke vloeibare zuurstofpompen geconfigureerd: één voor gebruik en één als reserve.De vloeibare zuurstofpomp maakt gebruik van een horizontale zuiger-cryogene pomp om te voldoen aan de werkomstandigheden van kleine debieten en hoge drukken, met een werkdebiet van 2000-4000 l/u en een uitlaatdruk. De werkfrequentie van de pomp kan in realtime worden ingesteld op basis van de zuurstofbehoefte, en de zuurstoftoevoer van het systeem kan worden geregeld door de druk en het debiet aan de pompuitlaat aan te passen.
3. Verdamper
De verdamper maakt gebruik van een luchtbadverdamper, ook wel luchttemperatuurverdamper genoemd, met een stervormige buisconstructie. De vloeibare zuurstof wordt door natuurlijke convectieverwarming van de lucht omgezet in zuurstof op kamertemperatuur. Het systeem is uitgerust met twee verdampers. Normaal gesproken wordt één verdamper gebruikt. Wanneer de temperatuur laag is en de verdampingscapaciteit van één verdamper onvoldoende is, kunnen de twee verdampers worden omgeschakeld of tegelijkertijd worden gebruikt om een voldoende zuurstoftoevoer te garanderen.
4. Luchttank
De luchttank slaat verdampte zuurstof op en fungeert als opslag- en buffervoorziening van het systeem. Deze tank kan de directe zuurstoftoevoer aanvullen en de druk in het systeem in evenwicht houden om schommelingen en impact te voorkomen. Het systeem deelt een set gastanks en een hoofdleiding voor de zuurstofaanvoer met het reserve-zuurstofgeneratiesysteem, waardoor optimaal gebruik wordt gemaakt van de bestaande apparatuur. De maximale gasdruk en de maximale gasopslagcapaciteit van de gastank bedragen 250 m³. Om de luchttoevoer te verhogen, is de diameter van de hoofdleiding van de carburateur naar de luchttank gewijzigd van DN65 naar DN100, zodat het systeem over voldoende zuurstofcapaciteit beschikt.
5. Drukregelinrichting
Het systeem is voorzien van twee drukregelapparaten. Het eerste apparaat regelt de druk van de vloeibare zuurstofopslagtank. Een kleine hoeveelheid vloeibare zuurstof wordt door een kleine carburateur onderin de opslagtank verdampt en komt via de bovenkant in de gasfase van de tank terecht. De retourleiding van de vloeibare zuurstofpomp voert ook een deel van het gasmengsel terug naar de opslagtank, om zo de werkdruk van de tank te reguleren en de omgevingsomstandigheden bij de uitlaat van de vloeistof te verbeteren. Het tweede apparaat regelt de zuurstoftoevoerdruk. Dit apparaat gebruikt een drukregelklep bij de luchtuitlaat van de oorspronkelijke gasopslagtank om de druk in de hoofdtoevoerleiding van de zuurstof aan te passen aan de zuurstofbehoefte.en vraag.
6.Veiligheidsvoorziening
Het vloeibare zuurstofsysteem is uitgerust met meerdere veiligheidsvoorzieningen. De opslagtank is voorzien van druk- en vloeistofniveau-indicatoren, en de uitlaatleiding van de vloeibare zuurstofpomp is uitgerust met drukindicatoren, zodat de operator de systeemstatus te allen tijde kan controleren. Temperatuur- en druksensoren zijn geplaatst op de tussenleiding van de carburateur naar de zuurstofopslagtank. Deze sensoren geven de druk- en temperatuursignalen van het systeem terug en dragen bij aan de systeemregeling. Wanneer de zuurstoftemperatuur te laag is of de druk te hoog, stopt het systeem automatisch om ongelukken door onder- en overdruk te voorkomen. Elke leiding van het systeem is voorzien van een veiligheidsklep, ontluchtingsklep, terugslagklep, enz., wat de veilige en betrouwbare werking van het systeem effectief waarborgt.
Bediening en onderhoud van het vloeibare zuurstofvoorzieningssysteem
Als lagedruksysteem met lage temperatuur kent het vloeibare zuurstofsysteem strikte bedienings- en onderhoudsprocedures. Onjuiste bediening en gebrekkig onderhoud kunnen leiden tot ernstige ongelukken. Daarom moet er bijzondere aandacht worden besteed aan het veilige gebruik en onderhoud van het systeem.
Het bedienings- en onderhoudspersoneel van het systeem kan de functie alleen uitoefenen na een speciale training. Zij moeten de samenstelling en kenmerken van het systeem beheersen, vertrouwd zijn met de werking van de verschillende onderdelen van het systeem en de veiligheidsvoorschriften kennen.
Opslagtanks voor vloeibare zuurstof, verdampers en gastanks zijn drukvaten die alleen gebruikt mogen worden na het verkrijgen van een speciaal certificaat voor gebruik van de apparatuur van het plaatselijke bureau voor technologie en kwaliteitscontrole. De manometer en de veiligheidsklep in het systeem moeten regelmatig worden gecontroleerd, en de afsluitklep en de indicator op de leidingen moeten regelmatig worden gecontroleerd op gevoeligheid en betrouwbaarheid.
De thermische isolatieprestaties van de vloeibare zuurstofopslagtank zijn afhankelijk van de mate van vacuüm tussen de binnen- en buitencilinder van de tank. Zodra het vacuüm niet meer goed is, zal de vloeibare zuurstof snel stijgen en uitzetten. Daarom is het ten strengste verboden om de vacuümklep van de opslagtank te demonteren wanneer het vacuüm niet meer goed is of wanneer het niet nodig is om perlietzand bij te vullen om het vacuüm te herstellen. Tijdens gebruik kan de vacuümprestatie van de vloeibare zuurstofopslagtank worden beoordeeld door de hoeveelheid verdamping van de vloeibare zuurstof te observeren.
Tijdens het gebruik van het systeem moet een regelmatig inspectiesysteem worden ingesteld om de druk, het vloeistofniveau, de temperatuur en andere belangrijke parameters van het systeem in realtime te bewaken en te registreren, de veranderingstrend van het systeem te begrijpen en tijdig professionele technici te waarschuwen om afwijkingen te verhelpen.
Geplaatst op: 2 december 2021
