Planta d’acer

Es resumeixen el flux de procés principal, els paràmetres de disseny de processos i l'efecte de funcionament de la unitat de separació d'aire NewTek 60000m/h. Es resumeixen les característiques de disseny del projecte de separació d’aire i les tecnologies avançades utilitzades. Un cop finalitzat el projecte, els equips van funcionar de forma segura i ràpidament van arribar als indicadors de disseny, reduint els costos de consum i operació d’energia dels equips.

Paraules clau: unitat de separació d’aire; producció d’oxigen; Característiques de disseny; automatizació

La planta d'acer produeix 8,1 milions de tones de metall calent, 8,5 milions de tones d'acer brut i 8,1 milions de tones d'acer en calent anualment. S’adopta la llarga via del procés de fabricació metal·lúrgica. El contingut principal de la construcció inclouen 2 500 m màquines de sintering, 2 5100 M IronMaking Blast Furnaces, 4 210 T Workshops de fabricació d'acer, 1 2050 mm mm de línia de producció en calent, 1 3500 Mm Mm forn de la línia de producció de coil,1 4300 mm d'ample i gruix de la línia de placa i gruix, 1 800, línia de producció de la unitat de recollida de push-pull, 1 2030 línia de producció combinada de selecció mm, etc., a més de donar suport a les instal·lacions de transport de moll i ferrocarril, instal·lacions de preparació de matèries primeres, centrals i escòries d'instal·lacions d'ús integral i altres instal·lacions auxiliars públiques. Per tal de cooperar amb la producció d’instal·lacions, es van construir unitats de separació d’aire de 2 x 60.000 m/h i recolzant les instal·lacions auxiliars.

2 Instal·lacions principals de la unitat de separació d'aire
Aquesta unitat de separació d’aire és una adsorció de purificació de tamis moleculars de baixa pressió, pressurització de l’aire, compressió d’oxigen i nitrogen a la bomba, amb un mecanisme d’expansió de la turbina de reforç per a la refrigeració i adopta una torre d’embalatge estructurada i un procés de destil·lació complet per a la producció d’argència lliure d’hidrogen.

3 funcions de disseny d'enginyeria de separació d'aire

3.1 Flux de procés
1) La unitat de separació de l’aire adopta un flux de procés d’adsorció de purificació de tamis moleculars de baixa pressió, Mecanisme d’expansió de la turbina de l’aire refrigerat, producció d’argó lliure de destil·lació completa, compressió interna d’oxigen del producte, compressió externa de nitrogen de producte i compressió interna d’argó. Té un funcionament fiable, un procés avançat, un funcionament convenient, una configuració raonable d’equips, seguretat i baix consum.

2) El sistema de precoia de l’aire utilitza l’aigua circulant de nitrogen brut i nitrogen, que té una bona flexibilitat de funcionament i fa un ús complet del nitrogen brut i excés de nitrogen. L’estructura de la torre de refrigeració d’aire adopta mesures d’inundació anti-líquids necessàries i fiables per evitar que l’aigua lliure de boira entri al sistema d’adsorció de tamisos moleculars.

3) El sistema d’adsorció de tamis moleculars adopta una alumina vertical i una estructura de doble capa activada amb un tamís molecular adsorber amb commutació a llarg termini. La vàlvula adsorbent i de commutació té una llarga vida útil, la pèrdua de commutació del sistema és petita, la resistència al llit és petita i hi ha mesures per evitar que el tamís molecular bufi i possibles mesures de tractament. L’escalfador de regeneració adopta un escalfador de vapor d’estalvi d’energia (el calefactor elèctric és recanvi).

4) La torre superior (torre de baixa pressió) i la torre d’argó de la torre de destil·lació adopten torres d’embalatge estructurades, cosa que redueix la resistència de la torre i millora encara més les taxes d’extracció d’oxigen i argó.
5) El Turbo Expander adopta un procés de frenada de reforç, reduint així la quantitat d’aire expandit i fent que la torre superior de la torre de destil·lació estable.
6) Es considera la recuperació del gas argó vaporitzat de la pressió atmosfèrica del dipòsit d’argó líquid a l’hora de dissenyar la unitat de separació d’aire. El gas argó vaporitzat del dipòsit d’emmagatzematge entra al dispositiu de recuperació del condensador d’argó i, després de ser condensat per nitrogen líquid, torna al dipòsit d’emmagatzematge d’argó líquid com a producte líquid d’argó; El nitrogen vaporitzat torna a la caixa freda del gasoducte de nitrogen brut per recuperar la capacitat de fred.

3.2 Disseny i selecció dels equips principals
1) Els equips de separació de l’aire adopten la tecnologia de producció d’argons sense hidrogen sense destil·lació, anul·la el procés d’hidrogenació i desoxigenació, simplifica molt la disposició de la planta lateral de la planta de producció d’oxigen principal en el disseny de fàbriques i estalvia la zona vegetal. Funcionament fiable, procés avançat, funcionament convenient, configuració raonable d’equips, seguretat i consum baix.
2) Els equips clau són totes les marques de renom internacional i nacional, el compressor d’aire principal és seleccionat d’Atlas, el reforç d’aire és seleccionat de Siemens, el compressor de nitrogen és seleccionat de l’Atles i el reforç d’oxigen és seleccionat entre Hangyang, que garanteix el funcionament fiable de l’equip.
3) La potència del motor del compressor d’aire principal és de 2x30000 kW, utilitzant un motor de freqüència variable, i els altres utilitzen un inici suau per reduir l’impacte sobre la xarxa principal. I el mode de funcionament centralitzat de la màquina/centralitzat s’adopta respectivament, cosa que pot adonar-se del control remot i l’aturada de l’equip i el control de l’estat de l’operació.
4) El reforç d’oxigen adopta un compressor d’oxigen de la turbina, tècnicament fiable i segur.
5) El tamís molecular adopta una estructura vertical i el pipeline adopta un disseny de dos anells. La diferència d’alçada entre el gasoducte de l’anell inferior i el gasoducte superior és de 18 m, i la temperatura i la pressió del medi de gas a la canalització canvien alternativament. El disseny utilitza el programari Caesarii per realitzar anàlisis de tensió de canonades i establir brackets de molla raonables i claudàtors fixos.

6) L’aigua de refrigeració circulant requerida pel motor adopta un sistema de circulació de llaç tancat sense descàrrega externa. L’aigua viva i neteja de diversos edificis de la zona de la planta es recupera i es processa centralment per aconseguir una descàrrega d’aigües residuals zero.
7) Els principals condensadors de refrigeració i argó brut del dispositiu implementen un 1% de descàrrega de líquid per evitar l’acumulació d’impureses perilloses com els hidrocarburs.
8) El dispositiu té la capacitat de funcionar en condicions variables per assolir les condicions de funcionament més econòmiques del dispositiu.

3.3 Funcions de disseny d'automatització
Segons els requisits de producció i procés, es configura un sistema DCS per a cadascun dels dos sistemes de separació d’aire de 60000 m/h per completar el control i el control centralitzats del sistema de separació principal del compressor i el sistema de separació d’aire, el sistema d’aigua circulant i el procés de canonades integrades externes. El sistema d’automatització consisteix en una estació d’operadors, DCS i E/S Station2. Les estacions de treball de DCS i de l'operador estan connectades per Ethernet i les estacions DCS i d'E/S estan connectades per bus. La connexió entre l'estació d'E/S o els DC i els components de camp està connectada mitjançant cables de control. L’estació d’operadors es concentra a la sala de control de la producció d’oxigen.

3.3.1 Estació d'operadors
L’estació d’operadors i l’estació de control de camp es comuniquen entre ells per assolir les funcions següents:

1) Visualització de paràmetres de procés de producció, pantalla del diagrama de flux, pantalla d'alarma i pantalla de corba de tendència històrica.

2) Selecció del mode de funcionament de control: control manual a la màquina, control manual HMI i control automàtic.

3) Modifiqueu el valor establert o opereu directament el funcionament dels equips de control mitjançant el diàleg humà-ordinador.

4) Informe de producció Impressió i impressió d’alarma, etc.

3.3.2 DCS i E/S Estació

L’estació de control de camp és l’equip bàsic per realitzar el control de processos. Proporciona la interfície d'E/S amb el procés de producció, realitza el control de processos, la recollida de dades, el càlcul de paràmetres, etc., i després produeix el senyal de control calculat a l'actuador de camp a través del mòdul d'E/S, realitzant així el control de PID, el control de seqüències, el control d'interlocking lògic, etc. del procés de producció. Les funcions de control dels DC d’aquest projecte inclouen principalment: recollida i processament de la temperatura, la pressió, el flux, el nivell, l’anàlisi i altres dades; Control de la temperatura, la pressió, el flux, el nivell de líquid, la resistència, etc .; Control entrellaça i control anti-purge del compressor d'aire; Control de la torre de refrigeració; Control de sincronització de la purificació del tamís molecular; Inici i atureu el control del compressor de turbines d’oxigen; Control entrellaça i control anti-purge del compressor de nitrogen, etc .; Control de funcionament de cada bomba.

4 Efecte de funcionament
L’equip funciona de manera estable i la unitat de separació d’aire no ha experimentat cap fallada ni tancament des que es va posar en funcionament. El consum d’energia de l’equip es redueix i la unitat equivalent a la producció d’oxigen el consum d’energia (compressió interna) és de 0,55 kW · h/m. El cost operatiu es redueix i la planta de producció d’oxigen compta amb un personal fix de 30 persones.

5 Conclusió
En dissenyar racionalment la composició d’acer, es va utilitzar la injecció de nitrogen al forn TSR per dur a terme una aliatge de nitrogen per desenvolupar acer inoxidable 20CR13N. El procés de producció és senzill, de baix cost, alta puresa i composició estable. Tots els indicadors de rendiment de la franja d’acer en calent de 20CR13N desenvolupada compleixen els requisits de la producció d’assaig. Mitjançant l’aliatge de nitrogen, es millora significativament la resistència i la resistència a la corrosió del producte.