液氧供氣系統(tǒng)的應用

1、液氧供氣系統(tǒng)的應用液氧供氣系統(tǒng)的應用作者：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， 既不適應當前的生產(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?標準 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，制氧成本低。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

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)的選型應確定液氧容量和每小時最大供氧量這兩個關鍵參 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 流程和組成進行了設計， 然后在充分利用原有設備的基礎上進行了系 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,結構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準設計充液口，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)用氧需求實時設定泵的工作頻率，通過調整泵出口的壓力和流量來調節(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 構，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、調壓裝置系統(tǒng)中設置兩套調壓裝置， 第一套是液氧儲槽調壓裝置， 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

7、體回流至儲槽內(nèi)， 從而調整儲槽 的工作壓力， 改善出液環(huán)境。 第二套是供氧調壓裝置， 利用原儲氣罐 出氣口處的調壓閥， 根據(jù)用氧需求調節(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)設置了多個安全裝置。 儲槽上設有壓力、 液位指示表，液氧泵出口管路設有壓力指示表， 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經(jīng)過專門的培訓后方可上崗， 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質量 監(jiān)督局的特種設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，所以當真

9、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、溫度等關鍵參數(shù)，了解系統(tǒng)的變化趨勢，發(fā)現(xiàn)異常問題應及時 通知專業(yè)技術人員處理。四、結論該液氧供氣系統(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)符合設計要求，達到了預期的效果。目 前該系統(tǒng)作為主要的氧氣供應系統(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，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