Con la rápida expansión de la escala de producción de la empresa en los últimos años, el consumo de oxígeno para la fabricación de acero ha seguido aumentando, y los requisitos de fiabilidad y economía del suministro de oxígeno son cada vez más exigentes. Existen dos conjuntos de sistemas de producción de oxígeno a pequeña escala en el taller de producción de oxígeno, con una producción máxima de tan solo 800 m³/h, lo que dificulta satisfacer la demanda de oxígeno en el pico de la fabricación de acero. Con frecuencia, se producen niveles de presión y flujo de oxígeno insuficientes. Durante el intervalo entre la fabricación de acero, se puede extraer una gran cantidad de oxígeno, lo que no solo no se adapta al modo de producción actual, sino que también genera un alto coste de consumo de oxígeno e incumple los requisitos de ahorro de energía, reducción del consumo, reducción de costes y aumento de la eficiencia. Por lo tanto, es necesario mejorar el sistema de generación de oxígeno existente.
El suministro de oxígeno líquido consiste en transformar el oxígeno líquido almacenado en oxígeno tras la presurización y la vaporización. En condiciones estándar, 1 m³ de oxígeno líquido puede vaporizarse en 800 m³ de oxígeno. Como nuevo proceso de suministro de oxígeno, en comparación con el sistema de producción de oxígeno existente en el taller, presenta las siguientes ventajas evidentes:
1. El sistema se puede iniciar y detener en cualquier momento, lo que es adecuado para el modo de producción actual de la empresa.
2. El suministro de oxígeno del sistema se puede ajustar en tiempo real según la demanda, con un flujo suficiente y una presión estable.
3. El sistema tiene las ventajas de un proceso simple, pequeñas pérdidas, operación y mantenimiento convenientes y bajo costo de producción de oxígeno.
4. La pureza del oxígeno puede alcanzar más del 99%, lo que favorece la reducción de la cantidad de oxígeno.
Proceso y composición del sistema de suministro de oxígeno líquido
El sistema suministra oxígeno principalmente para la fabricación de acero en la acería y para el corte con gas en la forja. Este último consume menos oxígeno y puede prescindirse. Los principales equipos de consumo de oxígeno de la acería son dos hornos de arco eléctrico y dos hornos de refinación, que utilizan oxígeno de forma intermitente. Según las estadísticas, durante el pico de producción de acero, el consumo máximo de oxígeno es ≥ 2000 m³/h, y la duración del consumo máximo de oxígeno y la presión dinámica de oxígeno frente al horno deben ser ≥ 2000 m³/h.
Para la selección del tipo de sistema, se deben determinar los dos parámetros clave: la capacidad de oxígeno líquido y el suministro máximo de oxígeno por hora. Considerando la racionalidad, la economía, la estabilidad y la seguridad, la capacidad de oxígeno líquido del sistema se establece en 50 m³ y el suministro máximo de oxígeno en 3000 m³/h. Por lo tanto, se diseña el proceso y la composición del sistema en su totalidad, y posteriormente se optimiza aprovechando al máximo el equipo original.
1. Tanque de almacenamiento de oxígeno líquido
El tanque de almacenamiento de oxígeno líquido almacena oxígeno líquido a - 183°CY es la fuente de gas de todo el sistema. La estructura adopta un aislamiento vertical de polvo al vacío de doble capa, con una superficie reducida y un buen rendimiento de aislamiento. La presión de diseño del tanque de almacenamiento es de 50 m³, con una presión de trabajo normal y un nivel de líquido de trabajo de 10 a 40 m³. El puerto de llenado de líquido en la parte inferior del tanque de almacenamiento está diseñado según el estándar de llenado a bordo, y el oxígeno líquido se carga mediante un camión cisterna externo.
2. Bomba de oxígeno líquido
La bomba de oxígeno líquido presuriza el oxígeno líquido en el tanque de almacenamiento y lo envía al carburador. Es la única unidad de potencia del sistema. Para garantizar el funcionamiento confiable del sistema y poder arrancar y parar en cualquier momento, se configuran dos bombas de oxígeno líquido idénticas: una para uso y otra para reserva.La bomba de oxígeno líquido utiliza una bomba criogénica de pistón horizontal para adaptarse a condiciones de trabajo de bajo caudal y alta presión, con un caudal de trabajo de 2000-4000 L/h y una presión de salida de 2000-4000 L/h. La frecuencia de trabajo de la bomba se puede configurar en tiempo real según la demanda de oxígeno, y el suministro de oxígeno del sistema se puede ajustar ajustando la presión y el caudal en la salida de la bomba.
3. Vaporizador
El vaporizador utiliza un vaporizador de baño de aire, también conocido como vaporizador de temperatura ambiente, con una estructura tubular con aletas en estrella. El oxígeno líquido se vaporiza a oxígeno a temperatura ambiente mediante el calentamiento por convección natural del aire. El sistema está equipado con dos vaporizadores. Normalmente, se utiliza uno. Cuando la temperatura es baja y la capacidad de vaporización de un solo vaporizador es insuficiente, se pueden intercambiar o utilizar ambos simultáneamente para garantizar un suministro de oxígeno suficiente.
4. Tanque de almacenamiento de aire
El tanque de almacenamiento de aire almacena oxígeno vaporizado como dispositivo de almacenamiento y amortiguación del sistema, lo que complementa el suministro instantáneo de oxígeno y equilibra la presión del sistema para evitar fluctuaciones e impactos. El sistema comparte un conjunto de tanque de almacenamiento de gas y una tubería principal de suministro de oxígeno con el sistema de generación de oxígeno de reserva, aprovechando al máximo el equipo original. La presión y la capacidad máximas de almacenamiento de gas del tanque de almacenamiento de gas son de 250 m³. Para aumentar el caudal de suministro de aire, el diámetro de la tubería principal de suministro de oxígeno, que va del carburador al tanque de almacenamiento de aire, se modificó de DN65 a DN100 para garantizar una capacidad suficiente de suministro de oxígeno al sistema.
5. Dispositivo regulador de presión
El sistema cuenta con dos conjuntos de dispositivos reguladores de presión. El primero es el del tanque de almacenamiento de oxígeno líquido. Una pequeña parte del oxígeno líquido se vaporiza mediante un pequeño carburador en la parte inferior del tanque y entra en la fase gaseosa a través de la parte superior. La tubería de retorno de la bomba de oxígeno líquido también devuelve una parte de la mezcla gas-líquido al tanque de almacenamiento, ajustando así la presión de trabajo del tanque y mejorando el entorno de salida del líquido. El segundo conjunto es el regulador de presión del suministro de oxígeno, que utiliza la válvula reguladora de presión en la salida de aire del tanque de almacenamiento de gas original para ajustar la presión en la tubería principal de suministro de oxígeno según la presión de oxígeno.en demanda.
6.Dispositivo de seguridad
El sistema de suministro de oxígeno líquido está equipado con múltiples dispositivos de seguridad. El tanque de almacenamiento cuenta con indicadores de presión y nivel de líquido, y la tubería de salida de la bomba de oxígeno líquido también cuenta con indicadores de presión para que el operador pueda supervisar el estado del sistema en cualquier momento. La tubería intermedia, que va del carburador al tanque de almacenamiento de aire, cuenta con sensores de temperatura y presión que retroalimentan las señales de presión y temperatura del sistema y participan en su control. Cuando la temperatura del oxígeno es demasiado baja o la presión demasiado alta, el sistema se detiene automáticamente para evitar accidentes causados por baja temperatura y sobrepresión. Cada tubería del sistema está equipada con válvulas de seguridad, válvulas de ventilación y válvulas de retención, entre otras, lo que garantiza su funcionamiento seguro y fiable.
Operación y mantenimiento del sistema de suministro de oxígeno líquido
Como sistema de baja presión y temperatura, el sistema de suministro de oxígeno líquido requiere estrictos procedimientos de operación y mantenimiento. El mal funcionamiento y el mantenimiento inadecuado pueden provocar accidentes graves. Por lo tanto, se debe prestar especial atención al uso y mantenimiento seguros del sistema.
El personal de operación y mantenimiento del sistema solo puede asumir el cargo tras recibir capacitación especial. Debe dominar la composición y las características del sistema, estar familiarizado con el funcionamiento de sus diferentes componentes y las normas de seguridad.
Los tanques de almacenamiento de oxígeno líquido, los vaporizadores y los tanques de almacenamiento de gas son recipientes a presión que solo pueden utilizarse tras obtener el certificado de uso de equipo especial de la oficina local de tecnología y supervisión de calidad. El manómetro y la válvula de seguridad del sistema deben someterse a inspección periódica, al igual que la válvula de cierre y el indicador de la tubería, que deben inspeccionarse periódicamente para comprobar su sensibilidad y fiabilidad.
El rendimiento del aislamiento térmico del tanque de almacenamiento de oxígeno líquido depende del grado de vacío de la capa intermedia entre los cilindros interior y exterior. Una vez que se alcanza el grado de vacío, el oxígeno líquido asciende y se expande rápidamente. Por lo tanto, si el grado de vacío no se alcanza o no es necesario rellenar con arena perlítica para volver a vaciar, está estrictamente prohibido desmontar la válvula de vacío del tanque. Durante el uso, el rendimiento de vacío del tanque de almacenamiento de oxígeno líquido se puede estimar observando la volatilización del oxígeno líquido.
Durante el uso del sistema, se establecerá un sistema de inspección de patrullaje regular para monitorear y registrar la presión, el nivel de líquido, la temperatura y otros parámetros clave del sistema en tiempo real, comprender la tendencia de cambio del sistema y notificar oportunamente a los técnicos profesionales para abordar problemas anormales.
Hora de publicación: 02-dic-2021
