Proizvodnja jekla zahteva velike količine industrijskih plinov za vzdrževanje učinkovitih in stabilnih metalurških procesov. Kisik, dušik in argon so bistveni pri vseh postopkih izdelave železa, rafiniranja jekla, litja in toplotne obdelave.
Enote za ločevanje zraka (ASU) ločujejo atmosferski zrak v pline visoke-čistosti z uporabo napredne kriogene tehnologije, kar jeklarnam omogoča neprekinjeno oskrbo s plinom in optimizirano proizvodno zmogljivost.
Kot izkušen proizvajalec NEWTEK zagotavlja zanesljive rešitve za ločevanje zraka, zasnovane posebej za zahtevne pogoje delovanja sodobnih jeklarn.
01
Oskrba s kisikom za proizvodnjo železa v plavžu
Kisik iz sistemov ASU poveča učinkovitost zgorevanja v plavžih, zmanjša porabo koksa, stabilizira delovanje in poveča zmogljivost proizvodnje železa.
02
Uporaba kisika pri izdelavi jekla s kisikovo pečjo (BOF).
Kisik -visoke čistosti podpira odstranjevanje nečistoč pri izdelavi jekla s kisikom, kar omogoča hitrejše reakcije rafiniranja, natančen nadzor sestave in dosledno kakovost jekla.
03
Uporaba argona v sekundarni metalurgiji in rafiniranju lonca
Mešanje z argonom izboljša enakomernost staljenega jekla, odstrani vključke, prepreči oksidacijo ter izboljša čistost jekla in mehanske lastnosti.
04
Uporaba dušika v operacijah jeklarne
Dušik zagotavlja inertno zaščito, preprečevanje oksidacije, čiščenje cevovodov in varnostno podporo, kar zagotavlja stabilno in varno delovanje jeklarne.
Stabilna oskrba z dušikom in argonom ščiti staljeno jeklo med neprekinjenim litjem, preprečuje oksidacijo in zmanjšuje površinske napake.
Integrirani kriogeni ASU proizvaja kisik, dušik in argon v enem sistemu za učinkovito upravljanje plina.
Prilagojeni dizajni ustrezajo zmogljivosti jeklarne in zahtevam procesa.
Zanesljivo delovanje zagotavlja neprekinjeno delovanje in dolgoročno stabilnost proizvodnje-.
Prilagojena zasnova zmogljivosti sistema
NEWTEK oblikuje ASU sisteme, prilagojene specifičnim zmogljivostim jeklarne in procesnim potrebam, ki zagotavljajo optimiziran izpust plina in učinkovito delovanje.
Visoka učinkovitost čistega plina
Napredna tehnologija ločevanja zagotavlja dosledno visoko{0}}čist kisik, dušik in argon, kar podpira natančne metalurške procese in stabilno kakovost proizvodnje.
Inteligentni nadzorni sistem
Pametna avtomatizacija omogoča-nadzor v realnem času, natančen nadzor parametrov in učinkovito upravljanje sistema, kar izboljšuje varnost delovanja in produktivnost.
| Parametri delovanja enote za ločevanje zraka | ||||||
| Ime | Izhod po konstrukcijskih pogojih/(m³·h-¹) | Največja delovna moč/(m³·h-¹) | Najmanjša delovna moč/(m³·h-¹) | Največja proizvodnja tekočega kisika v delovnem stanju/(m³·h-¹) | čistost/% | Tlak/MPa |
| kisik | 60000 | 63000 | 45000 | 45000 | O₂ 99.6% | 1 |
| Tekoči kisik | 4000 | 3300 | 3000 | 7000 | O₂ 99.6% | Lahko vstopi v skladiščni rezervoar |
| Kisik srednjega tlaka | 30000 | 30000 | 22500 | 22500 | O₂99.6% | 2.5 |
| Nizkotlačni dušik | 70000 | 70000 | 52500 | 52500 | O₂0.0005 | 0.8 |
| Srednjetlačni dušik | 40000 | 40000 | 30000 | 30000 | O₂0.0005 | 2.5 |
| Tekoči dušik | 2000 | 2000 | 1500 | 0 | O₂0.0005 | Lahko vstopi v skladiščni rezervoar |
| Tekoči argon | 700 | 730 | 540 | 620 | O₂0.0002/N₂0.0003 | Lahko vstopi v skladiščni rezervoar |
| Plin argon | 1800 | 1800 | 1350 | 1350 | O₂0.0002/N₂0.0003 | 3 |
3 Tehnične konstrukcijske značilnosti ločevanja zraka
3.1 Potek procesa
1) Enota za ločevanje zraka sprejme tok procesa popolne adsorpcije čiščenja z-molekularnimi siti pod nizkim tlakom, hlajenja ekspanzijskega mehanizma turbine s pospeševalnikom zraka, proizvodnje argona-brez vodika s polno destilacijo, notranjega stiskanja kisika produkta, zunanjega stiskanja dušika produkta in notranjega stiskanja argona. Ima zanesljivo delovanje, napreden proces, priročno delovanje, razumno konfiguracijo opreme, varnost in nizko porabo.
2) Sistem za predhlajenje zraka uporablja umazan dušik in krožečo vodo za hlajenje dušika, ki ima dobro prilagodljivost delovanja in v celoti izkoristi suh umazan dušik in presežek dušika. Struktura zračnega hladilnega stolpa sprejme potrebne in zanesljive ukrepe proti-poplavljanju s tekočino, da prepreči vstop vode brez megle v adsorpcijski sistem z molekularnim sitom.
3) Adsorpcijski sistem z molekularnim sitom uporablja navpično aktiviran aluminijev oksid + molekularno sito z dvojno-plastno strukturo molekularnega sita z dolgotrajnim-preklopom. Adsorbent in preklopni ventil imata dolgo življenjsko dobo, izguba preklapljanja sistema je majhna, upor postelje je majhen, obstajajo pa tudi ukrepi za preprečevanje prepihovanja molekularnega sita in morebitni ukrepi za obdelavo prepihovanja-. Regeneracijski grelnik uporablja energijsko-varčni parni grelnik (električni grelnik je rezervni).
4) Zgornji stolp (niz-tlačni stolp) in argonski stolp destilacijskega stolpa imata strukturirane polnilne stolpe, kar zmanjša odpornost stolpa in dodatno izboljša stopnjo ekstrakcije kisika in argona.
5) Turbo ekspander sprejme postopek pospeševalnega zaviranja, s čimer zmanjša količino ekspandiranega zraka in naredi zgornji stolp destilacijskega stolpa stabilen.
6) Rekuperacija uparjenega plina argona iz rezervoarja za shranjevanje tekočega argona pri atmosferskem tlaku je upoštevana pri načrtovanju enote za ločevanje zraka. Uparjeni plin argona v rezervoarju za shranjevanje vstopi v napravo za rekuperacijo kondenzatorja argona in se po kondenzaciji s tekočim dušikom vrne v rezervoar za shranjevanje tekočega argona kot proizvod tekočega argona; uparjeni dušik se vrne v cevovod za umazan dušik v hladni škatli, da obnovi zmogljivost hlajenja.
3.2 Načrtovanje in izbira glavne opreme
1) Oprema za ločevanje zraka uporablja tehnologijo proizvodnje argona-brez vodika s polno destilacijo, prekliče postopek hidrogenacije in deoksigenacije, močno poenostavi postavitev naprave za stranski razpon v glavni napravi za proizvodnjo kisika v tovarniški zasnovi in prihrani površino naprave. Zanesljivo delovanje, napreden proces, priročno delovanje, razumna konfiguracija opreme, varnost in nizka poraba.
2) Vse ključne opreme so mednarodno in domače priznane blagovne znamke, glavni zračni kompresor je izbran pri Atlasu, ojačevalnik zraka je izbran pri Siemensu, kompresor za dušik je izbran pri Atlasu, ojačevalnik kisika pa pri Hangyangu, kar zagotavlja zanesljivo delovanje opreme.
3) Moč motorja glavnega zračnega kompresorja je 2x30000 kW z uporabo motorja s spremenljivo frekvenco, drugi pa uporabljajo mehak zagon za zmanjšanje vpliva na glavno električno omrežje. Sprejet je način-način delovanja na strani stroja/centraliziran način delovanja, ki lahko realizira oddaljeni nadzor zagona in zaustavitve opreme ter spremljanje stanja delovanja.
4) Ojačevalec kisika uporablja turbinski kisikov kompresor, ki je tehnično zanesljiv in varen.
5) Molekularno sito ima navpično strukturo, cevovod pa ima postavitev dveh-obročev. Višinska razlika med spodnjim in zgornjim obročnim cevovodom je 18 m, temperatura in tlak plinskega medija v cevovodu pa se spreminjata izmenično. Zasnova uporablja programsko opremo CAESARII za izvedbo analize napetosti v cevovodu in nastavitev razumnih vzmetnih nosilcev in fiksnih nosilcev.
6) Kroženje hladilne vode, ki jo potrebuje motor, ima zaprt{1}}krožni sistem brez zunanjega izpusta. Življenjska voda in voda za čiščenje različnih zgradb na območju obrata se centralno zbira in predeluje, da se doseže ničelno odvajanje odplak.
7) Kondenzatorji glavnega hlajenja in surovega argona v napravi izvajajo 1-odstotno praznjenje tekočine, da preprečijo kopičenje nevarnih nečistoč, kot so ogljikovodiki.
8) Naprava ima možnost delovanja pod spremenljivimi pogoji za doseganje najbolj ekonomičnih delovnih pogojev naprave.
3.3 Značilnosti zasnove avtomatizacije
V skladu s proizvodnimi in procesnimi zahtevami je za vsakega od dveh sistemov za ločevanje zraka s 60000 m/h nastavljen en sistem DCS, da se dokonča centralizirano spremljanje in krmiljenje glavne naprave kompresorja in sistema za ločevanje zraka, krožnega vodnega sistema in zunanjega integriranega cevovodnega procesa. Sistem za avtomatizacijo sestavljajo operaterska postaja, DCS in I/O postaja2. DCS in delovne postaje operaterja so povezane z Ethernetom, DCS in I/O postaje pa z vodilom. Povezava med I/O postajo ali DCS in terenskimi komponentami je povezana s krmilnimi kabli. Operaterska postaja je skoncentrirana v kontrolni sobi za proizvodnjo kisika.
3.3.1 Operaterska postaja
Operaterska postaja in terenska nadzorna postaja komunicirata med seboj za doseganje naslednjih funkcij:
1) Prikaz parametrov proizvodnega procesa, zaslon diagrama poteka, zaslon alarma in prikaz zgodovinske krivulje trenda.
2) Izbira načina krmiljenja: ročno krmiljenje na stroju, ročno krmiljenje HMI in avtomatsko krmiljenje.
3) Spremenite nastavljeno vrednost ali neposredno upravljajte delovanje krmilne opreme prek dialoga človek-računalnika.
4) Tiskanje poročil o proizvodnji in tiskanje alarmov itd.
3.3.2 DCS in V/I postaja
Terenska nadzorna postaja je temeljna oprema za izvajanje vodenja procesa. Zagotavlja V/I vmesnik s proizvodnim procesom, izvaja krmiljenje procesa, zbiranje podatkov, izračun parametrov itd., nato pa posreduje izračunani krmilni signal terenskemu aktuatorju prek V/I modula, s čimer realizira PID krmiljenje, krmiljenje zaporedja, krmiljenje logičnega prepletanja itd. proizvodnega procesa. Nadzorne funkcije DCS tega projekta vključujejo predvsem: zbiranje in obdelavo procesne temperature, tlaka, pretoka, ravni, analize in drugih podatkov; nadzor temperature, tlaka, pretoka, nivoja tekočine, upora itd.; zaklepni nadzor in proti-prenapetostni nadzor zračnega kompresorja; nadzor hladilnega stolpa; časovna kontrola čiščenja z molekularnimi siti; nadzor zagona in zaustavitve kompresorja kisikove turbine; zaklepni nadzor in proti{6}}nadzor dušikovega kompresorja itd.; nadzor delovanja vsake črpalke.
4 Učinek delovanja
Oprema deluje stabilno, enota za ločevanje zraka pa od začetka delovanja ni imela nobene okvare ali zaustavitve. Poraba energije opreme je zmanjšana, ekvivalentna poraba energije za proizvodnjo kisika (notranja kompresija) pa je 0,55 kW·h/m. Obratovalni stroški so znižani, obrat za proizvodnjo kisika pa ima stalno zaposlenih 30 ljudi.
5 Zaključek
Z racionalnim načrtovanjem sestave jekla je bilo vbrizgavanje dušika v peči TSR uporabljeno za izvedbo legiranja dušika za razvoj nerjavečega jekla 20Cr13N. Proizvodni proces je preprost, poceni, visoke čistosti in stabilne sestave. Vsi kazalniki učinkovitosti razvitega vroče{6}}jeklenega traku 20Cr13N izpolnjujejo zahteve poskusne proizvodnje. Z dušikovim legiranjem se bistveno izboljša kaljivost in korozijska odpornost izdelka.
V: Kako izberemo pravilno zmogljivost ASU za našo jeklarno?
O: NEWTEK zagotavlja prilagojeno zasnovo zmogljivosti sistema na podlagi obsega proizvodnje, porabe plina in načrtov za prihodnjo širitev, da zagotovi optimalno zmogljivost in učinkovitost.
V: Kakšne stopnje čistosti plina lahko dosežejo sistemi NEWTEK ASU?
O: Naše enote za ločevanje zraka zagotavljajo -kisik, dušik in argon visoke čistosti, ki so primerni za uporabo v plavžu, jeklarstvu s kisikom in sekundarno metalurgijo.
V: Ali lahko sistem neprekinjeno deluje v -veliki proizvodnji jekla?
O: Da. ASU-ji NEWTEK so zasnovani za dolgoročno-neprekinjeno delovanje, kar zagotavlja stabilno oskrbo s plinom za proizvodna okolja jeklarne 24/7.
V: Kako inteligentni nadzorni sistem izboljša delovanje?
O: Pametni nadzorni sistem omogoča-nadzor v realnem času, avtomatizirane prilagoditve in diagnostiko na daljavo, kar izboljšuje operativno učinkovitost in varnost.
V: Kako energetsko-učinkovit je postopek ločevanja zraka NEWTEK?
O: Naša optimizirana kriogenska tehnologija zmanjšuje porabo energije, hkrati pa ohranja visoko proizvodnjo plina, kar jeklarnam pomaga znižati operativne stroške.
V: Ali je na voljo prilagoditev za različne postopke izdelave jekla?
O: Da. Vsak sistem je zasnovan v skladu s posebnimi metalurškimi procesi, profili povpraševanja po plinu in pogoji na lokaciji.
V: Kakšna tehnična podpora je na voljo med namestitvijo?
O: NEWTEK ponuja popolno tehnično pomoč, vključno z inženirskim svetovanjem, navodili za namestitev, zagonom in usposabljanjem operaterjev.
V: Kako zanesljiva je oskrba s plinom v obdobjih največje proizvodnje?
O: Naši sistemi so zasnovani s stabilnim nadzorom procesa in visoko{0}}kakovostnimi komponentami, ki zagotavljajo neprekinjeno oskrbo s plinom pri velikih delovnih obremenitvah.
V: Ali se lahko ASU integrira z obstoječo infrastrukturo obrata?
O: Da. NEWTEK oblikuje prilagodljive integracijske rešitve, ki so združljive z obstoječimi cevovodi, nadzornimi sistemi in postavitvami proizvodnje.
V: Kakšne dolgoročne-koristi lahko jeklarne pričakujejo od namestitve ASU?
O: -Proizvodnja plina na lokaciji izboljša učinkovitost, zmanjša odvisnost od zunanjega plina, zniža stroške in podpira cilje trajnostne proizvodnje jekla.