液氧供氣系統(tǒng)的應(yīng)用

1、液氧供氣系統(tǒng)的應(yīng)用液氧供氣系統(tǒng)的應(yīng)用作者：李萌、李朋飛摘要：論述了制氧車間新建液氧供氣系統(tǒng)必要性和液氧供氣工藝的優(yōu) 點，介紹了液氧供氣系統(tǒng)的選型、 流程和組成， 從滿足用氧需求出發(fā)， 合理優(yōu)化系統(tǒng)的配置和流程， 使該系統(tǒng)成功應(yīng)用， 替代了原制氧系統(tǒng)， 達(dá)到了節(jié)能降耗的目的，并介紹了系統(tǒng)的使用維護(hù)要點。關(guān)鍵詞：液氧供氣系統(tǒng)；節(jié)能降耗；使用維護(hù)；一、引言隨著近年來公司生產(chǎn)規(guī)模的迅速擴大， 煉鋼用氧量持續(xù)增加， 對 氧氣供應(yīng)的可靠性、 經(jīng)濟性要求越來越高。 制氧車間現(xiàn)有兩套小型制 氧系統(tǒng)，最大產(chǎn)氧量僅為 800 m3/h ，難以滿足煉鋼高峰時的用氧需求， 氧氣壓力流量不足的情況時常發(fā)生， 而煉鋼間歇

2、期間， 大量氧氣又只 能排空處理， 既不適應(yīng)當(dāng)前的生產(chǎn)模式， 又造成用氧成本很高， 不符 合節(jié)能降耗、降本增效的要求，因此，需要改進(jìn)現(xiàn)有的制氧系統(tǒng)。液氧供氣是將儲存的液態(tài)氧經(jīng)過增壓汽化后變?yōu)檠鯕馐褂茫?標(biāo)準(zhǔn) 狀態(tài)下，1 m液氧可汽化為800 vm氧氣。作為一種新的氧氣供應(yīng)工藝， 與制氧車間現(xiàn)有制氧系統(tǒng)相比，具有以下明顯優(yōu)點：1、系統(tǒng)可隨時啟動和停止，適合公司目前的生產(chǎn)模式。2、系統(tǒng)供氧量可根據(jù)需求實時調(diào)整，流量充足，壓力穩(wěn)定。3、系統(tǒng)流程簡單，損耗小，操作維護(hù)方便，制氧成本低。4、氧氣純度可達(dá) 99%以上，有利于降低氧氣用量。 因此公司決定在制氧車間新建一套液氧供氣系統(tǒng)作為主供氧系 統(tǒng)，將現(xiàn)有

3、制氧系統(tǒng)作為備用系統(tǒng)。二、液氧供氣系統(tǒng)的選型、流程和組成該系統(tǒng)主要供應(yīng)煉鋼公司煉鋼用氧和鍛壓公司氣割用氧， 后者用 氧量較少，可以忽略不計。 煉鋼公司主要用氧設(shè)備為兩臺電弧爐和兩 臺精煉爐，間斷用氧，經(jīng)統(tǒng)計，煉鋼高峰時，最大用氧量2000 vm/h , 最大用氧量持續(xù)時間1.5h，要求爐前氧氣動態(tài)壓力I.OMpa。系統(tǒng)的選型應(yīng)確定液氧容量和每小時最大供氧量這兩個關(guān)鍵參 數(shù)，在綜合考慮合理性、經(jīng)濟性、穩(wěn)定性和安全性的前提下，確定系 統(tǒng)液氧容量為50用，最大供氧量為3000 mVh，并由此對整個系統(tǒng)的 流程和組成進(jìn)行了設(shè)計， 然后在充分利用原有設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行了系 統(tǒng)優(yōu)化。液氧供氣系統(tǒng)的基本流程如

4、圖 1 所示，該系統(tǒng)主要由液氧儲槽、 液氧泵、汽化器、儲氣罐、調(diào)壓裝置、安全裝置等組成，每部分的功 能及特點如下：出液陽*全閥覃滿壓玄表譏1故空閥 h止回閥壓力轟汽化器1止我出閥:-H-r 蠡: 止* 閥：壓力他度傳疸雅曰W1止回閥N1、液氧儲槽我止網(wǎng)幸裁止閥I汽化器2儲氣耀2原供氧主管道:圖1液氧供氣系統(tǒng)的基本流程調(diào)壓裝置用氣點液氧儲槽存儲-183 C的液氧，是整個系統(tǒng)的氣源,結(jié)構(gòu)上采用立式雙層真空粉末絕熱形式，占地面積小，絕熱性能好,儲槽設(shè)計壓力0.8Mpa,有效容積50 m3,正常工作壓力0.2 0.6Mpa,工作液位 1001-40 m3,儲槽底部按照車載灌裝標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計充液口，由外部槽車

5、充 裝液氧。2、液氧泵液氧泵將儲槽內(nèi)液氧增壓后輸送至汽化器， 是系統(tǒng)中唯一的動力 裝置，為確保系統(tǒng)的可靠運行，滿足隨時啟停的需要，配置兩臺相同 的液氧泵，一用一備。液氧泵采用臥式活塞低溫泵，以適應(yīng)小流量、 高壓力的工況，工作流量 2000-4000L/h，出口壓力3.0Mpa,電機采 用西門子變頻控制，可根據(jù)用氧需求實時設(shè)定泵的工作頻率，通過調(diào)整泵出口的壓力和流量來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的供氧量。3、汽化器汽化器采用空浴式汽化器， 又稱空溫式汽化器， 為星形翅片管結(jié) 構(gòu)，采用空氣自然對流加熱方式將液氧將汽化為常溫氧氣。 系統(tǒng)中配 置兩臺KQ-3500汽化器，正常情況下使用一臺汽化器，當(dāng)氣溫較低， 單臺汽化能

6、力不足時，可將兩臺汽化器輪流切換使用或者同時使用， 保證充足的供氧量。4、儲氣罐儲氣罐存儲汽化后的氧氣， 作為系統(tǒng)的存儲和緩沖裝置， 能夠補 充瞬時供氧量并平衡系統(tǒng)的壓力， 避免波動和沖擊。 該系統(tǒng)與備用制 氧系統(tǒng)共用一套儲氣罐和供氧主管道， 充分利用了原有設(shè)備， 儲氣罐 最大儲氣壓力2.0Mpa，最大儲氣量為250 m3。為增大供氣流量，將 汽化器至儲氣罐之間的供氧主管道管徑由 DN65改為DN1O0保證系 統(tǒng)充足的供氧能力。5、調(diào)壓裝置系統(tǒng)中設(shè)置兩套調(diào)壓裝置， 第一套是液氧儲槽調(diào)壓裝置， 一小部 分液氧由儲槽底部小汽化器汽化后，經(jīng)儲槽頂部進(jìn)入儲槽內(nèi)氣相部， 液氧泵回流管路也將一部分氣液混合

7、體回流至儲槽內(nèi)， 從而調(diào)整儲槽 的工作壓力， 改善出液環(huán)境。 第二套是供氧調(diào)壓裝置， 利用原儲氣罐 出氣口處的調(diào)壓閥， 根據(jù)用氧需求調(diào)節(jié)供氧主管道內(nèi)的壓力， 滿足爐 前氧氣動態(tài)壓力1.0Mpa的要求。6、安全裝置液氧供氣系統(tǒng)設(shè)置了多個安全裝置。 儲槽上設(shè)有壓力、 液位指示表，液氧泵出口管路設(shè)有壓力指示表， 方便操作人員隨時監(jiān)控系統(tǒng)狀 態(tài)。汽化器至儲氣罐中間管路上設(shè)有溫度、壓力傳感器，能反饋系統(tǒng) 的壓力、溫度信號并參與系統(tǒng)控制，當(dāng)氧氣溫度過低或壓力過高時， 系統(tǒng)將自動停止，防止低溫和超壓引發(fā)事故。在系統(tǒng)各管路上均設(shè)有 安全閥、放空閥、止回閥等，有效保證了系統(tǒng)安全可靠的運行。三、液氧供氣系統(tǒng)的使用

8、維護(hù)液氧供氣系統(tǒng)作為作為低溫壓力系統(tǒng)，有著嚴(yán)格的操作和維護(hù)程 序，誤操作和維護(hù)不當(dāng)將會引發(fā)嚴(yán)重的事故， 因此要特別注意該系統(tǒng) 的安全使用和維護(hù)。系統(tǒng)的操作和維護(hù)人員應(yīng)經(jīng)過專門的培訓(xùn)后方可上崗， 必須熟練 掌握系統(tǒng)的組成和特性，熟悉系統(tǒng)各部分的操作及安全操作規(guī)程， 嚴(yán)格按照系統(tǒng)使用維護(hù)說明書及各部件說明書的要求進(jìn)行操作和 維護(hù)。液氧儲槽、汽化器、儲氣罐是壓力容器，必須取得當(dāng)?shù)丶夹g(shù)質(zhì)量 監(jiān)督局的特種設(shè)備使用證后方可使用，系統(tǒng)中的壓力表、安全閥必須 定期送檢，管道上的截止閥、指示儀表應(yīng)定期檢查是否靈敏可靠。液氧儲槽的絕熱性能取決于儲槽內(nèi)外筒夾層的真空度，真空度一 旦破壞，液氧將迅速升溫膨脹，所以當(dāng)真

9、空度未破壞，或者不需要填 充珠光砂重抽真空時，嚴(yán)禁拆卸儲槽真空閥，在使用中可通過觀察液 氧揮發(fā)量大小來估計液氧儲槽的真空性能。系統(tǒng)在使用中應(yīng)建立定時巡檢制度，實時監(jiān)控記錄系統(tǒng)的壓力、 液位、溫度等關(guān)鍵參數(shù)，了解系統(tǒng)的變化趨勢，發(fā)現(xiàn)異常問題應(yīng)及時 通知專業(yè)技術(shù)人員處理。四、結(jié)論該液氧供氣系統(tǒng)自 7 月份建成并投入試運行以來，經(jīng)過連續(xù)使 用，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，各項參數(shù)符合設(shè)計要求，達(dá)到了預(yù)期的效果。目 前該系統(tǒng)作為主要的氧氣供應(yīng)系統(tǒng)， 替代了原制氧系統(tǒng)， 確保了生產(chǎn) 用氧安全、穩(wěn)定、可靠的供應(yīng)，同時降低了氧氣成本，節(jié)能降耗、降 本增效成果顯著。由于該系統(tǒng)是我公司首次將大規(guī)模液氧供氣技術(shù)用于生產(chǎn)中， 在 使用中發(fā)現(xiàn)還存在一些不足之處， 比如長時間運行時現(xiàn)場冷凝霧氣排 放不暢，規(guī)劃時未充分考慮現(xiàn)場