کارخانه فولاد

کاربردهای واحد جداسازی هوا در کارخانه های فولادی

 

تولید فولاد به حجم زیادی از گازهای صنعتی برای حفظ فرآیندهای متالورژی کارآمد و پایدار نیاز دارد. اکسیژن، نیتروژن و آرگون در طول عملیات آهن‌سازی، پالایش فولاد، ریخته‌گری و عملیات حرارتی ضروری هستند.

واحدهای جداسازی هوا (ASU) هوای اتمسفر را با استفاده از فناوری پیشرفته برودتی به گازهای{0} با خلوص بالا جدا می‌کنند و کارخانه‌های فولاد را قادر می‌سازند تا به عرضه گاز مداوم و عملکرد تولید بهینه دست یابند.

NEWTEK به عنوان یک تولید کننده با تجربه، راه حل های قابل اعتماد جداسازی هوا را ارائه می دهد که به طور خاص برای شرایط عملیاتی سخت کارخانه های فولاد مدرن طراحی شده اند.

01

تامین اکسیژن برای آهن سازی کوره بلند

اکسیژن سیستم های ASU راندمان احتراق کوره بلند را افزایش می دهد، مصرف کک را کاهش می دهد، عملیات را تثبیت می کند و ظرفیت تولید آهن را افزایش می دهد.

02

کاربرد اکسیژن در فولادسازی کوره های اکسیژن پایه (BOF).

اکسیژن با خلوص{0} بالا از حذف ناخالصی در فولادسازی BOF پشتیبانی می‌کند و واکنش‌های پالایش سریع‌تر، کنترل ترکیب دقیق و کیفیت فولاد ثابت را ممکن می‌سازد.

03

استفاده از آرگون در متالورژی ثانویه و پالایش ملاقه

هم زدن آرگون یکنواختی فولاد مذاب را بهبود می بخشد، اجزاء را از بین می برد، از اکسیداسیون جلوگیری می کند و تمیزی و عملکرد مکانیکی فولاد را افزایش می دهد.

04

کاربردهای نیتروژن در سراسر عملیات کارخانه فولاد

نیتروژن حفاظت بی اثر، جلوگیری از اکسیداسیون، پاکسازی خط لوله و پشتیبانی ایمنی را فراهم می کند و از عملکرد پایدار و ایمن کارخانه فولاد اطمینان می دهد.

3 ویژگی های طراحی مهندسی جداسازی هوا

3.1 جریان فرآیند
1) واحد جداسازی هوا یک جریان فرآیندی-جذب تصفیه کامل غربال مولکولی با فشار کم، تبرید مکانیسم انبساط توربین تقویت‌کننده هوا، تولید آرگون رایگان هیدروژن با تقطیر کامل، فشرده‌سازی داخلی اکسیژن محصول، فشرده‌سازی خارجی نیتروژن محصول، و فشرده‌سازی داخلی آرگون را اتخاذ می‌کند. دارای عملکرد قابل اعتماد، فرآیند پیشرفته، عملیات راحت، پیکربندی تجهیزات معقول، ایمنی و مصرف کم است.

2) سیستم پیش خنک کننده هوا از نیتروژن کثیف و آب در حال گردش خنک کننده نیتروژن استفاده می کند که انعطاف پذیری عملیاتی خوبی دارد و از نیتروژن کثیف خشک و نیتروژن اضافی استفاده کامل می کند. ساختار برج خنک کننده هوا اقدامات لازم و قابل اعتماد ضد سیلاب مایع- را برای جلوگیری از ورود آب بدون غبار به سیستم جذب غربال مولکولی اتخاذ می کند.

3) سیستم جذب الک مولکولی از آلومینا فعال عمودی + الک مولکولی جاذب الک مولکولی دو لایه-با سوئیچینگ طولانی مدت استفاده می کند. جاذب و شیر سوئیچینگ عمر طولانی دارند، تلفات سوئیچینگ سیستم کم است، مقاومت بستر کوچک است، و اقداماتی برای جلوگیری از دمیدن غربال مولکولی و وزش احتمالی- اقدامات درمانی وجود دارد. بخاری بازسازی از بخاری{7}}بخار صرفه جویی در انرژی استفاده می کند (هیتر برقی یدکی است).

4) برج فوقانی ({1}}برج کم فشار) و برج آرگون برج تقطیر از برج‌های بسته‌بندی ساختاری استفاده می‌کنند که مقاومت برج را کاهش می‌دهد و نرخ استخراج اکسیژن و آرگون را بیشتر بهبود می‌بخشد.
5) توسعه دهنده توربو یک فرآیند ترمز تقویت کننده را اتخاذ می کند، در نتیجه مقدار هوای منبسط شده را کاهش می دهد و برج بالایی برج تقطیر را پایدار می کند.
6) بازیابی گاز آرگون تبخیر شده از مخزن ذخیره آرگون مایع با فشار اتمسفر هنگام طراحی واحد جداسازی هوا در نظر گرفته می شود. گاز آرگون تبخیر شده در مخزن ذخیره وارد دستگاه بازیابی کندانسور آرگون می شود و پس از متراکم شدن توسط نیتروژن مایع، به عنوان محصول آرگون مایع به مخزن ذخیره آرگون مایع باز می گردد. نیتروژن تبخیر شده برای بازیابی ظرفیت سرد به خط لوله نیتروژن کثیف جعبه سرد باز می گردد.

3.2 طراحی و انتخاب تجهیزات اصلی
1) تجهیزات جداسازی هوا از فن آوری تولید آرگون رایگان با هیدروژن تقطیر کامل استفاده می کند، فرآیند هیدروژناسیون و اکسیژن زدایی را لغو می کند، طرح کارخانه دهانه جانبی را در کارخانه اصلی تولید اکسیژن در طراحی کارخانه بسیار ساده می کند و منطقه کارخانه را نجات می دهد. عملکرد قابل اعتماد، فرآیند پیشرفته، عملیات راحت، پیکربندی تجهیزات معقول، ایمنی و مصرف کم.
2) تجهیزات کلیدی همه برندهای معتبر بین المللی و داخلی هستند، کمپرسور اصلی هوا از اطلس، تقویت کننده هوا از زیمنس، کمپرسور نیتروژن از اطلس و تقویت کننده اکسیژن از Hangyang انتخاب شده است که عملکرد مطمئن تجهیزات را تضمین می کند.
3) قدرت موتور کمپرسور هوای اصلی 2x30000 کیلو وات با استفاده از یک موتور فرکانس متغیر است و سایرین از شروع نرم برای کاهش ضربه به شبکه اصلی برق استفاده می کنند. و حالت عملیات جانبی/متمرکز دستگاه به ترتیب اتخاذ می‌شود، که می‌تواند کنترل از راه دور شروع و توقف تجهیزات و نظارت بر وضعیت عملکرد را محقق کند.
4) تقویت کننده اکسیژن از یک کمپرسور اکسیژن توربین استفاده می کند که از نظر فنی قابل اعتماد و ایمن است.
5) غربال مولکولی ساختار عمودی دارد و خط لوله از طرح دو حلقه ای استفاده می کند. اختلاف ارتفاع بین خط لوله حلقه پایین و خط لوله حلقه بالا 18 متر است و دما و فشار محیط گاز در خط لوله به طور متناوب تغییر می کند. این طرح از نرم افزار CAESARII برای انجام تجزیه و تحلیل تنش خط لوله و تنظیم براکت های فنری و براکت های ثابت استفاده می کند.

6) آب خنک کننده در گردش مورد نیاز موتور از یک سیستم گردش حلقه بسته بدون تخلیه خارجی استفاده می کند. آب زندگی و تمیز کردن ساختمان های مختلف در منطقه کارخانه به طور متمرکز بازیابی و پردازش می شود تا تخلیه فاضلاب به صفر برسد.
7) خنک کننده اصلی و کندانسورهای آرگون خام موجود در دستگاه، تخلیه مایع 1% را برای جلوگیری از تجمع ناخالصی های خطرناک مانند هیدروکربن ها اجرا می کنند.
8) دستگاه قابلیت کار در شرایط متغیر را دارد تا به صرفه ترین شرایط عملکرد دستگاه دست یابد.

3.3 ویژگی های طراحی اتوماسیون
با توجه به الزامات تولید و فرآیند، یک سیستم DCS برای هر یک از دو سیستم جداسازی هوا با سرعت 60000 متر بر ساعت برای تکمیل نظارت و کنترل متمرکز کارخانه اصلی کمپرسور و سیستم جداسازی هوا، سیستم آب در گردش و فرآیند خط لوله یکپارچه خارجی راه اندازی شده است. سیستم اتوماسیون شامل یک ایستگاه اپراتور، DCS و ایستگاه ورودی/خروجی2 است. ایستگاه های کاری DCS و اپراتور توسط اترنت و ایستگاه های DCS و I/O با گذرگاه متصل می شوند. اتصال بین ایستگاه I/O یا DCS و اجزای میدان توسط کابل های کنترلی متصل می شود. ایستگاه اپراتور در اتاق کنترل تولید اکسیژن متمرکز شده است.

3.3.1 ایستگاه اپراتور
ایستگاه اپراتور و ایستگاه کنترل میدانی برای دستیابی به عملکردهای زیر با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند:

1) نمایش پارامترهای فرآیند تولید، صفحه نمودار جریان، صفحه هشدار و نمایش منحنی روند تاریخی.

2) انتخاب حالت عملیات کنترل: کنترل دستی در دستگاه، کنترل دستی HMI و کنترل خودکار.

3) مقدار تنظیم شده را تغییر دهید یا مستقیماً عملکرد تجهیزات کنترلی را از طریق گفتگوی انسانی{1}}رایانه انجام دهید.

4) چاپ گزارش تولید و چاپ زنگ هشدار و غیره.

3.3.2 DCS و ایستگاه I/O

ایستگاه کنترل میدانی تجهیزات اصلی برای تحقق کنترل فرآیند است. رابط ورودی/خروجی را با فرآیند تولید ارائه می‌کند، کنترل فرآیند، جمع‌آوری داده‌ها، محاسبه پارامتر و غیره را انجام می‌دهد و سپس سیگنال کنترل محاسبه‌شده را از طریق ماژول I/O به محرک میدان خروجی می‌دهد، در نتیجه کنترل PID، کنترل توالی، کنترل در هم قفل منطقی و غیره فرآیند تولید را محقق می‌کند. عملکردهای کنترلی DCS این پروژه عمدتاً عبارتند از: جمع آوری و پردازش دمای فرآیند، فشار، جریان، سطح، تجزیه و تحلیل و سایر داده ها. کنترل دما، فشار، جریان، سطح مایع، مقاومت و غیره؛ کنترل درهم تنیده و ضد{5}}کنترل ولتاژ کمپرسور هوا. کنترل برج خنک کننده؛ کنترل زمان تصفیه غربال مولکولی؛ کنترل شروع و توقف کمپرسور توربین اکسیژن؛ کنترل درهم تنیده و ضد{6}}کنترل ولتاژ کمپرسور نیتروژن و غیره؛ کنترل عملکرد هر پمپ

4 اثر عملیات
تجهیزات به طور پایدار کار می کنند و واحد جداسازی هوا از زمان راه اندازی هیچ گونه خرابی یا خاموشی را تجربه نکرده است. مصرف انرژی تجهیزات کاهش می یابد و واحد مصرف انرژی تولید اکسیژن واحد معادل (فشرده سازی داخلی) 0.55 کیلووات ساعت بر متر است. هزینه بهره برداری کاهش می یابد و کارخانه تولید اکسیژن دارای 30 پرسنل ثابت است.

5 نتیجه گیری
با طراحی منطقی ترکیب فولاد، تزریق نیتروژن در کوره TSR برای انجام آلیاژ نیتروژن برای تولید فولاد ضد زنگ 20Cr13N استفاده شد. فرآیند تولید ساده، کم هزینه، خلوص بالا و ترکیب پایدار است. همه شاخص‌های عملکرد نوار فولادی 20Cr13N توسعه‌یافته- نورد گرم، الزامات تولید آزمایشی را برآورده می‌کنند. از طریق آلیاژ نیتروژن، سختی پذیری و مقاومت در برابر خوردگی محصول به طور قابل توجهی بهبود می یابد.