液体酸素供給システムの応用

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近年の当社の生産規模の急速な拡大に伴い、製鋼における酸素消費量は増加し続けており、酸素供給の信頼性と経済性に対する要求はますます高まっています。酸素製造工場には2組の小型酸素製造システムがありますが、最大酸素生産量はわずか800 m3/hであり、製鋼ピーク時の酸素需要を満たすことは困難です。酸素圧力と流量が不足することが頻繁に発生しています。製鋼の合間には大量の酸素が消費されるだけで、これは現在の生産方式に適応していないだけでなく、酸素消費コストが高くなり、省エネルギー、消費量削減、コスト削減、効率向上の要求を満たしていません。したがって、既存の酸素製造システムを改善する必要があります。

液体酸素供給とは、貯蔵された液体酸素を加圧・気化させて酸素に変換するプロセスです。標準状態では、1 m³の液体酸素を800 m³の酸素に気化させることができます。新しい酸素供給プロセスとして、酸素製造工場における既存の酸素製造システムと比較して、以下のような明らかな利点があります。

1. システムはいつでも起動・停止できるため、当社の現在の生産方式に適しています。

2. システムの酸素供給は、需要に応じてリアルタイムで調整でき、十分な流量と安定した圧力を確保できます。

3. このシステムは、プロセスがシンプルで、損失が少なく、操作とメンテナンスが容易で、酸素製造コストが低いという利点があります。

4. 酸素の純度は99%以上に達することができ、酸素量の削減に役立ちます。

液体酸素供給システムのプロセスと構成

このシステムは主に製鉄会社での製鋼用酸素と鍛造会社でのガス切断用酸素を供給します。後者は酸素消費量が少ないため無視できます。製鉄会社の主な酸素消費設備は、断続的に酸素を使用する2基の電気アーク炉と2基の精錬炉です。統計によると、製鋼のピーク時には、最大酸素消費量は2000 m³/h以上、最大酸素消費量の継続時間、および炉前の動的酸素圧力は2000 m³/h以上である必要があります。

システムの種類を選定するために、液体酸素容量と1時間あたりの最大酸素供給量という2つの重要なパラメータを決定する必要があります。合理性、経済性、安定性、安全性を総合的に考慮した上で、システムの液体酸素容量は50 m³、最大酸素供給量は3000 m³/hと決定しました。したがって、システム全体のプロセスと構成を設計し、既存設備を最大限に活用することを前提としてシステムを最適化しました。

1. 液体酸素貯蔵タンク

液体酸素貯蔵タンクは、-183℃で液体酸素を貯蔵する。Cそして、システム全体のガス源となります。構造は垂直二重層真空粉体断熱方式を採用しており、床面積が小さく、断熱性能に優れています。貯蔵タンクの設計圧力は、有効容積50m³、通常使用圧力は-、使用液面は10m³~40m³です。貯蔵タンク底部の液体充填口は、車載充填基準に従って設計されており、液体酸素は外部タンクローリーによって充填されます。

2. 液体酸素ポンプ

液体酸素ポンプは、貯蔵タンク内の液体酸素を加圧し、キャブレターに送ります。これはシステム内で唯一の動力源です。システムの信頼性の高い動作を確保し、いつでも起動・停止できるニーズに対応するため、同一の液体酸素ポンプが2台設置されており、1台は使用用、もう1台は待機用となっています。液体酸素ポンプは、小流量高圧の運転条件に対応するため、横型ピストン式極低温ポンプを採用しており、運転流量は2000~4000 L/h、吐出圧力は一定です。ポンプの運転周波数は酸素需要に応じてリアルタイムで設定でき、ポンプ出口の圧力と流量を調整することでシステムの酸素供給量を調整できます。

3. 気化器

この気化器は、空気浴式気化器(空気温度式気化器とも呼ばれる)を採用しており、星形フィン付きチューブ構造となっています。液体酸素は、空気の自然対流加熱によって常温酸素に気化されます。本システムには2つの気化器が搭載されています。通常は1つの気化器を使用しますが、温度が低く、1つの気化器の気化能力が不十分な場合は、2つの気化器を切り替えて使用したり、同時に使用したりすることで、十分な酸素供給を確保できます。

4. 空気貯蔵タンク

空気貯蔵タンクは、システムの貯蔵および緩衝装置として気化酸素を貯蔵し、瞬​​間的な酸素供給を補い、システムの圧力をバランスさせて変動や衝撃を回避することができます。このシステムは、予備の酸素発生システムとガス貯蔵タンクおよび主酸素供給配管を共有しており、既存の設備を最大限に活用しています。ガス貯蔵タンクの最大ガス貯蔵圧力および最大ガス貯蔵容量は250 m³です。空気供給流量を増やすため、キャブレターから空気貯蔵タンクまでの主酸素供給配管の直径をDN65からDN100に変更し、システムの十分な酸素供給能力を確保しています。

5. 圧力調整装置

システムには2組の圧力調整装置が設置されています。1組目は液体酸素貯蔵タンクの圧力調整装置です。貯蔵タンク底部にある小型キャブレターで少量の液体酸素が気化され、貯蔵タンク上部から貯蔵タンク内の気相部分に入ります。液体酸素ポンプの戻り配管からも気液混合物の一部が貯蔵タンクに戻され、貯蔵タンクの作動圧力を調整し、液体出口環境を改善します。2組目は酸素供給圧力調整装置で、元のガス貯蔵タンクの空気出口にある圧力調整弁を使用して、酸素濃度に応じて主酸素供給配管内の圧力を調整します。需要.

6.安全装置

液体酸素供給システムには、複数の安全装置が装備されています。貯蔵タンクには圧力計と液面計が、液体酸素ポンプの吐出配管には圧力計が装備されており、オペレーターはいつでもシステムの状態を監視できます。キャブレターから空気貯蔵タンクまでの中間配管には温度センサーと圧力センサーが設置されており、システムの圧力と温度信号をフィードバックしてシステム制御に参加します。酸素温度が低すぎる場合や圧力が高すぎる場合は、システムは自動的に停止し、低温や過圧による事故を防ぎます。システムの各配管には安全弁、ベント弁、逆止弁などが装備されており、システムの安全かつ信頼性の高い動作を効果的に保証します。

液体酸素供給システムの運用と保守

低温高圧システムである液体酸素供給システムは、厳格な操作および保守手順が定められています。操作ミスや不適切な保守は重大な事故につながる可能性があります。したがって、システムの安全な使用と保守には特に注意を払う必要があります。

システムの運用・保守担当者は、特別な研修を受けた後にのみその職務に就くことができる。担当者は、システムの構成と特性を熟知し、システムの各部分の操作方法と安全操作規則に精通していなければならない。

液体酸素貯蔵タンク、気化器、ガス貯蔵タンクは圧力容器であり、地方技術品質監督局から特別設備使用許可証を取得した後でなければ使用できません。システム内の圧力計と安全弁は定期的に検査を受けなければならず、配管上の遮断弁と指示計器は感度と信頼性について定期的に検査を受ける必要があります。

液体酸素貯蔵タンクの断熱性能は、タンクの内筒と外筒の間の層間真空度に依存します。真空度が損なわれると、液体酸素は急速に上昇・膨張します。したがって、真空度が損なわれていない場合、または再度真空にするためにパーライト砂を充填する必要がない場合は、貯蔵タンクの真空弁を分解することは厳禁です。使用中は、液体酸素の揮発量を観察することで、液体酸素貯蔵タンクの真空性能を推定できます。

システムの使用中は、定期的な巡回点検システムを確立し、システムの圧力、液面、温度などの主要パラメータをリアルタイムで監視および記録し、システムの変化傾向を把握し、異常な問題に対処するために専門技術者に速やかに通知するものとする。


投稿日時:2021年12月2日