NewTek 60000m/s Hava Ayırma Ünitesinin ana işlem akışı, proses tasarımı parametreleri ve çalışma etkisi özetlenmiştir. Hava Ayırma Projesi'nin tasarım özellikleri ve kullanılan gelişmiş teknolojiler özetlenmiştir. Proje tamamlandıktan sonra, ekipman güvenli bir şekilde çalıştı ve tasarım göstergelerine hızlı bir şekilde ulaştı ve ekipmanın enerji tüketimini ve çalışma maliyetlerini azaltı.
Anahtar Kelimeler: Hava Ayırma Ünitesi; oksijen üretimi; tasarım özellikleri; otomasyon
Çelik tesisi, yılda 8.1 milyon ton sıcak metal, 8.5 milyon ton ham çelik ve 8.1 milyon ton sıcak haddelenmiş çelik üretiyor. Metalurjik üretimin uzun süreç yolu benimsenmiştir. Ana yapı içeriği, 2 500 m sinterleme makineleri, 2 5100 m demir yapım kabarık fırınları, 1 2050 t dönüştürücü çelik üretim atölyeleri, 1 2050 m. Hot-rolled Sıcak-rollü şerit üretim hattı, {{{{}} mm fırın koil hattı,1 3500 1 800, 000T itme-pull bir ünite üretim hattı, 1 2030 mm salamura kombine üretim hattı, vb. Tesislerin üretimi ile işbirliği yapmak için, aynı zamanda 2 x 60.000 m/s hava ayırma üniteleri ve destekleme yardımcı tesisleri inşa edilmiştir.
Hava Ayırma Ünitesinin 2 Ana Tesisleri
Bu hava ayırma ünitesi, soğutma için bir güçlendirici türbin genişleme mekanizması ile tamamen düşük basınçlı bir moleküler elek saflaştırma adsorpsiyonu, hava basınçlandırması, oksijen ve azot sıkıştırmasıdır ve yapılandırılmış bir paketleme kulesi ve hidrojensiz argon üretimi için tam bir damıtma işlemi benimser.
| Hava Ayırma Ünitesi Performans Parametreleri | ||||||
| İsim | Tasarım koşulu çıkışı/(m³ · h-¹) | Maksimum çalışma çıkışı/(m³ · h -¹) | Minimum çalışma çıkışı/(m³ · h -¹) | Çalışma koşulu altında maksimum sıvı oksijen üretimi/(m³ · h -¹) | saflık/% | Basınç/MPa |
| Oksijen | 60000 | 63000 | 45000 | 45000 | O₂ 99.6% | 1 |
| Sıvı oksijen | 4000 | 3300 | 3000 | 7000 | O₂ 99.6% | Depolama tankına girebilir |
| Orta basınçlı oksijen | 30000 | 30000 | 22500 | 22500 | O₂99.6% | 2.5 |
| Düşük basınçlı azot | 70000 | 70000 | 52500 | 52500 | O₂0.0005 | 0.8 |
| Orta basınçlı azot | 40000 | 40000 | 30000 | 30000 | O₂0.0005 | 2.5 |
| Sıvı azot | 2000 | 2000 | 1500 | 0 | O₂0.0005 | Depolama tankına girebilir |
| Sıvı argon | 700 | 730 | 540 | 620 | O₂0.0002/N₂0.0003 | Depolama tankına girebilir |
| Gaz argonu | 1800 | 1800 | 1350 | 1350 | O₂0.0002/N₂0.0003 | 3 |
3 Hava Ayrışma Mühendisliği Tasarım Özellikleri
3.1 Proses Akışı
1) Hava ayırma ünitesi, tam düşük basınçlı moleküler elek saflaştırma adsorpsiyonunun bir işlem akışını benimser, hava güçlendirici türbin genişleme mekanizması soğutma, tam damıtma hidrojensiz argon üretimi, ürün oksijen iç sıkıştırma, ürün azotu dış kompresyonu ve argon dahili sıkışması. Güvenilir çalışma, gelişmiş işlem, uygun çalışma, makul ekipman konfigürasyonu, güvenlik ve düşük tüketime sahiptir.
2) Hava ön soğutma sistemi, iyi çalışma esnekliğine sahip ve kuru kirli azot ve fazla azottan tam olarak yararlanan kirli azot ve azot soğutma dolaşım suyu kullanır. Hava soğutma kulesi yapısı, sis serbest suyunun moleküler elek adsorpsiyon sistemine girmesini önlemek için gerekli ve güvenilir sıvı önleyici taşkın önlemlerini benimser.
3) Moleküler elek adsorpsiyon sistemi, uzun süreli anahtarlama ile dikey aktifleştirilmiş alümina + moleküler elek çift katmanlı yapı moleküler elek adsorberini benimser. Adsorban ve anahtarlama valfinin uzun bir servis ömrü vardır, sistem anahtarlama kaybı küçüktür, yatak direnci küçüktür ve moleküler eleklerin üflenmesini ve olası üfleme işlem önlemlerini önlemek için önlemler vardır. Rejenerasyon ısıtıcısı, enerji tasarrufu sağlayan bir buhar ısıtıcısını benimser (elektrikli ısıtıcı yedektir).
4) Üst kule (düşük basınçlı kule) ve damıtma kulesinin argon kulesi, kulenin direncini azaltan ve oksijen ve argon ekstraksiyon oranlarını daha da iyileştiren yapılandırılmış paketleme kulelerini benimser.
5) Turbo Genişletici bir güçlendirici fren işlemini benimser, böylece genişletilmiş hava miktarını azaltır ve damıtma kulesinin üst kulesini sabit hale getirir.
6) Hava ayırma ünitesi tasarlanırken buharlaştırılmış argon gazının atmosferik basınçlı sıvı argon depolama tankından geri kazanılması dikkate alınır. Depolama tankındaki buharlaştırılmış argon gazı, argon kondenser geri kazanım cihazına girer ve sıvı azot ile yoğunlaştıktan sonra, sıvı argon depolama tankına sıvı argon ürünü olarak geri döner; Buharlaştırılmış azot, soğuk kapasiteyi geri kazanmak için soğuk kutu kirli azot boru hattına geri döner.
3.2 Ana ekipman tasarımı ve seçimi
1) Hava ayırma ekipmanı tam damıtma hidrojensiz argon üretim teknolojisini benimser, hidrojenasyon ve deoksijenasyon işlemini iptal eder, fabrika tasarımındaki ana oksijen üretim tesisindeki yan açıklık tesisinin düzenini büyük ölçüde basitleştirir ve bitki alanını kurtarır. Güvenilir çalışma, gelişmiş işlem, uygun çalışma, makul ekipman konfigürasyonu, güvenlik ve düşük tüketim.
2) Anahtar ekipmanların hepsi uluslararası ve yurt içinde ünlü markalardır, ana hava kompresörü Atlas'tan seçilir, hava güçlendirici Siemens'ten seçilir, azot kompresörü Atlas'tan seçilir ve oksijen güçlendirici, ekipmanın güvenilir çalışmasını sağlayan Hangyang'dan seçilir.
3) Ana hava kompresörünün motor gücü, değişken bir frekans motoru kullanılarak 2x30000 kW'dır ve diğerleri ana güç şebekesi üzerindeki etkiyi azaltmak için yumuşak bir başlangıç kullanır. Ve ekipmanın uzaktan başlatılması ve durdurma kontrolünü ve çalışma durumu izlemesini gerçekleştirebilen makine tarafı/merkezi çalışma modu benimsenmiştir.
4) Oksijen güçlendirici, teknik olarak güvenilir ve güvenli olan bir türbin oksijen kompresörü benimser.
5) Moleküler elek dikey bir yapı benimser ve boru hattı iki halkalı bir düzeni benimser. Alt halka boru hattı ile üst halka boru hattı arasındaki yükseklik farkı 18m'dir ve boru hattındaki gaz ortamının sıcaklığı ve basıncı dönüşümlü olarak değişir. Tasarım, boru hattı stres analizi yapmak için Caesarii yazılımı kullanır ve makul yay braketleri ve sabit parantez ayarlar.
6) Motorun gerektirdiği dolaşımdaki soğutma suyu, harici deşarj olmadan kapalı döngü sirkülasyon sistemini benimser. Tesis alanındaki çeşitli binaların yaşayan ve temizleme suyu, sıfır kanalizasyon deşarjı elde etmek için merkezi olarak geri kazanılır ve işlenir.
7) Cihazdaki ana soğutma ve ham argon kondenserler, hidrokarbonlar gibi tehlikeli safsızlıkların birikmesini önlemek için% 1 sıvı deşarj uygular.
8) Cihaz, cihazın en ekonomik çalışma koşullarını elde etmek için değişken koşullar altında çalışma yeteneğine sahiptir.
3.3 Otomasyon Tasarım Özellikleri
Üretim ve süreç gereksinimlerine göre, kompresör ana tesisi ve hava ayırma sisteminin, dolaşımdaki su sistemi ve harici entegre boru hattı işleminin merkezi izlemesini ve kontrolünü tamamlamak için iki 60000 m/s hava ayırma sisteminin her biri için bir DCS sistemi kurulur. Otomasyon sistemi bir operatör istasyonu, DCS ve G/Ç istasyonundan oluşur. DCS ve operatör iş istasyonları Ethernet ile bağlanır ve DCS ve G/Ç istasyonları bus ile bağlanır. G/Ç istasyonu veya DCS ile alan bileşenleri arasındaki bağlantı kontrol kabloları ile bağlanır. Operatör istasyonu, oksijen üretim kontrol odasında yoğunlaşmıştır.
3.3.1 Operatör İstasyonu
Operatör istasyonu ve saha kontrol istasyonu, aşağıdaki işlevleri elde etmek için birbirleriyle iletişim kurar:
1) Üretim işlemi parametrelerinin görüntülenmesi, akış şeması ekranı, alarm ekranı ve tarihsel eğilim eğrisi ekranı.
2) Kontrol çalışma modu seçimi: makinede manuel kontrol, HMI manuel kontrol ve otomatik kontrol.
3) Set değerini değiştirin veya kontrol ekipmanının çalışmasını insan-bilgisayar diyalogu yoluyla doğrudan çalıştırın.
4) Üretim Raporu Baskı ve Alarm Baskı, vb.
3.3.2 DCS ve G/Ç istasyonu
Saha kontrol istasyonu, proses kontrolünü gerçekleştirmek için temel ekipmandır. Üretim işlemi ile G/Ç arayüzü sağlar, proses kontrolü, veri toplama, parametre hesaplaması vb. Yapar ve daha sonra hesaplanan kontrol sinyalini G/Ç modülü aracılığıyla alan aktüatörüne çıkarır, böylece PID kontrolü, dizi kontrolü, mantıksal birbirine kontak kontrolü vb. Üretim sürecinin gerçekleştirilir. Bu projenin DC'lerinin kontrol fonksiyonları esas olarak şunları içerir: işlem sıcaklığı, basınç, akış, seviye, analiz ve diğer verilerin toplanması ve işlenmesi; sıcaklık, basınç, akış, sıvı seviyesi, direnç, vb. Hava kompresörünün birbirine geçiş kontrolü ve kürek önleme kontrolü; soğutma kulesi kontrolü; moleküler elek saflaştırmasının zamanlama kontrolü; Oksijen türbini kompresörünün kontrolünü başlatın ve durdurun; Azot kompresörünün birbirine geçiş kontrolü ve kürek önleme kontrolü, vb.; Her pompanın çalışma kontrolü.
4 Operasyon Etkisi
Ekipman stabil bir şekilde çalışır ve hava ayırma ünitesi, çalıştırıldığından beri herhangi bir arıza veya kapatma yaşamamıştır. Ekipmanın enerji tüketimi azalır ve eşdeğer birim oksijen üretim enerji tüketimi (iç sıkıştırma) 0.55 kW · h/m'dir. İşletme maliyeti azalır ve oksijen üretim tesisinin 30 kişilik sabit bir personeli vardır.
5 Sonuç
Çelik bileşimi rasyonel olarak tasarlayarak, TSR fırında azot enjeksiyonu, 20CR13N paslanmaz çelik geliştirmek için azot alaşımını yapmak üzere kullanıldı. Üretim süreci basit, düşük maliyetli, yüksek saflık ve kararlı bileşimdir. Gelişmiş 20CR13N sıcak haddelenmiş çelik şeridin tüm performans göstergeleri deneme üretiminin gereksinimlerini karşılamaktadır. Azot alaşımı yoluyla, ürünün sertleşebilirliği ve korozyon direnci önemli ölçüde geliştirilmiştir.