液氧供氣系統(tǒng)的應(yīng)用

1、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，從滿足用氧需求岀發(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), 達到了節(jié)能降耗的目的，并介紹了系統(tǒng)的使用維護要點。關(guān)鍵詞：液氧供氣系統(tǒng)；節(jié)能降耗；使用維護；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 m7h,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，而煉鋼間歇期間，大量氧氣又只 能排空處理，既不適應(yīng)當

2、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)檠鯕馐褂茫瑯藴?狀態(tài)下，in?液氧可汽化為800 m3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)可隨吋啟動和停止，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，操作維護方便，制氧成木低。4、氧氣純度可達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

3、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 m7h, 最大用氧量持續(xù)時間1. 5h,要求爐前氧氣動態(tài)壓力nl.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 m最大供氧量為3000 m7h,并由此對整個系統(tǒng)的 流程和組成進行了設(shè)計，然后在充分利用原有設(shè)備的基礎(chǔ)上進行了系 統(tǒng)優(yōu)化。液氧供氣系統(tǒng)的基本流程如圖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

4、裝置、安全裝置等組成，每部分的功 能及特點如下：液氧儲槽汽化器1祓止閥截止閥ift汽化器2k止閥!4；截止閥原供氣主管道sy圖1液氧供氣系統(tǒng)的基本流程1、液氧儲槽液氧儲槽存儲-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，占地而積小，絕熱性能好，儲槽設(shè)計壓力 0. 8mpa,有效容積50 m3,止常工作壓力0. 20. 6mpa,工作液位10m-40 m3,儲槽底部按照車載灌裝標準設(shè)計充液口，由外部槽車充裝液氧。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-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

5、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. ompa,電機釆 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，乂稱空溫式汽化器，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，止常情況下使用一臺汽化器，當氣溫較低， 單臺汽化能力不足時，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

6、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. ompa,最人儲氣量為250 m3。為增大供氣流量，將 汽化器至儲氣罐z間的供氧主管道管徑由dn65改為dn100,保證系 統(tǒng)充足的供氧能力。5、調(diào)壓裝置系統(tǒng)屮設(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)儲槽頂部進入儲槽內(nèi)氣相部， 液氧泵回流管路也將一部分氣液混合體回流至儲槽內(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21. o

7、mpa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)的使用維護液氧供氣系統(tǒng)作為作為低溫壓力系統(tǒng)，有著嚴格的操作和維護程 序，誤操作和維護不當將會引發(fā)嚴重的事故，因此要特別注意該系統(tǒng) 的安全使用和維護。系統(tǒng)的操作和維護人員應(yīng)經(jīng)過專門的培訓(xùn)后方可上崗，

8、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, 嚴格按照系統(tǒng)使用維護說明書及各部件說明書的要求進行操作和 維護。液氧儲槽、汽化器、儲氣罐是壓力容器，必須取得當?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- 旦破壞，液氧將迅速升溫膨脹，所以當真空度未破壞，或者不需要填 充珠光砂重抽真空時，嚴禁拆卸儲槽真空閥，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)及吋 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 木增效成果顯著。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