A NewTek 40000m/h légszivárgási egység teljes folyamatáramlása magyarázza a nitrogén csatlakozásának a levegő -elválasztó egység argonrendszerében történő hatását az upstream és a downstream folyamatokra, elemzi a nitrogén -dugó rendszerben lévő nitrogén -dugás okainak kiváltó okát, és optimalizálja a működési folyamatot, hogy biztosítsák az outputive egység kimenetét.
Kulcsszavak:levegő elválasztó egység; nitrogén csatlakozás; üzemeltetési folyamat optimalizálása
Tartalom
1. Mi a nitrogén csatlakoztatása
2.1 A nitrogén csatlakozási és kezelési intézkedéseinek okainak elemzése
2.3 Kezelési intézkedések a nitrogén csatlakoztatása után
3.A nitrogén csatlakozásának megakadályozására szolgáló működési folyamat optimalizálása
1. Mi a nitrogén csatlakoztatása
A nitrogén dugás az argon rendszerekben gyakori hiba. Az Argon rendszer nyers argon torony kondenzátorában, a nyers argon frakcióban lévő túlzott nitrogéntartalom miatt, nagy mennyiségű nitrogén lép be a nyers argon kondenzátorba a Booster -toronyon keresztül, a nyers argon frakcióval együtt. Mivel a nyers argon kondenzátor hőátadási hőmérsékleti különbségét a nyers argon frakció tartalma szerint tervezzük, ha a nyers argon kondenzátorba belépő nagy mennyiségű nitrogén nem kondenzálható, akkor fokozatosan felhalmozódik a nyers argon kondenzátorban, ami a nyers argon kondenzátor hőcserélő hőmérsékleti különbségét kisebb és kisebbé válik, amíg a hőcsere nem történik meg, amíg a hőcserélő nem történik meg. Az emlékeztető torony nem tudja mosni a nyers argon frakciót a nyers folyékony argon nélkül, mint reflux folyadék, és az argon frakció reflux folyadék, amely a desztillációs toronyba visszatér, csökken, és az argon frakció extrahálása szintén csökken. A nyers argon torony emelkedő gázáramlása csökken, ami végül folyékony szivárgáshoz vezet a toronylemezen, a nyers argon torony desztillációs állapotának romlásához és a nitrogén dugás kialakulásához.
40000 m/h molekuláris sziták teljes folyamatban lévő kabát kompressziós folyamatú levegő elválasztó egység, amelyet a NewTek gyárt. Az egységet úgy tervezték, hogy 40000 m3/h oxigént, 80000 m3/h nitrogént és 1500 m3/h argont termeljen. Jelenleg a vállalat egyik legnagyobb oxigénellátási egysége, amely a teljes kapacitás 17% -át teszi ki. Elsősorban felelős a gázforrások szállításáért a vaskészítéshez, az acélgyártáshoz, az acélgördítéshez és más energiarendszerekhez.
2023. május 22 -én a levegő elválasztó egység nitrogéndugóval rendelkezik az Argon rendszerben. Az argongáz argon tartalma a nyers argon torony kimenetén kevesebb, mint 92%volt, és az argon frakció áramlási sebessége az eredeti 31000 m3/h -ről 13 000 m3/h -re esett. A meghibásodás után az operátor ténylegesen elkerülte az oxigén és a nitrogén tisztaságának ingadozását az oxigén mennyiségének csökkentésével (40000 m/h -ről 36000 m3/h -re), manuálisan szabályozva a szelepet a folyékony argon szellőzőnyíláshoz a nyers argon kondenzátorba való belépéshez (a nyers argon szellőzőnyílás megnyitása érdekében.
2023. június 30 -án, 15: 10 -kor, az Argon Contentanalízis -táblázat a 9. számú levegő -elválasztó egység nyers Argon II toronyjának kimenetén megfigyelte, hogy a nyers argon tisztasága 98,6% -ról esni kezdett, és 15: 38 -kor 97,06% -ra esett vissza. 16: 12 -kor a szolgálatban lévő személyzet a nyers argon tisztaságát a normál tisztasághoz (98,7%felett) igazította. A nitrogén bedugásának fő oka ezúttal: Az argon frakciót 11%~ 12%-on kontrolláltuk, és a kontrollált argon frakció magas volt, és hosszú ideig tartott. A nyers argon 1550 m/h áramlási sebessége ritka, és ezt körülbelül 1600 m/h körül kell szabályozni. A nyers argon kondenzátor folyékony levegőszintje 298 mm, és a kondenzátor nagy hűtési képességgel rendelkezik, ami az Argon frakció áramlási sebességének növekedését okozza, de a nyers argon áramlási sebessége nem változik. Az argon frakcióban lévő nitrogénkomponens addig felhalmozódik a nyers argon kondenzátorban, amíg a nyers argon kondenzátor nem működhet normálisan, és a nitrogén -csatlakozás megtörténik. E két kudarcra válaszul a technikusok megvizsgálták, hogy lehetséges -e hatékonyan ellenőrizni a nyers argon toronyba belépő nitrogéntartalmat optimalizált műveletek révén, hogy megakadályozzák a nyers argon torony nitrogén dugásának előfordulását. A releváns hazai irodalom megkeresése után azonban a legtöbbjük bevezetése a nitrogén -csatlakozás utáni műveletekbe, és kevés tanulmány van a nitrogén -csatlakozás megelőzéséről. Ezért kutatást kell végeznie erről a munkáról.
2. A folyamat folyamatát
Miután a nyers levegő áthalad egy öntisztító légszűrőn a por és a mechanikus szennyeződések eltávolítása érdekében, az integrált gép által kb. Ezután a levegőt két útra osztják, az egyik belép a fő hőcserélőbe, és a reflux piszkos nitrogénnel, a tiszta nitrogénnel, az oxigénnel és a folyékony argonnal történő hőcserével lép be az alsó toronyba; A másik belép a felső toronyba, miután a bővítőt kibővítették és hűtik. A folyamatos tömegátvitel és a hőátadás után a felső torony alján tiszta folyékony oxigént generálnak, és a gáz nitrogénnel generálódik.
Az argon frakciógázáramot a felső torony alján lévő megfelelő helyzetből húzzák, és elküldik a desztillációhoz a durva Argon I toronyhoz, hogy csökkentsék az oxigéntartalmát, majd a nyers argon I torony tetejéről húzott gázt elküldjük a durva argon II toronyhoz a mély argon és az oxigén elválasztás céljából. A nyers Argon Tower II teteje egy kondenzátor párologtatóval van felszerelve, amely hideg forrásként használja az alhűtőből kihúzott folyékony levegőt. A nyers argongáz nagy része használható a nyers argon torony reflux folyadékjaként, miután a kondenzátor párologtatója kondenzált. A fennmaradó részt a II. Durva Argon -torony desztillálja. A nyers argongáz oxigéntartalmával<2x106 is obtained at the top of the crude argon tower II and sent to the pure argon tower. High-purity refined liquid argon is obtained at the bottom of the pure argon tower and is drawn out of the cold box as the product liquid argon.
Az oxigént oxigénnel dúsított égésként használják a kohárokban és az oxigén a konverter olvasztásához; A nitrogént műszer -gázforrásként és védőgázként használják, és a konverter salak fröccsenéséhez stb.; Az argont elsősorban nagy igényű acélfajták olvasztására használják. A folyékony termékeket piaci feltételek szerint exportálják.
1. ábra A levegő elválasztó egység Argon rendszerének egyszerűsített folyamatáramlási diagramja
2.1 A nitrogén csatlakozási és kezelési intézkedéseinek okainak elemzése
A nyers argon torony oszlik az I. argon toronyra és a II. Durva Argon -toronyra. Az I. nyers argon torony az oxigén és az argon előzetes elválasztására szolgál, és a nyers argon torony II az oxigén és az argon végső elválasztására szolgál. Az argonrendszer folyamatfolyamat-diagramját az 1. ábra mutatja. A gáznemű argon frakcióban lévő oxigénkomponensek többsége a növekvő folyamat során kondenzálódik, míg az alacsony forrású nitrogénkomponensek nem lesznek kondenzálódnak, és mind a nyers argonban maradnak, így a nitrogéntartalom nitrogéntartalmának nitrogéntartalmát a nitrogéntartalom nitrogéntartalmának nitrogéntartalma. A nitrogén tartalma a nitrogén tartalmának nitrogéntartalmában. Ha az argon frakcióban lévő nitrogéntartalom túl magas, akkor a nitrogén -dugás az Argon rendszerben fordul elő. Amikor a nitrogén csatlakoztatása bekövetkezik, a nyers argon torony kondenzátor kondenzációs oldalán lévő kisülési szelepet időben kinyitni kell, hogy a kondenzációs oldalon felhalmozódott nitrogénkomponenseket időben kibírja. Ha ez egy enyhe nitrogén csatlakozás, akkor ez a művelet gyorsan visszaállíthatja a nyers argon tornyot.
2.2 A nitrogéndugó hatása
Először, amikor a nyers argon II torony kondenzátor nitrogéntartalma növekszik, a nyers argon II torony kondenzátor hőcserélési hőmérsékleti különbsége csökken, a hőterhelés csökken, a folyékony levegő elpárologása szintén csökken, és a nyers argon II. Torony kondenzátorába belépő folyékony levegő mennyisége szintén csökkenni fog. A nyers argon II torony kondenzátor folyékony levegő bemeneti szelepét bezárják, ami az alsó toronyban a folyékony levegő mennyiségének növekedését eredményezi, a felső toronyhoz vezető folyékony levegő mennyiségének növekedését, és a felső torony folyékony levegő fojtószelepének kinyitása. A frakcionáló torony felső toronyjának reflux aránya növekszik, és a termék oxigén tisztasága csökken.
Másodszor, a nyers argon II -toronyban kondenzált nyers argon mennyisége csökken, a torony nyomása növekszik, az ellenállás csökken, és a frakcionáló torony felső toronyból kivont argon frakció mennyisége csökken, ezáltal növeli a növekvő gázmennyiséget az argon frakciós porlasztási pontja a frakció felső részének és a redukciós redukciós redukciós aránynak, és a redukciós redukciós redukciós redukciós arányt, és a redukciós arányt az alapvető redukciós aránynak, és az argon frakció extraht. nitrogén.
Végül, mivel a nyers Argon II torony nem tud normálisan működni, és a hőcserélési hatás romlik, az argon rendszerbe belépő argon frakcióáram fokozatosan csökken, amíg el nem éri a nullát, és a finomított argon rendszer kilép, és a termék folyékony argonja csökken vagy a termelés leállítása. Súlyos esetekben ez rendellenességeket is okoz a nyers argon rendszerben, valamint a desztillációs torony működési körülményeiben is, befolyásolva a termék oxigén és nitrogén tisztaságát és kimenetét.
2.3 Kezelési intézkedések a nitrogén csatlakoztatása után
Három fő kezelési módszer létezik a nitrogén csatlakozására, amelyet különböző okok okoznak.
1) Csökkentse az oxigén extrahálási térfogatát 34 -re, 000 ~ 37, 000 m3/h, majd csökkentse a nyers argon II torony kondenzátorának folyékony levegő bemeneti szelepének kinyitását, csökkentse az argon frakció áramlási sebességét és a nitrogénkomponensek mennyiségét az argon frakcióban, és megnyitja a csengőgáz -felszabadulást. Ebben az időben az egyes feldolgozási szelepek nyitási méretét a nitrogén csatlakozási foka határozza meg, és figyelembe kell venni a termék nitrogén tisztaságát. Ha a nitrogén minősége nem felel meg a követelményeknek, akkor azt ki kell vonni a nitrogén -csővezeték -hálózatból, majd a folyadékrendszert a fővonal előállításának és a nitrogén -csővezeték -hálózat egyensúlyának megfelelően kell kiegészíteni. Miután az Argon rendszer visszatér a normál állapotba, a nitrogén minőségét beállítják.
2) A felső torony folyadék nitrogén fojtószelepének kinyitásának beállításával ellenőrizze a folyékony levegő tisztaságát. Ha a folyékony levegő tisztasága túl alacsony, ez azt jelenti, hogy a frakcionáló torony alsó toronyjának reflux aránya növekszik, és a folyékony nitrogén mennyisége túl sok. Meg kell nyisni a felső torony folyékony nitrogén fojtószelepet, hogy a felesleges folyékony nitrogént eljuttassa a felső toronyba vagy a folyékony nitrogén tárolótartályba, csökkentse az alsó torony reflux arányát, és növelje a folyékony levegő tisztaságát. A folyékony levegő emelkedése után a folyékony levegőben a nitrogénkomponens csökkenése miatt a nyers Argon II torony kondenzátor hőterhelése ugyanabban a folyékony levegőszinten csökken. Ezért meg kell nyitni a nyers argon II torony kondenzátor folyékony levegő bemeneti szelepének kinyitását, hogy biztosítsa az argon frakció áramlásának kinyerését.
3) A nyers argon II torony kondenzátor folyékony levegő szintjének csökkentésével és a nyers argon II torony kondenzátor hőterhelésének csökkentésével ellenőrizhető az argon frakció kitermelésének mennyiségét és csökkentheti a nyers argon toronyba belépő nitrogénkomponens -tartalmat. A nyers argon áramlásának megfelelő növelése révén a nitrogénkomponens tartalmát a nyers argon toronyban jobban ki lehet venni, ezáltal csökkentve a nitrogéntartalom felhalmozódását a nyers argon toronyban. A kihozott oxigén mennyiségének csökkentése és a kihúzott nitrogén mennyiségének növelése a fő torony argonban gazdag területét felfelé mozgathatja, csökkentheti az argon komponens tartalmát az argon frakcióban, és csökkentheti a nitrogén-összetevők tartalmát.
A fenti elemzésből látható, hogy a nyers argon torony nitrogén csatlakozásának fő oka az, hogy az argon frakcióban lévő nitrogénkomponens tartalma a nyers argon toronyba belépő argon frakcióban növekszik, ami a nyers argon torony kondenzátorának hőmérsékleti különbségét csökkenti, és a hőterhelés csökkenése addig, amíg nem működik. Ezért a kondenzátorba belépő nitrogéntartalom csökkentése a technikai kulcsa a probléma javításához.
3 A működési folyamat optimalizálása a nitrogén csatlakozásának megakadályozására
A 9. számú levegő -elválasztó egység közvetett módon figyeli a nyers argon gáz nitrogéntartalmát azáltal, hogy figyelemmel kíséri az argon tartalmat a nyers argon gázban, és irányítja a személyzet működését. Ennek a nagy levegő -elválasztó egységnek a fő módja annak, hogy megakadályozzák a nyers argon torony nitrogén csatlakozását, az, hogy beállítsuk a nyers argon II torony kondenzátorának folyékony levegő bemeneti szelepének kinyitását az argon frakció argon tartalma szerint, hogy az argon frakció áramlási sebessége és a nyers argon mennyiség megegyezzen.
A nyers argon toronyban a nitrogén csatlakoztatásának megakadályozására szolgáló munkaparamétereket az 1. táblázat mutatja.
| 1. táblázat: Működési paraméterek a nitrogén csatlakozásának megakadályozására a nyers argon toronyba | |||
| Argon frakció argon tartalom/% | Folyékony levegő szabályozó szelepnyílás/% | Argon frakció áramlási sebessége/m³ | Durva argon térfogat/(m³/h) |
| 11.5~12.5 | 20.5~20.8 | 26000~29000 | 1700 |
| 11.5~12.5 | 20.3~20.6 | 25000~27000 | 1600 |
| 11.0~12.0 | 20.0~20.5 | 24000~26000 | 1500 |
| 10.5~11.0 | 19.5~20.0 | 22000~24000 | 1400 |
| 10.0~10.5 | 19.0~19.5 | 21000~23000 | 1300 |
| 10.0~10.5 | 18.5~19.0 | 20000~22000 | 1200 |
| 9.5~10.5 | 18.0~18.5 | 19000~21000 | 1100 |
| 9.0~10.0 | 17.5~18.0 | 18000~20000 | 1000 |
3.1 Működési módszer
1) Napi működés közben, ha az Argon -tartalom az Argon frakcióban meghaladja a referenciatartományt, először állítsa be az alsó torony folyékony levegő fojtószelepének kinyitását a felső torony reflux arányának növelése érdekében, és az argon frakcióáramlási sebessége kevesebb lesz, mint a referenciaérték. Másodszor, állítsa be a nyers argon összeget, hogy nagyobb legyen, mint a referenciaérték. Ha az alsó torony folyékony levegő fojtószelepének kinyitása meghaladja a referenciatartományt, akkor beállíthatja a nyers argon II torony kondenzátor folyékony levegő szintjét, hogy visszatérjen a nyers argon II torony kondenzátor folyékony levegő bemeneti szelepének nyílásához a normál referenciatartományba. Ha a nyers argon mennyiség meghaladja a referenciatartományt, állítsa be a cseppfolyósítóba belépő nyers argon mennyiséget, hogy a nyers argon összeget a normál referenciatartományba adja.
2) A termékből származó túlzott oxigén extrakció elkerülése érdekében a felső határérték -riasztási érték hozzáadható a termék oxigén extrahálásához a DCS rendszerben. Ez az érték 1000 m3/h -vel növelhető a termék oxigénkimenetének működési értéke alapján, a műszak munkakörülményei szerint. Amikor a rendszer riasztja, a kezelőnek a munkakörülmények alapján meg kell határoznia a túlzott limit okát, állítsa vissza a termék oxigén kimenetét az eredeti értékre, és megfelelő módon csökkentse a nyers argon II torony kondenzátor folyékony levegő bemeneti szelepének kinyitását. Miután az argon frakció normál, állítsa be a nyers argon II torony kondenzátor folyékony levegő bemeneti szelepének kinyitását a referenciaértékhez.
3) Ha a folyékony levegő tisztasága túl alacsony, akkor növelni kell a felső torony folyékony nitrogén fojtószelepének kinyitását, állítsa be a folyékony levegő tisztaságát, megfelelően csökkentse a nyers argon II. Torony kondenzátor folyékony levegő bemeneti szelepének kinyitását, stabilizálja az argon frakció áramlási sebességét az argon rendszer terhelésének fluktuációjában.
4) A fenti műveletekhez képest a változó terhelésű művelet bonyolultabb. Általánosságban elmondható, hogy az expander rendszer, a fő hőcserélő rendszer, a frakcionáló toronyrendszer és az Argon rendszer, amelyet a levegő elválasztó egység változó terhelésű működtetésére terveztek, többnyire folyékony oxigén munkakörülmények, amelyek megkövetelik a tágulási térfogat növelését, a levegő elválasztó egység hűtési képességének növelését és a felesleges gáznemű termékek átalakítását folyékony termékekké, de ez a folyamat több paraméterben változásokat okoz. A terheléscsökkentő műveletet befolyásoló kulcsfontosságú tényező a felső torony folyadék nitrogén fojtószelepe, amely egy precíziós szelep, amelyet a felső torony lefelé irányuló folyadékának beállításához használnak, és a fojtószelepet is felhasználhatják a hűtéshez. A szelep kiegészítők, beleértve a szeleptestet és a szelepmozgatót, importálódnak, különösen a működtetőben lévő helymeghatározó kulcsfontosságú elem, és a nyílás közvetlenül befolyásolja a torony fő működési állapotát, majd befolyásolja az egyes közepes termékek tisztaságát. Mivel a felső torony folyékony nitrogén fojtószelepe a felső torony teteje közelében helyezkedik el, a fojtószelepen áthaladó folyékony nitrogén egy része elpárolog, tovább csökkentve a nitrogén hőmérsékletét és a hűtési képesség részét képezi. Ezért a felső torony folyékony nitrogén fojtószelepet nagy érzékenységű szelepként kell beállítani. Amikor a stabil munkakörülményekről más munkakörülményekre változik, a nyitási beállítási összeg nem haladhatja meg a 0. 2 fokot minden alkalommal. Ha a szelep beállítása meghaladja a 0. 2 fokot, akkor a nitrogén tisztasága romlik. Ahogy a felső toronyhoz vezető folyékony nitrogén csökken, az alsó toronyra történő refluxált folyékony nitrogén növekszik. Ezenkívül az alsó torony levegő nedvességtartalma nagy, és a folyékony levegő tisztasága növekszik. Az Argon rendszer stabil működésének biztosítása érdekében a nyers Argon II torony kondenzátor folyékony levegő bemeneti szelepének kinyitását úgy kell beállítani, hogy valamivel kevesebb legyen, mint a referenciaérték. Ahogy a folyékony oxigén kimenete növekszik, más termékközegek kimenete csökken.
3.2 Alkalmazáshatás
A levegő -elválasztó egységek által termelt különféle gáztermékeket gyakran nagy mennyiségben szellőztetik a gázfogyasztás völgyi periódusa miatt. Ha a felhasználói kereslet változásai szerint nem módosíthatók időben, akkor ez egyensúlyhiányt eredményez a gáztermékek kínálatában és keresletében, és erőforrások pazarlását okozhatja. A downstream párologtatási egységet olyan tényezők befolyásolják, mint például a szén típusú váltás, a kemence megfordítása és a terhelés beállítása, és az oxigénfogyasztás gyakran megváltozik. A csővezeték nyomásának stabilitásának fenntartása érdekében a 9. számú levegős elválasztó egység prioritást élvez a levegő elválasztó egység teljes terhelésváltozásának és az Argon rendszer terhelésváltozásának működésében, hogy megfeleljen a gazdasági üzemeltetési követelményeknek a fővonal -egység kiegyensúlyozatlan oxigénfogyasztása alatt. A nitrogén csatlakozásának megakadályozására szolgáló művelet során a termék tisztasága és kimenete nem esett le a szabvány alá. A felhasználói igények kielégítésének feltételezésére a felesleges folyékony termékek exportálhatók, ami javítja a független működési képességet.
4 Következtetés
Az optimalizált üzemeltetési tervek alkalmazása és végrehajtása révén a NewTek Air Severation Unit jó eredményeket ért el az argon rendszer nitrogén-dugásának megakadályozásában, az argon rendszer nyers argon toronyja általában működik, az oxigén, a nitrogén és az argon termékek garantáltan történő garantált, és az argon termékek fejlesztése, és az argon termékek fejlesztése, és a légkondicionálás elősegíti a céget.
