Com a rápida expansão da escala de produção da empresa nos últimos anos, o consumo de oxigênio para a siderurgia continua a aumentar, e os requisitos para a confiabilidade e economia do fornecimento de oxigênio são cada vez maiores. Existem dois conjuntos de sistemas de produção de oxigênio em pequena escala na oficina de produção de oxigênio, a produção máxima de oxigênio é de apenas 800 m³/h, o que é difícil de atender à demanda de oxigênio no pico da siderurgia. Pressão e fluxo de oxigênio insuficientes ocorrem frequentemente. Durante o intervalo da siderurgia, uma grande quantidade de oxigênio só pode ser esvaziada, o que não só não se adapta ao modo de produção atual, mas também causa alto custo de consumo de oxigênio, e não atende aos requisitos de conservação de energia, redução de consumo, redução de custos e aumento de eficiência, portanto, o sistema de geração de oxigênio existente precisa ser aprimorado.
O fornecimento de oxigênio líquido consiste na transformação do oxigênio líquido armazenado em oxigênio após pressurização e vaporização. Em condições normais, 1 m³ de oxigênio líquido pode ser vaporizado em 800 m³ de oxigênio. Como um novo processo de fornecimento de oxigênio, em comparação com o sistema de produção de oxigênio existente na oficina de produção de oxigênio, apresenta as seguintes vantagens óbvias:
1. O sistema pode ser iniciado e parado a qualquer momento, o que é adequado ao modo de produção atual da empresa.
2. O fornecimento de oxigênio do sistema pode ser ajustado em tempo real de acordo com a demanda, com fluxo suficiente e pressão estável.
3. O sistema tem as vantagens de processo simples, pequena perda, operação e manutenção convenientes e baixo custo de produção de oxigênio.
4. A pureza do oxigênio pode chegar a mais de 99%, o que é propício para reduzir a quantidade de oxigênio.
Processo e composição do sistema de fornecimento de oxigênio líquido
O sistema fornece principalmente oxigênio para a siderurgia em siderúrgicas e oxigênio para corte a gás em forjarias. Este último utiliza menos oxigênio e pode ser ignorado. Os principais equipamentos de consumo de oxigênio da siderúrgica são dois fornos elétricos a arco e dois fornos de refino, que utilizam oxigênio intermitentemente. Segundo as estatísticas, durante o pico da siderurgia, o consumo máximo de oxigênio é ≥ 2.000 m³/h, a duração do consumo máximo de oxigênio e a pressão dinâmica de oxigênio na frente do forno devem ser ≥ 2.000 m³/h.
Os dois parâmetros principais, capacidade de oxigênio líquido e suprimento máximo de oxigênio por hora, devem ser determinados para a seleção do tipo de sistema. Com base em considerações abrangentes de racionalidade, economia, estabilidade e segurança, a capacidade de oxigênio líquido do sistema é determinada em 50 m³ e o suprimento máximo de oxigênio é de 3.000 m³/h. Portanto, o processo e a composição de todo o sistema são projetados, e o sistema é otimizado com base no uso total do equipamento original.
1. Tanque de armazenamento de oxigênio líquido
O tanque de armazenamento de oxigênio líquido armazena oxigênio líquido a - 183°Ce é a fonte de gás de todo o sistema. A estrutura adota o formato de isolamento a vácuo de pó de camada dupla vertical, com pequena área de piso e bom desempenho de isolamento. A pressão de projeto do tanque de armazenamento, volume efetivo de 50 m³, pressão normal de trabalho e nível de líquido de trabalho de 10 m³ a 40 m³. A porta de enchimento de líquido na parte inferior do tanque de armazenamento é projetada de acordo com o padrão de enchimento de bordo, e o oxigênio líquido é abastecido pelo caminhão-tanque externo.
2. Bomba de oxigênio líquido
A bomba de oxigênio líquido pressuriza o oxigênio líquido no tanque de armazenamento e o envia ao carburador. É a única unidade de potência do sistema. Para garantir a operação confiável do sistema e atender às necessidades de partida e parada a qualquer momento, duas bombas de oxigênio líquido idênticas são configuradas, uma para uso e outra para reserva.. A bomba de oxigênio líquido adota uma bomba criogênica de pistão horizontal para se adaptar às condições de trabalho de pequeno fluxo e alta pressão, com fluxo de trabalho de 2000-4000 L/h e pressão de saída. A frequência de trabalho da bomba pode ser definida em tempo real de acordo com a demanda de oxigênio, e o suprimento de oxigênio do sistema pode ser ajustado ajustando a pressão e o fluxo na saída da bomba.
3. Vaporizador
O vaporizador utiliza um vaporizador de banho de ar, também conhecido como vaporizador de temperatura do ar, que possui uma estrutura tubular com aletas em forma de estrela. O oxigênio líquido é vaporizado em oxigênio à temperatura normal por meio do aquecimento natural do ar por convecção. O sistema é equipado com dois vaporizadores. Normalmente, apenas um vaporizador é utilizado. Quando a temperatura estiver baixa e a capacidade de vaporização de um único vaporizador for insuficiente, os dois vaporizadores podem ser alternados ou utilizados simultaneamente para garantir o fornecimento de oxigênio suficiente.
4. Tanque de armazenamento de ar
O tanque de armazenamento de ar armazena oxigênio vaporizado como um dispositivo de armazenamento e buffer do sistema, que pode complementar o suprimento instantâneo de oxigênio e equilibrar a pressão do sistema para evitar flutuações e impactos. O sistema compartilha um conjunto de tanque de armazenamento de gás e tubulação principal de suprimento de oxigênio com o sistema de geração de oxigênio em espera, fazendo pleno uso do equipamento original. A pressão máxima de armazenamento de gás e a capacidade máxima de armazenamento de gás do tanque de armazenamento de gás são de 250 m³. Para aumentar o fluxo de suprimento de ar, o diâmetro da tubulação principal de suprimento de oxigênio do carburador para o tanque de armazenamento de ar foi alterado de DN65 para DN100 para garantir capacidade suficiente de suprimento de oxigênio do sistema.
5. Dispositivo regulador de pressão
O sistema possui dois conjuntos de dispositivos reguladores de pressão. O primeiro conjunto é o dispositivo regulador de pressão do tanque de armazenamento de oxigênio líquido. Uma pequena parte do oxigênio líquido é vaporizada por um pequeno carburador na parte inferior do tanque de armazenamento e entra na fase gasosa através da parte superior do tanque. A tubulação de retorno da bomba de oxigênio líquido também retorna parte da mistura gás-líquido para o tanque de armazenamento, ajustando a pressão de trabalho do tanque e melhorando o ambiente de saída do líquido. O segundo conjunto é o dispositivo regulador de pressão de suprimento de oxigênio, que utiliza a válvula reguladora de pressão na saída de ar do tanque de armazenamento de gás original para ajustar a pressão na tubulação principal de suprimento de oxigênio de acordo com a pressão de oxigênio.em demanda.
6.Dispositivo de segurança
O sistema de suprimento de oxigênio líquido é equipado com múltiplos dispositivos de segurança. O tanque de armazenamento é equipado com indicadores de pressão e nível de líquido, e a tubulação de saída da bomba de oxigênio líquido é equipada com indicadores de pressão para facilitar o monitoramento do status do sistema pelo operador a qualquer momento. Sensores de temperatura e pressão são instalados na tubulação intermediária, do carburador ao tanque de armazenamento de ar, que podem realimentar os sinais de pressão e temperatura do sistema e participar do controle do sistema. Quando a temperatura do oxigênio estiver muito baixa ou a pressão estiver muito alta, o sistema parará automaticamente para evitar acidentes causados por baixa temperatura e sobrepressão. Cada tubulação do sistema é equipada com válvula de segurança, válvula de ventilação, válvula de retenção, etc., o que garante efetivamente a operação segura e confiável do sistema.
Operação e Manutenção do Sistema de Fornecimento de Oxigênio Líquido
Por ser um sistema de pressão de baixa temperatura, o sistema de suprimento de oxigênio líquido possui procedimentos rigorosos de operação e manutenção. A operação incorreta e a manutenção inadequada podem levar a acidentes graves. Portanto, atenção especial deve ser dada ao uso e à manutenção seguros do sistema.
O pessoal de operação e manutenção do sistema somente poderá assumir o cargo após treinamento específico. Deve dominar a composição e as características do sistema, estar familiarizado com a operação de suas diversas partes e com as normas de segurança operacional.
Tanques de armazenamento de oxigênio líquido, vaporizadores e tanques de armazenamento de gás são vasos de pressão que só podem ser utilizados após a obtenção do certificado de uso de equipamento especial do departamento local de tecnologia e supervisão de qualidade. O manômetro e a válvula de segurança do sistema devem ser submetidos a inspeções regulares, e a válvula de retenção e o instrumento indicador na tubulação devem ser inspecionados regularmente quanto à sensibilidade e confiabilidade.
O desempenho do isolamento térmico do tanque de armazenamento de oxigênio líquido depende do grau de vácuo da camada intermediária entre os cilindros interno e externo do tanque de armazenamento. Uma vez que o grau de vácuo seja danificado, o oxigênio líquido subirá e se expandirá rapidamente. Portanto, quando o grau de vácuo não estiver danificado ou não for necessário preencher novamente com areia perlita para aspirar, é estritamente proibido desmontar a válvula de vácuo do tanque de armazenamento. Durante o uso, o desempenho do vácuo do tanque de armazenamento de oxigênio líquido pode ser estimado observando a quantidade de volatilização do oxigênio líquido.
Durante o uso do sistema, um sistema de inspeção de patrulha regular deve ser estabelecido para monitorar e registrar a pressão, o nível do líquido, a temperatura e outros parâmetros importantes do sistema em tempo real, entender a tendência de mudança do sistema e notificar oportunamente os técnicos profissionais para lidar com problemas anormais.
Data de publicação: 02/12/2021
