Với sự mở rộng nhanh chóng quy mô sản xuất của công ty trong những năm gần đây, lượng tiêu thụ oxy cho sản xuất thép liên tục tăng, và yêu cầu về độ tin cậy và hiệu quả kinh tế của việc cung cấp oxy ngày càng cao. Xưởng sản xuất oxy hiện có hai hệ thống sản xuất oxy quy mô nhỏ, với sản lượng oxy tối đa chỉ 800 m3/h, khó đáp ứng được nhu cầu oxy trong thời điểm cao điểm sản xuất thép. Tình trạng thiếu áp suất và lưu lượng oxy thường xuyên xảy ra. Trong thời gian nghỉ giữa các chu kỳ sản xuất thép, một lượng lớn oxy bị tiêu thụ hết, điều này không chỉ không phù hợp với phương thức sản xuất hiện tại mà còn gây ra chi phí tiêu thụ oxy cao, không đáp ứng được các yêu cầu về tiết kiệm năng lượng, giảm tiêu thụ, giảm chi phí và tăng hiệu quả. Do đó, hệ thống sản xuất oxy hiện có cần được cải thiện.
Cung cấp oxy lỏng là quá trình chuyển đổi oxy lỏng được lưu trữ thành oxy sau khi nén và hóa hơi. Trong điều kiện tiêu chuẩn, 1 m³ oxy lỏng có thể hóa hơi thành 800 m³ oxy. Là một quy trình cung cấp oxy mới, so với hệ thống sản xuất oxy hiện có trong xưởng sản xuất oxy, nó có những ưu điểm rõ rệt sau:
1. Hệ thống có thể được khởi động và dừng bất cứ lúc nào, phù hợp với phương thức sản xuất hiện tại của công ty.
2. Lượng oxy cung cấp cho hệ thống có thể được điều chỉnh theo thời gian thực dựa trên nhu cầu, với lưu lượng đủ và áp suất ổn định.
3. Hệ thống này có những ưu điểm như quy trình đơn giản, tổn thất nhỏ, vận hành và bảo trì thuận tiện, và chi phí sản xuất oxy thấp.
4. Độ tinh khiết của oxy có thể đạt hơn 99%, điều này có lợi cho việc giảm lượng oxy tiêu thụ.
Quy trình và thành phần của hệ thống cung cấp oxy lỏng
Hệ thống chủ yếu cung cấp oxy cho quá trình sản xuất thép tại nhà máy luyện thép và oxy cho quá trình cắt khí tại nhà máy rèn. Quá trình sản xuất rèn sử dụng ít oxy hơn và có thể bỏ qua. Thiết bị tiêu thụ oxy chính của nhà máy luyện thép là hai lò hồ quang điện và hai lò tinh luyện, sử dụng oxy không liên tục. Theo thống kê, trong thời kỳ cao điểm sản xuất thép, mức tiêu thụ oxy tối đa đạt ≥ 2000 m³/h, thời gian tiêu thụ oxy tối đa và áp suất oxy động trước lò cần đạt ≥ 2000 m³/h.
Hai thông số chính là dung tích oxy lỏng và lượng oxy cung cấp tối đa mỗi giờ cần được xác định để lựa chọn loại hệ thống. Trên cơ sở xem xét toàn diện tính hợp lý, kinh tế, ổn định và an toàn, dung tích oxy lỏng của hệ thống được xác định là 50 m³ và lượng oxy cung cấp tối đa là 3000 m³/h. Do đó, quy trình và thành phần của toàn bộ hệ thống được thiết kế, sau đó hệ thống được tối ưu hóa trên cơ sở tận dụng tối đa thiết bị hiện có.
1. Bồn chứa oxy lỏng
Bể chứa oxy lỏng lưu trữ oxy lỏng ở nhiệt độ -183°C.℃và là nguồn khí cho toàn bộ hệ thống. Cấu trúc sử dụng dạng cách nhiệt bột chân không hai lớp thẳng đứng, có diện tích đáy nhỏ và hiệu suất cách nhiệt tốt. Áp suất thiết kế của bồn chứa, thể tích hiệu dụng 50 m³, áp suất làm việc bình thường và mực chất lỏng làm việc từ 10 m³ đến 40 m³. Cửa nạp chất lỏng ở đáy bồn chứa được thiết kế theo tiêu chuẩn nạp trên tàu, và oxy lỏng được nạp bằng xe bồn bên ngoài.
2. Bơm oxy lỏng
Bơm oxy lỏng nén khí oxy lỏng trong bình chứa và đưa đến bộ chế hòa khí. Đây là bộ phận tạo năng lượng duy nhất trong hệ thống. Để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của hệ thống và đáp ứng nhu cầu khởi động và dừng bất cứ lúc nào, hệ thống sử dụng hai bơm oxy lỏng giống hệt nhau, một bơm để vận hành và một bơm dự phòng.Máy bơm oxy lỏng sử dụng bơm piston nằm ngang kiểu đông lạnh để thích ứng với điều kiện làm việc lưu lượng nhỏ và áp suất cao, với lưu lượng làm việc từ 2000-4000 L/h và áp suất đầu ra. Tần số hoạt động của bơm có thể được thiết lập theo thời gian thực dựa trên nhu cầu oxy, và lượng oxy cung cấp cho hệ thống có thể được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh áp suất và lưu lượng tại đầu ra của bơm.
3. Máy hóa hơi
Bộ hóa hơi sử dụng phương pháp hóa hơi bằng không khí, còn được gọi là hóa hơi nhiệt độ không khí, có cấu trúc ống cánh hình sao. Oxy lỏng được hóa hơi thành oxy ở nhiệt độ thường bằng cách gia nhiệt đối lưu tự nhiên của không khí. Hệ thống được trang bị hai bộ hóa hơi. Thông thường, chỉ sử dụng một bộ hóa hơi. Khi nhiệt độ thấp và khả năng hóa hơi của một bộ hóa hơi không đủ, có thể chuyển đổi hoặc sử dụng cả hai bộ hóa hơi cùng lúc để đảm bảo cung cấp đủ oxy.
4. Bồn chứa khí
Bình chứa khí lưu trữ oxy dạng hơi, đóng vai trò là thiết bị dự trữ và đệm của hệ thống, có thể bổ sung nguồn cung cấp oxy tức thời và cân bằng áp suất của hệ thống để tránh dao động và ảnh hưởng. Hệ thống này dùng chung một bộ bình chứa khí và đường ống dẫn oxy chính với hệ thống tạo oxy dự phòng, tận dụng tối đa thiết bị hiện có. Áp suất lưu trữ khí tối đa và dung tích lưu trữ khí tối đa của bình chứa khí là 250 m³. Để tăng lưu lượng cung cấp khí, đường kính của đường ống dẫn oxy chính từ bộ chế hòa khí đến bình chứa khí được thay đổi từ DN65 thành DN100 để đảm bảo đủ công suất cung cấp oxy cho hệ thống.
5. Thiết bị điều chỉnh áp suất
Hệ thống được trang bị hai bộ thiết bị điều chỉnh áp suất. Bộ thứ nhất là thiết bị điều chỉnh áp suất của bình chứa oxy lỏng. Một phần nhỏ oxy lỏng được hóa hơi bởi một bộ chế hòa khí nhỏ ở đáy bình chứa và đi vào phần pha khí trong bình chứa thông qua đỉnh bình. Đường ống hồi của bơm oxy lỏng cũng đưa một phần hỗn hợp khí-lỏng trở lại bình chứa, nhằm điều chỉnh áp suất làm việc của bình chứa và cải thiện môi trường đầu ra của chất lỏng. Bộ thứ hai là thiết bị điều chỉnh áp suất cung cấp oxy, sử dụng van điều chỉnh áp suất ở cửa thoát khí của bình chứa khí ban đầu để điều chỉnh áp suất trong đường ống cung cấp oxy chính theo lượng oxy cần cung cấp.theo yêu cầu.
6.Thiết bị an toàn
Hệ thống cung cấp oxy lỏng được trang bị nhiều thiết bị an toàn. Bồn chứa được trang bị các thiết bị đo áp suất và mức chất lỏng, và đường ống đầu ra của bơm oxy lỏng được trang bị các thiết bị đo áp suất để giúp người vận hành theo dõi tình trạng hệ thống bất cứ lúc nào. Các cảm biến nhiệt độ và áp suất được đặt trên đường ống trung gian từ bộ chế hòa khí đến bồn chứa khí, có thể phản hồi tín hiệu áp suất và nhiệt độ của hệ thống và tham gia vào việc điều khiển hệ thống. Khi nhiệt độ oxy quá thấp hoặc áp suất quá cao, hệ thống sẽ tự động dừng để ngăn ngừa các sự cố do nhiệt độ thấp và áp suất quá cao gây ra. Mỗi đường ống của hệ thống đều được trang bị van an toàn, van xả, van một chiều, v.v., đảm bảo hiệu quả hoạt động an toàn và đáng tin cậy của hệ thống.
Vận hành và bảo trì hệ thống cung cấp oxy lỏng
Là một hệ thống áp suất nhiệt độ thấp, hệ thống cung cấp oxy lỏng có quy trình vận hành và bảo trì nghiêm ngặt. Vận hành sai và bảo trì không đúng cách sẽ dẫn đến tai nạn nghiêm trọng. Do đó, cần đặc biệt chú ý đến việc sử dụng và bảo trì hệ thống một cách an toàn.
Nhân viên vận hành và bảo trì hệ thống chỉ được đảm nhận vị trí sau khi trải qua khóa đào tạo đặc biệt. Họ phải nắm vững cấu tạo và đặc điểm của hệ thống, quen thuộc với hoạt động của các bộ phận khác nhau trong hệ thống và các quy định an toàn khi vận hành.
Bồn chứa oxy lỏng, thiết bị hóa hơi và bồn chứa khí là các bình chịu áp lực, chỉ được sử dụng sau khi có giấy chứng nhận sử dụng thiết bị đặc biệt từ cục quản lý chất lượng và kỹ thuật địa phương. Đồng hồ đo áp suất và van an toàn trong hệ thống phải được kiểm tra định kỳ, van chặn và các thiết bị đo trên đường ống cũng cần được kiểm tra thường xuyên về độ nhạy và độ tin cậy.
Hiệu suất cách nhiệt của bồn chứa oxy lỏng phụ thuộc vào độ chân không của lớp ngăn cách giữa thành trong và thành ngoài của bồn. Khi độ chân không bị hư hại, oxy lỏng sẽ dâng lên và giãn nở nhanh chóng. Do đó, khi độ chân không không bị hư hại hoặc không cần phải đổ thêm cát perlit để hút chân không lại, tuyệt đối nghiêm cấm việc tháo rời van hút chân không của bồn chứa. Trong quá trình sử dụng, hiệu suất hút chân không của bồn chứa oxy lỏng có thể được đánh giá bằng cách quan sát lượng oxy lỏng bay hơi.
Trong quá trình vận hành hệ thống, cần thiết lập hệ thống kiểm tra tuần tra định kỳ để giám sát và ghi lại áp suất, mực chất lỏng, nhiệt độ và các thông số quan trọng khác của hệ thống theo thời gian thực, nắm bắt xu hướng thay đổi của hệ thống và kịp thời thông báo cho kỹ thuật viên chuyên nghiệp để xử lý các sự cố bất thường.
Thời gian đăng bài: 02/12/2021
