تم تلخيص تدفق العملية الرئيسي ومعلمات تصميم العملية وتأثير تشغيل وحدة فصل الهواء 60000M/ساعة. تم تلخيص ميزات تصميم مشروع فصل الهواء والتقنيات المتقدمة المستخدمة. بعد اكتمال المشروع ، تم تشغيل المعدات بأمان وسرعان ما وصلت إلى مؤشرات التصميم ، مما يقلل من استهلاك الطاقة وتشغيل المعدات.
الكلمات الرئيسية: وحدة فصل الهواء ؛ إنتاج الأكسجين. ميزات التصميم الأتمتة
ينتج مصنع الصلب 8.1 مليون طن من المعادن الساخنة ، و 8.5 مليون طن من الصلب الخام و 8.1 مليون طن من الفولاذ المزدوج الساخن سنويًا. تم اعتماد طريق العملية الطويل للتصنيع المعدني. تتضمن محتويات البناء الرئيسية آلات 2 500 m machines ، 2 5100 M Ironmaking Fortaces ، 4 210 t converter making making steadmops ، {1 2050 mm hot-drolled recled strice ، {1 3500 mm coil coil coil line ، { 1 800 ، 000T خط إنتاج وحدة التخليل PUSH-PULL ، 1 2030 خط الإنتاج المخلل المخلل ، وما إلى ذلك ، بالإضافة إلى دعم مرافق النقل والسكك الحديدية ، مرافق إعداد المواد الخام ، محطات الطاقة ومرافق الاستخدام الشاملة للمرافق العامة. من أجل التعاون مع إنتاج المرافق ، تم بناء وحدات فصل الهواء 2 × 60.000 م/ساعة ودعم المرافق المساعدة في نفس الوقت.
2 مرافق رئيسية لوحدة فصل الهواء
وحدة فصل الهواء هذه هي امتصاص تنقية الغربال الجزيئي منخفض الضغط بالكامل ، والضغط على الهواء ، والأكسجين ، وضغط النيتروجين في المضخة ، مع آلية توسيع التوربينات المعززة للتبريد ، وتبني برج تعبئة منظم وعملية تقطير كاملة لإنتاج الأرجون الخالي من الهيدروجين.
| معلمات أداء وحدة فصل الهواء | ||||||
| اسم | إخراج حالة التصميم/(M³ · H-¹) | إخراج التشغيل القصوى/(M³ · H-¹) | الحد الأدنى لمخرجات التشغيل/(M³ · H-¹) | الحد الأقصى لإنتاج الأكسجين السائل في ظل حالة العمل/(M³ · H-¹) | نقاء/٪ | الضغط/MPA |
| الأكسجين | 60000 | 63000 | 45000 | 45000 | O₂ 99.6% | 1 |
| الأكسجين السائل | 4000 | 3300 | 3000 | 7000 | O₂ 99.6% | يمكن أن تدخل خزان التخزين |
| الأكسجين متوسط الضغط | 30000 | 30000 | 22500 | 22500 | O₂99.6% | 2.5 |
| انخفاض الضغط النيتروجين | 70000 | 70000 | 52500 | 52500 | O₂0.0005 | 0.8 |
| النيتروجين متوسط الضغط | 40000 | 40000 | 30000 | 30000 | O₂0.0005 | 2.5 |
| النيتروجين السائل | 2000 | 2000 | 1500 | 0 | O₂0.0005 | يمكن أن تدخل خزان التخزين |
| الأرجون السائل | 700 | 730 | 540 | 620 | O₂0.0002/N₂0.0003 | يمكن أن تدخل خزان التخزين |
| غاز الأرجون | 1800 | 1800 | 1350 | 1350 | O₂0.0002/N₂0.0003 | 3 |
3 ميزات تصميم هندسة فصل الهواء
3.1 تدفق العملية
1) تعتمد وحدة فصل الهواء تدفق عملية إعلانات تنقية الغربال الجزيئي الكامل للضغط الجزيئي ، وتبريد آلية التوربينات المعززة للهواء ، وإنتاج الأرجون الخالي من الهيدروجين ، والضغط الداخلي للأكسجين ، والضغط الخارجي للمنتج ، والضغط الداخلي لأرجون. لديها تشغيل موثوق ، والعملية المتقدمة ، والتشغيل المريح ، وتكوين المعدات المعقولة ، والسلامة ، والاستهلاك المنخفض.
2) يستخدم النظام المسبق للهواء النيتروجين القذر وتبريد النيتروجين الماء المتداول ، والذي يتمتع بمرونة جيدة للتشغيل ويستفيد بالكامل من النيتروجين القذر الجاف والنيتروجين الزائد. يعتمد هيكل برج تبريد الهواء على تدابير الفيضانات الضرورية والموثوقة لمكافحة السائل لمنع دخول مياه الخالية من الضباب إلى دخول نظام امتصاص الغربال الجزيئي.
3) يتبنى نظام امتصاص الغربال الجزيئي ألومينا من ألومينا + غربال جزيئي بنية مزدوجة الطبقة الجزيئية الممتلة الجزيئية مع تبديل طويل الأجل. يتمتع صمام الامتصاص والصمام التبديل بعمر خدمة طويل ، وفقدان تبديل النظام صغير ، ومقاومة السرير صغيرة ، وهناك تدابير لمنع الغربال الجزيئي من التدابير المعالجة المحتملة. يتبنى سخان التجديد سخان بخار لتوفير الطاقة (سخان كهربائي احتياطي).
4) يتبنى البرج العلوي (برج الضغط المنخفض) وبرج الأرجون لبرج التقطير أبراج التعبئة المهيكلة ، مما يقلل من مقاومة البرج ويحسن معدلات استخراج الأكسجين والأرجون.
5) يتبنى موسع التوربو عملية فرامل معززة ، مما يقلل من كمية الهواء الموسع وجعل البرج العلوي لبرج التقطير مستقر.
6) يعتبر استرداد غاز الأرجون البخاري من خزان تخزين الأرجون في الغلاف الجوي عند تصميم وحدة فصل الهواء. يدخل غاز الأرجون البخاري في خزان التخزين جهاز استرداد Argon Contenser ، وبعد تكثيفه بواسطة النيتروجين السائل ، يعود إلى خزان تخزين الأرجون السائل كمنتج سائل الأرجون ؛ يعود النيتروجين المتبخر إلى خط أنابيب النيتروجين القذر في المربع البارد لاستعادة السعة الباردة.
3.2 تصميم واختيار المعدات الرئيسية
1) تعتمد معدات فصل الهواء على تقنية إنتاج الأرجون الخالية من الهيدروجين الكاملة ، وتلغي عملية الهدرجة وإزالة الأكسجين ، وتبسيط إلى حد كبير تخطيط مصنع الممتد الجانبي في مصنع إنتاج الأكسجين الرئيسي في تصميم المصنع ، ويحفظ منطقة النبات. تشغيل موثوق ، والعملية المتقدمة ، والتشغيل المريح ، وتكوين المعدات المعقولة ، والسلامة ، والاستهلاك المنخفض.
2) المعدات الرئيسية كلها ماركات شهيرة عالميًا ومحليًا ، يتم اختيار ضاغط الهواء الرئيسي من أطلس ، ويتم اختيار الداعم للهواء من سيمنينز ، ويتم اختيار ضاغط النيتروجين من أطلس ، ويتم اختيار تعزيز الأكسجين من هانغويانغ ، مما يضمن التشغيل الموثوق للمعدات.
3) الطاقة المحرك لضاغط الهواء الرئيسي هي 2 × 30000 كيلو وات ، باستخدام محرك تردد متغير ، والآخرون يستخدمون بداية ناعمة لتقليل التأثير على شبكة الطاقة الرئيسية. ويتم اعتماد وضع التشغيل من جانب الماكينة/مركزي على التوالي ، والذي يمكن أن يدرك البدء عن بُعد وتوقف التحكم في المعدات ومراقبة حالة التشغيل.
4) يعتمد داعم الأكسجين ضاغط الأكسجين التوربيني ، والذي يمكن الاعتماد عليه تقنيًا وآمنًا.
5) يعتمد الغربال الجزيئي ببنية رأسية ، ويعتمد خط الأنابيب تخطيطًا ثنائي الحلقات. يبلغ فرق الارتفاع بين خط أنابيب الحلقة السفلي وخط أنابيب الحلقة العليا 18 مترًا ، وتتغير درجة حرارة وضغط وسط الغاز في خط الأنابيب بالتناوب. يستخدم التصميم برنامج Caesarii لإجراء تحليل إجهاد خطوط الأنابيب ، ووضع أقواس ربيع معقولة وأقواس ثابتة.
6) تعتمد مياه التبريد المتداولة التي يتطلبها المحرك نظام الدورة التدريبية المغلق دون تفريغ خارجي. يتم استرداد مياه المعيشة والتنظيف في مختلف المباني في منطقة المصنع ومعالجتها لتحقيق تصريف مياه الصرف الصحي.
7) تنفذ المكثفات الرئيسية للتبريد والأرجون الخام في الجهاز 1 ٪ من تصريف سائل لمنع تراكم الشوائب الخطرة مثل الهيدروكربونات.
8) يتمتع الجهاز بالقدرة على العمل في ظل ظروف متغيرة لتحقيق أكثر ظروف التشغيل الاقتصادية للجهاز.
3.3 ميزات تصميم الأتمتة
وفقًا لمتطلبات الإنتاج والعملية ، يتم إنشاء نظام DCS لكل من نظام فصل الهواء 60000 م/ساعة لإكمال المراقبة المركزية والتحكم في نظام الفصل الرئيسي للضاغط والهواء ، ونظام المياه المتداول وعملية خط الأنابيب المتكاملة الخارجية. يتكون نظام الأتمتة من محطة المشغل ، DCS و I/O Station2. ترتبط Ethernet بمحطات عمل DCS ومحطات DCS و I/O بواسطة الحافلة. يتم توصيل العلاقة بين محطة I/O أو DC ومكونات الحقل بواسطة كابلات التحكم. تتركز محطة المشغل في غرفة التحكم في إنتاج الأكسجين.
3.3.1 محطة المشغل
تتواصل محطة المشغل ومحطة التحكم الميدانية مع بعضها البعض لتحقيق الوظائف التالية:
1) عرض معلمات عملية الإنتاج ، وشاشة مخطط التدفق ، وشاشة الإنذار ، وشاشة منحنى الاتجاه التاريخي.
2) اختيار التحكم في تشغيل التحكم: التحكم اليدوي في الجهاز ، والتحكم اليدوي HMI ، والتحكم التلقائي.
3) تعديل القيمة المحددة أو تشغيل تشغيل معدات التحكم مباشرة من خلال حوار الحاسوب البشري.
4) طباعة تقرير الإنتاج وطباعة الإنذار ، إلخ.
3.3.2 DCS و I/O Station
محطة التحكم الميدانية هي المعدات الأساسية لتحقيق التحكم في العملية. يوفر واجهة الإدخال/الإخراج عملية الإنتاج ، ويؤدي التحكم في العملية ، وجمع البيانات ، وحساب المعلمات ، وما إلى ذلك ، ثم يخرج إشارة التحكم المحسوبة إلى مشغل الحقل من خلال وحدة الإدخال/الإخراج ، وبالتالي تحقيق التحكم في PID ، والتحكم في التسلسل ، والتحكم المتشابك المنطقي ، وما إلى ذلك. لعملية الإنتاج. تشمل وظائف التحكم في DCs لهذا المشروع بشكل أساسي: جمع ومعالجة درجة حرارة العملية والضغط والتدفق والمستوى والتحليل والبيانات الأخرى ؛ التحكم في درجة الحرارة والضغط والتدفق والمستوى السائل والمقاومة وما إلى ذلك ؛ التحكم المتشابك والتحكم المضاد للفرقة في ضاغط الهواء ؛ التحكم في برج التبريد. توقيت التحكم في تنقية الغربال الجزيئي. بدء وتوقف التحكم في ضاغط التوربينات الأكسجين ؛ التحكم المتشابك والتحكم المضاد للفرقة في ضاغط النيتروجين ، إلخ ؛ التحكم في تشغيل كل مضخة.
4 تأثير التشغيل
تعمل الجهاز بشكل ثابت ، ولم تواجه وحدة فصل الهواء أي فشل أو إيقاف لأنه تم تشغيله. يتم تقليل استهلاك الطاقة للمعدات ، ويبلغ استهلاك الطاقة المكافئ للأكسجين (الضغط الداخلي) 0.55 كيلوواط · ساعة/م. يتم تقليل تكلفة التشغيل ، ويضم مصنع إنتاج الأكسجين موظفين ثابتين من 30 شخصًا.
5 الخاتمة
من خلال تصميم تكوين الصلب بعقلانية ، تم استخدام حقن النيتروجين في فرن TSR لتنفيذ سبائك النيتروجين لتطوير الفولاذ المقاوم للصدأ 20CR13N. عملية الإنتاج بسيطة ، منخفضة التكلفة ، نقاء عالية وتكوين مستقر. جميع مؤشرات الأداء من شريط الصلب الساخن المتقدمة 20CR13N تلبي متطلبات الإنتاج التجريبي. من خلال سبائك النيتروجين ، يتم تحسين قابلية الصلابة ومقاومة التآكل للمنتج بشكل كبير.