Производство стали требует больших объемов промышленных газов для поддержания эффективных и стабильных металлургических процессов. Кислород, азот и аргон необходимы при производстве чугуна, рафинировании стали, литье и термической обработке.
Установки воздухоразделения (ВРУ) разделяют атмосферный воздух на газы высокой-чистоты с помощью передовой криогенной технологии, что позволяет сталелитейным заводам обеспечить непрерывную подачу газа и оптимизировать производственные показатели.
Как опытный производитель, компания NEWTEK предлагает надежные решения по разделению воздуха, разработанные специально для сложных условий эксплуатации современных сталелитейных заводов.
01
Подача кислорода для доменного производства чугуна
Кислород из систем ВРУ повышает эффективность горения доменной печи, снижает расход кокса, стабилизирует работу и увеличивает производительность по производству чугуна.
02
Применение кислорода в сталеплавильном производстве в кислородно-конвертерных печах
Кислород высокой-чистоты способствует удалению примесей при конвертерном производстве стали, обеспечивая более быстрые реакции рафинирования, точный контроль состава и стабильное качество стали.
03
Использование аргона во вторичной металлургии и ковшовом рафинировании
Перемешивание аргоном улучшает однородность расплавленной стали, удаляет включения, предотвращает окисление, повышает чистоту и механические характеристики стали.
04
Применение азота на сталелитейном заводе
Азот обеспечивает инертную защиту, предотвращение окисления, продувку трубопроводов и поддержку безопасности, обеспечивая стабильную и безопасную работу сталелитейного завода.
Стабильная подача азота и аргона защищает расплавленную сталь во время непрерывной разливки, предотвращая окисление и уменьшая дефекты поверхности.
Интегрированная криогенная ВРУ производит кислород, азот и аргон в одной системе для эффективного управления газом.
Индивидуальные конструкции соответствуют мощности сталелитейного завода и технологическим требованиям.
Надежная работа обеспечивает непрерывную работу и долгосрочную-стабильность производства.
Индивидуальный расчет емкости системы
NEWTEK разрабатывает системы ASU, адаптированные к конкретным мощностям сталелитейного завода и технологическим потребностям, обеспечивая оптимизированную производительность газа и эффективные эксплуатационные характеристики.
Высокая чистота газа
Усовершенствованная технология разделения обеспечивает стабильно высокую-чистоту кислорода, азота и аргона, обеспечивая точность металлургических процессов и стабильное качество продукции.
Интеллектуальная система управления
Интеллектуальная автоматизация обеспечивает мониторинг-в режиме реального времени, точный контроль параметров и эффективное управление системой, повышая эксплуатационную безопасность и производительность.
| Параметры работы воздухоразделительной установки | ||||||
| Имя | Расчетное состояние производительности/(м³·ч-¹) | Максимальная рабочая мощность/(м³·ч-¹) | Минимальная рабочая мощность/(м³·ч-¹) | Максимальное производство жидкого кислорода в рабочем состоянии/(м³·ч-¹) | чистота/% | Давление/МПа |
| Кислород | 60000 | 63000 | 45000 | 45000 | O₂ 99.6% | 1 |
| Жидкий кислород | 4000 | 3300 | 3000 | 7000 | O₂ 99.6% | Может войти в резервуар для хранения |
| Кислород среднего давления | 30000 | 30000 | 22500 | 22500 | O₂99.6% | 2.5 |
| Азот низкого давления | 70000 | 70000 | 52500 | 52500 | O₂0.0005 | 0.8 |
| Азот среднего давления | 40000 | 40000 | 30000 | 30000 | O₂0.0005 | 2.5 |
| Жидкий азот | 2000 | 2000 | 1500 | 0 | O₂0.0005 | Может войти в резервуар для хранения |
| Жидкий аргон | 700 | 730 | 540 | 620 | O₂0.0002/N₂0.0003 | Может войти в резервуар для хранения |
| Газ аргон | 1800 | 1800 | 1350 | 1350 | O₂0.0002/N₂0.0003 | 3 |
3 Особенности конструкции разделения воздуха
3.1 Ход процесса
1) В установке разделения воздуха применяется технологический процесс, состоящий из полной адсорбционной очистки на молекулярных ситах низкого-давления, охлаждения с механизмом расширения турбонаддувной турбины, производства полного перегонного водорода-свободного аргона, внутреннего сжатия продуктового кислорода, внешнего сжатия продуктового азота и внутреннего сжатия аргона. Он имеет надежную работу, передовой процесс, удобное управление, разумную конфигурацию оборудования, безопасность и низкое потребление.
2) Система предварительного охлаждения воздуха использует грязный азот и циркулирующую воду для охлаждения азота, что обеспечивает хорошую эксплуатационную гибкость и позволяет полностью использовать сухой грязный азот и избыточный азот. В конструкции воздушной градирни приняты необходимые и надежные меры против-затопления жидкостью, чтобы предотвратить попадание свободной от тумана воды в адсорбционную систему молекулярных сит.
3) В системе адсорбции на основе молекулярных сит используется вертикальный активированный оксид алюминия + молекулярное сито с двойной -слойной структурой, молекулярно-ситовый адсорбер с долгосрочным-переключением. Адсорбент и переключающий клапан имеют длительный срок службы, потери при переключении системы невелики, сопротивление слоя невелико, и существуют меры по предотвращению опрокидывания молекулярного сита и возможные меры по его обработке. В регенеративном нагревателе используется энергосберегающий паровой нагреватель-(электрический нагреватель является запасным).
4) Верхняя башня (башня низкого-давления) и аргоновая колонна дистилляционной колонны оснащены структурированными насадочными колоннами, что снижает сопротивление колонны и дополнительно повышает скорость извлечения кислорода и аргона.
5) Турбодетандер использует процесс форсированного торможения, тем самым уменьшая количество расширяемого воздуха и делая верхнюю башню дистилляционной колонны устойчивой.
6) При проектировании воздухоразделительной установки учитывается рекуперация испаренного газообразного аргона из резервуара для хранения жидкого аргона при атмосферном давлении. Испаренный аргон в резервуаре для хранения поступает в устройство восстановления конденсатора аргона и после конденсации жидким азотом возвращается в резервуар для хранения жидкого аргона в виде жидкого аргонового продукта; Испаренный азот возвращается в трубопровод грязного азота холодильной камеры для восстановления холодопроизводительности.
3.2 Проектирование и выбор основного оборудования
1) В оборудовании для разделения воздуха используется технология производства аргона, не содержащего водорода,-полная перегонка, которая исключает процессы гидрирования и деоксигенации, значительно упрощает компоновку установки с боковым пролетом основной установки по производству кислорода в конструкции завода и экономит площадь установки. Надежная работа, передовой процесс, удобное управление, разумная конфигурация оборудования, безопасность и низкое потребление.
2) Ключевое оборудование принадлежит всемирно и отечественным брендам, главный воздушный компрессор выбран от компании Atlas, воздушный компрессор выбран от Siemens, азотный компрессор выбран от Atlas, а кислородный усилитель выбран от Hangyang, что обеспечивает надежную работу оборудования.
3) Мощность двигателя главного воздушного компрессора составляет 2x30000 кВт, в нем используется двигатель с регулируемой частотой, а в остальных используется плавный пуск для уменьшения воздействия на основную электросеть. И -боковой/централизованный режим работы принимается соответственно, что позволяет осуществлять удаленный запуск и остановку оборудования, а также мониторинг рабочего состояния.
4) В кислородном усилителе используется турбинный кислородный компрессор, который технически надежен и безопасен.
5) Молекулярное сито имеет вертикальную структуру, а трубопровод имеет двух-кольцевую компоновку. Перепад высот между нижним кольцевым трубопроводом и верхним кольцевым трубопроводом составляет 18 м, при этом температура и давление газовой среды в трубопроводе изменяются попеременно. В конструкции используется программное обеспечение CAESARII для выполнения анализа напряжений в трубопроводе и установки подходящих пружинных и фиксированных кронштейнов.
6) Циркуляционная охлаждающая вода, необходимая для двигателя, использует систему циркуляции с замкнутым-контуром без внешнего сброса. Живая и очистная вода различных зданий на территории завода централизованно восстанавливается и обрабатывается для достижения нулевого сброса сточных вод.
7) Основное охлаждение и конденсаторы сырого аргона в устройстве обеспечивают выпуск 1% жидкости для предотвращения накопления опасных примесей, таких как углеводороды.
8) Устройство имеет возможность работать в переменных условиях для достижения наиболее экономичных условий эксплуатации устройства.
3.3 Особенности конструкции автоматики
В соответствии с производственными и технологическими требованиями одна система РСУ устанавливается для каждой из двух систем разделения воздуха производительностью 60 000 м/ч для завершения централизованного мониторинга и управления основной компрессорной установкой и системой разделения воздуха, системой оборотной воды и внешним интегрированным трубопроводным процессом. Система автоматизации состоит из операторской станции, РСУ и станции ввода-вывода2. РСУ и рабочие станции оператора соединены Ethernet, а РСУ и станции ввода-вывода соединены шиной. Соединение между станцией ввода-вывода или РСУ и полевыми компонентами осуществляется с помощью кабелей управления. Операторская станция сосредоточена в диспетчерской производства кислорода.
3.3.1 Станция оператора
Станция оператора и станция управления полем взаимодействуют друг с другом для выполнения следующих функций:
1) Отображение параметров производственного процесса, экрана блок-схемы, экрана сигналов тревоги и отображения кривой исторического тренда.
2) Выбор режима работы управления: ручное управление на станке, ручное управление через ЧМИ, автоматическое управление.
3) Измените заданное значение или напрямую управляйте работой контрольного оборудования посредством диалога с человеком-компьютером.
4) Печать производственного отчета, печать сигналов тревоги и т. д.
3.3.2 РСУ и станция ввода-вывода
Полевая станция управления является основным оборудованием для осуществления управления технологическим процессом. Он обеспечивает интерфейс ввода-вывода с производственным процессом, выполняет управление процессом, сбор данных, расчет параметров и т. д., а затем выводит рассчитанный управляющий сигнал на полевой привод через модуль ввода-вывода, тем самым реализуя ПИД-управление, управление последовательностью, управление логической блокировкой и т. д. производственного процесса. Функции управления РСУ данного проекта в основном включают: сбор и обработку технологических данных о температуре, давлении, расходе, уровне, анализе и других данных; контроль температуры, давления, расхода, уровня жидкости, сопротивления и т.д.; блокировочное управление и противо-управление помпажами воздушного компрессора; управление градирней; контроль сроков молекулярно-ситовой очистки; управление пуском и остановкой кислородного турбокомпрессора; блокировочное управление и противо-управление помпажами азотного компрессора и т. д.; контроль работы каждого насоса.
4 Эффект операции
Оборудование работает стабильно, с момента ввода в эксплуатацию воздухоразделительная установка не имела ни одного сбоя или остановки. Энергопотребление оборудования снижено, а условный расход энергии на производство кислорода (внутреннее сжатие) составляет 0,55 кВт·ч/м. Эксплуатационные расходы снижены, а штат завода по производству кислорода составляет 30 человек.
5 Заключение
Благодаря рациональному проектированию состава стали в печи TSR было использовано впрыскивание азота для легирования азотом с целью получения нержавеющей стали 20Cr13N. Производственный процесс прост, недорог, имеет высокую чистоту и стабильный состав. Все эксплуатационные показатели разработанной горячекатаной полосы стали 20Х13Н соответствуют требованиям опытного производства. За счет легирования азотом значительно улучшаются прокаливаемость и коррозионная стойкость изделия.
Вопрос: Как нам выбрать правильную мощность ВРУ для нашего сталелитейного завода?
Ответ: Компания NEWTEK обеспечивает индивидуальный проект мощности системы с учетом масштаба производства, потребления газа и планов будущего расширения, чтобы обеспечить оптимальную производительность и эффективность.
Вопрос: Какого уровня чистоты газа могут достичь системы NEWTEK ASU?
О: Наши воздухоразделительные установки поставляют-кислород, азот и аргон высокой чистоты, подходящие для доменных печей, кислородно-конвертерного производства стали и вторичной металлургии.
Вопрос: Может ли система работать непрерывно при крупномасштабном-производстве стали?
А: Да. ВРУ NEWTEK рассчитаны на длительную-непрерывную работу, обеспечивая стабильную подачу газа для круглосуточной производственной среды сталелитейного завода.
Вопрос: Как интеллектуальная система управления улучшает работу?
О: Интеллектуальная система управления обеспечивает мониторинг в реальном времени-, автоматическую регулировку и удаленную диагностику, что повышает эксплуатационную эффективность и безопасность.
Вопрос: Насколько энергоэффективен-процесс разделения воздуха NEWTEK?
Ответ: Наша оптимизированная криогенная технология снижает потребление энергии, сохраняя при этом высокую производительность газа, помогая сталелитейным заводам снизить эксплуатационные расходы.
Вопрос: Доступна ли индивидуальная настройка для различных процессов производства стали?
А: Да. Каждая система разрабатывается с учетом конкретных металлургических процессов, профилей потребности в газе и условий площадки.
Вопрос: Какая техническая поддержка предоставляется во время установки?
О: NEWTEK предлагает полную техническую помощь, включая инженерные консультации, руководство по установке, вводу в эксплуатацию и обучение операторов.
Вопрос: Насколько надежны поставки газа в периоды пиковой добычи?
О: Наши системы разработаны с использованием стабильного управления технологическим процессом и высококачественных-компонентов, что обеспечивает бесперебойную подачу газа при больших нагрузках.
Вопрос: Может ли ASU интегрироваться с существующей инфраструктурой завода?
А: Да. NEWTEK разрабатывает гибкие интеграционные решения, совместимые с существующими трубопроводами, системами управления и схемами производства.
Вопрос. Каких долгосрочных-выгод могут ожидать металлургические заводы от установки ВРУ?
Ответ: Добыча газа на-площадке повышает эффективность, снижает зависимость от внешнего газа, снижает затраты и способствует достижению целей устойчивого производства стали.