Общо процес поток на NEWTEK GROUP 40000m/h въздух сепарация единица обяснява въздействие на азот включване аргон система на въздух сепарация единица на на напращащата и надолу по веригата процеси, анализи корена причината от азота включването аргона системата, формулира) съответстващите превантивни мерки, и оптимизиране операцията процеса за осигуряването изхода и чистотата на въздуха сепарация единицата.
Ключови думи:Единица за отделяне на въздух; азотен запушване; Оптимизация на процеса на работа
Съдържание
2.1 Анализ на причините за мерките за включване и лечение на азот
2.3 Мерки за лечение след запушване на азот
3. Оптимизиране на процеса на работа, за да се предотврати включването на азот
1. Какво е азотното включване
Азотното включване е често срещана грешка в аргоновите системи. В суровия кондензатор на аргоновата кула на аргоновата система, поради прекомерното съдържание на азот в суровата фракция на аргон, голямо количество азот ще влезе в суровия аргонов кондензатор през бустерната кула заедно с грубата фракция на аргона. Тъй като температурата на температурата на топлопреминаването на суровия аргонов кондензатор е проектирана според съдържанието на суровата фракция на аргона, ако голямо количество азот, влизащ в суровия аргонов кондензатор, не може да се кондензира, постепенно ще се натрупа в суровия аргонов кондензатор, докато не се появи обмен на топлинен обмен. Бустерната кула не може да измие грубата фракция на аргон без суров течен аргон като течност на рефлукс, а течността на рефракционния рефлукс, която се връща към дестилационната кула, ще намалее, а извличането на фракция на аргон също ще намалее. Повишаващият се газов поток в суровата аргонова кула ще намалее, което в крайна сметка ще доведе до изтичане на течност върху табелата на кулата, влошаване на състоянието на дестилация на суровата аргонова кула и образуването на азотен запушване.
40000 m/h молекулярно сито с пълен процес на яке за компресиране на въздуха Разделителна единица, произведена от Newtek. Устройството е проектирано да произвежда 40000 m3/h кислород, 80000 m3/h азот и 1500 m3/h аргон. В момента тя е една от най -големите звена за доставка на кислород в компанията, която представлява 17% от общия капацитет. Той е отговорен главно за доставката на газови източници за производство на желязо, стоманодобивна, стоманена търкаляне и други енергийни системи.
На 22 май 2023 г. блокът за разделяне на въздуха имаше азотен щепсел в аргоновата система. Съдържанието на аргон в аргоновия газ в изхода на суровата аргонова кула е по -малко от 92%, а дебитът на фракцията на аргона спадна от първоначалните 31000 m3/h до 13 000 m3/h. След настъпването на повреда, операторът ефективно избягва колебанията в чистотата на кислорода и азота, като намалява количеството кислород (от 40000 m/h до 36000 m3/h), ръчно контролирайки клапана за течен въздух, за да влезе в суровия аргонов кондензатор (за да се избегнат големи колебания в скоростта на потока на аргона.
В 15:10 на 30 юни 2023 г. таблицата за анализ на съдържанието на аргон в изхода на суровата кула на Аргон II на звено за разделяне на въздух № 9 наблюдава, че чистотата на суровия аргон започва да спада от 98,6% и спадна до 97,06% в 15:38. В 16:12 дежурният персонал коригира чистотата на суровия аргон до нормална чистота (над 98,7%) чрез работа. Основната причина за азотния включване този път: фракцията на аргон беше контролирана при 11%~ 12%, а контролираната фракция на аргон беше висока и продължи дълго време. Скоровият дебит на суровия аргон от 1550 м/ч е рядък и трябва да се контролира около 1600 м/ч. Нивото на течен въздух на суровия аргонов кондензатор е 298 мм, а кондензаторът има голям капацитет за охлаждане, което води до увеличаване на дебита на фракцията на аргона, но суровият дебит на аргон не се променя. Азотният компонент във фракцията на аргон се натрупва в суровия аргонов кондензатор, докато суровият аргонов кондензатор не може да работи нормално и се появи азотен запушване. В отговор на тези две неуспехи, техниците обмислят дали е възможно ефективно да контролират съдържанието на азот, влизащ в суровата аргонова кула чрез оптимизирани операции, за да се предотврати появата на азотен запушване в суровата аргонова кула. Въпреки това, след търсене на съответната вътрешна литература, повечето от тях са въведения в операциите след включване на азот и има малко проучвания за предотвратяване на азотното включване. Следователно е необходимо да се провеждат изследвания по тази работа.
2. Поток на обработката
След като суровият въздух преминава през самопочистващ се въздушен филтър, за да премахне прах и механични примеси, той се компресира до около 0. 48MPA от интегрираната машина, измита и охлажда се от предварително охлаждащата се система и след това влиза в системата за пречистване, за да премахне останалите примеси (H2O, CO2, N2O и въглеводороди, и т.н.) в въздуха. Тогава въздухът е разделен на две пътеки, човек влиза в основния топлообменник и влиза в долната кула след топлообмен с мръсния азот на рефлукса, чистия азот, кислород и течен аргон; Другият влиза в горната кула след разширяване и хладилник от разширителя. След непрекъснат пренос на маса и пренос на топлина, чистият течен кислород се генерира в долната част на горната кула и газовият азот се генерира в горната част.
Поток от газ от фракция на аргон се извлича от подходящо положение в долната част на горната кула и се изпраща до суровия аргон I кула за дестилация, за да се намали съдържанието на кислород, а след това газът, изтеглено от върха на суровия аргонов кула, се изпраща до суровата кула на аргона II за дълбока аргона и кислорода. Горната част на суровата аргонова кула II е оборудвана с изпарител на кондензатора, който използва течния въздух, изтеглена от подколаера като студен източник. По -голямата част от суровия аргонов газ може да се използва като течност на рефлукс на суровата аргонова кула, след като е кондензирана от кондензатора изпарител. Останалата част е дестилирана от суровата аргонова кула II. Суровият аргонов газ със съдържание на кислород от<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.
Кислородът се използва като обогатено с кислород горене в взривни пещи и кислород за топене на преобразуватели; Азотът се използва като източник на газ на инструмента и защитен газ, а също така се използва за пръскане на шлаки за конвертор и др.; Аргонът се използва главно за топене на сортове стомана с високо търсене. Течните продукти се изнасят според пазарните условия.
Фигура 1 Опростена диаграма на потока на процеса на аргоновата система на отделението за отделяне на въздуха
2.1 Анализ на причините за мерките за включване и лечение на азот
Суровата аргонова кула е разделена на суровата аргонова кула I и суровата аргонова кула II. Суровата аргонова кула I е за предварително разделяне на кислород и аргон, а суровата аргонова кула II е за окончателно разделяне на кислород и аргон. The process flow chart of the argon system is shown in Figure 1. Most of the oxygen components in the gaseous argon fraction will be condensed during the rising process, while the low-boiling nitrogen components will not be condensed and will all remain in the crude argon, making the nitrogen content of the crude argon gas in the crude argon II tower several dozen times that of the nitrogen content in the argon fraction. Ако съдържанието на азот във фракцията на аргон е твърде високо, в системата на аргона ще се появи включване на азот. Когато се появи азотен запушване, разрядният клапан от кондензационната страна на суровия кондензатор на аргонова кула трябва да се отвори навреме, за да се изхвърлят азотните компоненти, натрупани от страна на кондензацията. Ако това е леко запушване на азот, тази операция може бързо да възстанови суровата аргонова кула до нормално.
2.2 Ефект на азотния щепсел
Първо, когато съдържанието на азот в суровия кондензатор на кулата Argon II се увеличи, разликата в температурата на топлинния обмен в суровия кондензатор на кулата Argon II ще намалее, топлинното натоварване ще намалее, също ще намалее изпаряването на течния въздух, а количеството течен въздух, влизащ в суровия аргонов кучета кондензатор, също ще намалее. Суровият течен въздушен клапан за течен въздух на кулата Argon II ще бъде затворен, което ще доведе до увеличаване на количеството течен въздух в долната кула, увеличаване на количеството течен въздух, преминаващ към горната кула, и ще се отвори горната течна въздушна клапа. Съотношението на рефлукс на горната кула на фракциониращата кула ще се увеличи и чистотата на кислорода на продукта ще намалее.
Второ, количеството на суровия аргонов, кондензиран в суровата кула на Аргон II, ще намалее, натискът в кулата ще се увеличи, съпротивата ще намалее и количеството на фракцията на аргона, извлечена от горната кула на фракциониращата кула, ще намалее, като по този начин ще увеличи нарастващия обем на чистището, като се увеличава чистището на чистилката, като по този начин се увеличава, като се увеличава чистището на чистилката, като по този начин ще увеличи нарастващия обем на чистището, като се увеличава чистището, като по -чистият се надига на чистилото на чистилката, като се увеличи чистилото, което се увеличава, като се увеличи чистият, като по този начин се увеличава, като се увеличава на чистилото на чистилката, като по този начин ще увеличи нарастващия обем на чистилката, като се увеличи чистият, като по този на продуктовия азот.
И накрая, тъй като суровата кула Argon II не може да работи нормално и ефектът на топлинния обмен се влошава, потокът от фракция на аргон, влизащ в системата на аргона, постепенно ще намалее, докато достигне нула, а рафинираната аргонова система ще излезе от работа, което води до намаляване или спиране на аргона на продукта да намалее или спре да произвежда. В тежки случаи той също ще причини аномалии в суровата аргонова система и колебанията в работни условия на дестилационната кула, влияещи върху чистотата и изхода на продуктовия кислород и азот.
2.3 Мерки за лечение след запушване на азот
Има три основни метода на лечение за азотен запушване, причинени от различни причини.
1) Намалете обема на извличане на кислород до 34, 000 ~ 37, 000 m3/h, след това намалете отварянето на входа на течния въздух, регулиращ клапана на суровия аргонов кула кондензатор, намалете дебита на фронта на аргона и количеството на азотния компоненти. По това време размерът на отваряне на всеки процесен клапан се определя от степента на запушване на азот и трябва да се обърне внимание на чистотата на продуктовия азот. Ако качеството на азот не отговаря на изискванията, то трябва да бъде изтеглено от мрежата на азотния тръбопровод и тогава течната система започва да се допълва според производството на основната линия и баланса на азотната тръбопровод. След като системата Argon се върне към нормалното, качеството на азота се регулира.
2) Контролирайте чистотата на течния въздух, като регулирате отвора на горната кула течна азотна дроселна клапа. Ако чистотата на течния въздух е твърде ниска, това означава, че съотношението рефлукс на долната кула на фракциониращата кула се увеличава и количеството на течността на течния азот, която тече надолу по течението, е твърде много. Необходимо е да се отвори клапанът за течен азот на горната кула, за да се изпрати излишен течен азот към горната кула или резервоара за съхранение на течен азот, да се намали съотношението на обратен хладник на долната кула и да се увеличи чистотата на течния въздух. След като чистотата на течния въздух се повиши, поради намаляването на азотния компонент в течния въздух, топлинният натоварване на суровия кондензатор на кулата Argon II намалява при същото ниво на течен въздух. Следователно е необходимо да се отвори отворът на входящия клапан на течния въздух на суровия кондензатор на кулата Argon II, за да се гарантира извличането на потока на фракцията на аргон.
3) Чрез намаляване на нивото на течния въздух на суровия кондензатор на кулата Argon II и намаляване на топлинния товар на суровия кондензатор на кулата Argon II, е възможно да се контролира количеството на извличането на фракция на аргона и да се намали съдържанието на азотни компоненти, влизащи в суровата аргонова кула. Подходящото увеличаване на количеството на суровия аргонов поток може да направи съдържанието на азотни компоненти в суровата аргонова кула да бъде извадено повече, като по този начин намалява натрупването на съдържание на азот в суровата аргонова кула. Намаляването на количеството на изваяното кислород и увеличаването на количеството на изваяния азот може да премести богатата на аргон зона на основната кула нагоре, да намали съдържанието на компонента на аргон в фракцията на аргон и да намали съдържанието на азотния компонент.
От горния анализ може да се види, че основната причина за азотния, който се включи в суровата аргонова кула, е, че съдържанието на азотни компоненти в фракцията на аргона, влизаща в суровата аргонова кула, се увеличава, причинявайки температурната разлика на суровия аргонов кула кондензатор да намалее и топлинният товар да намали, докато не може да работи. Следователно, намаляването на съдържанието на азот, влизащ в кондензатора, е техническият ключ за подобряване на този проблем.
3 Оптимизация на процеса на работа, за да се предотврати включването на азот
Единицата за отделяне на въздух № 9 косвено следи съдържанието на азот в суровия аргонов газ, като наблюдава съдържанието на аргона в суровия аргонов газ и ръководи персонала да работи. Основният начин за този голям въздушен отделен блок да предотврати запушването на азот в суровата аргонова кула е да регулира отварянето на входа на течния въздух, регулиращ клапана на суровия кондензатор на кулата Аргон II според съдържанието на аргона в фракцията на аргона, така че да съвпадат с дебита на фракцията на аргона.
Работните параметри за предотвратяване на включване на азот в суровата аргонова кула са показани в таблица 1.
| Таблица 1 Оперативни параметри за предотвратяване на азотния включване в суровата аргонова кула | |||
| Съдържание на аргон фракция/% | Отвор на клапана за регулиране на течния въздух/% | Скорост на дебита на фракцията на аргона/m³ | Суров аргонов обем/(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 Метод на работа
1) При ежедневна работа, ако съдържанието на аргон във фракцията на аргон надвишава референтния диапазон, първо регулирайте отвора на клапана за течен въздух на долната кула, за да увеличите съотношението на рефлукс на горната кула, а дебитът на фракцията на аргона ще бъде по -малък от референтната стойност. Второ, коригирайте суровата сума на аргон, за да бъде по -голяма от референтната стойност. Ако отворът на клапана за течен въздух с по -ниска кула надвишава референтния диапазон, можете да регулирате нивото на течен въздух на суровия кондензатор на кулата Argon II, за да върнете отвора на входящия клапан на течния въздух на суровия кондензатор на Argon II кула към нормалния референтен диапазон. Ако сумата на суровия аргон надвишава референтния диапазон, коригирайте суровата сума на аргона, влизаща в втечня, за да върне суровата сума на аргон в нормалния референтен диапазон.
2) За да се предотврати прекомерното извличане на кислород от продукта, стойността на алармата на горната граница може да се добави към извличането на кислород на продукта в системата DCS. Тази стойност може да бъде увеличена с 1000m3/h въз основа на работната стойност на продуктовия кислород на продукта според условията на труд на смяната. Когато системният алармира, операторът трябва да определи причината за свръх ограничението въз основа на условията на труд, да възстанови изхода на кислорода на продукта до първоначалната стойност във времето и по подходящ начин да намали отварянето на входящия клапан на течния въздух на суровия кондензатор на кулата Argon II. След като фракцията на аргон е нормална, регулирайте отварянето на входящия клапан на течния въздух на суровия кондензатор на кулата Argon II обратно към референтната стойност.
3) Когато чистотата на течния въздух е твърде ниска, е необходимо да се увеличи отварянето на горната кула течен азотен клапан на дросела, да се коригира чистотата на течния въздух, да се намали по подходящ начин отварянето на суровия клапан за вход на течния въздух на Argon II в рамките на входния клапан на референтната стойност и намалява клапана на натоварването на аргоновата система.
4) В сравнение с горните операции, работата с променливо натоварване е по -сложна. Най -общо казано, системата за разширяване, основната система за топлообменник, система за фракциониране на кулата и аргонова система, предназначена за работа с променливо натоварване на отдела за разделяне на въздуха, са предимно условия на труд на течен кислород, което изисква увеличаване на обема на разширяването, увеличаване на охлаждащия капацитет на отделението за разделяне на въздуха и превръщането на излишните газообразни продукти в течни продукти, но този процес ще доведе до промени в множество параметри. Ключовият фактор, влияещ върху операцията за намаляване на натоварването, е клапанът на течността на течността на горната кула, който е прецизен клапан, използван за регулиране на течността надолу по веригата на горната кула, и може също да използва ефекта на дросела за охлаждане. Аксесоарите за клапани, включително тялото на клапана и задвижването, се импортират, особено позиционерът в задвижването е ключов компонент, а отворът му директно влияе върху основното работно състояние на кулата и след това влияе върху чистотата на всеки среден продукт. Тъй като течният азотен клапан на течния азот на горната кула е разположен близо до горната част на горната кула, част от течния азот, преминаващ през клапана на дросела, се изпарява, като допълнително намалява температурата на азота и осигурява част от охлаждащия капацитет. Следователно, клапанът на течната азотна дроселна клапа на горната кула трябва да бъде зададен като клапан с висока чувствителност. Когато се промени от стабилни условия на труд към други условия на труд, размерът на корекцията на отваряне не трябва да надвишава 0. 2 градуса всеки път. Ако регулирането на клапана надвишава 0. 2 градуса, чистотата на азота ще се влоши. Тъй като течният азот, който отива до горната кула, намалява, течният азот, рефлукс към долната кула, ще се увеличи. В допълнение, съдържанието на въздушна влага в долната кула е голямо и чистотата на течния въздух ще се увеличи. За да се гарантира стабилната работа на аргоновата система, отворът на течния кондензатор на кондензатора на Argon II кула трябва да бъде коригиран, за да бъде малко по -малък от референтната стойност. С увеличаването на течния кислород изходът на други продукти на продукта ще намалее.
3.2 Ефект на приложението
Различни газови продукти, произвеждани от единици за отделяне на въздух, често се впускат в големи количества поради периода на долината на консумация на газ. Ако те не могат да бъдат коригирани навреме според промените в търсенето на потребители, това ще доведе до дисбаланс в предлагането и предлагането на газови продукти и ще причини загуба на ресурси. Единицата за изпаряване надолу по веригата се влияе от фактори като превключване на въглища, обръщане на пещта и регулиране на натоварването и консумацията на кислород често се променя. За да се поддържа стабилността на налягането на тръбопровода, блокът за разделяне на въздуха № 9 дава приоритет на цялостната промяна на натоварването на отдела за отделяне на въздуха и работата на натоварването на аргоновата система, за да отговори на изискванията за икономическа работа при небалансираното потребление на кислород на основната линия. При операцията за предотвратяване на азотното включване чистотата и изходът на продукта не падат под стандарта. При предположението на нуждите на потребителите, излишните течни продукти също могат да бъдат експортирани, което подобрява независимата способност за работа.
4 Заключение
Through the application and implementation of a series of optimized operation plans, NEWTEK air separation unit has achieved good results in preventing nitrogen plugging in the argon system, the crude argon tower of the argon system is working normally, the output and purity of oxygen, nitrogen and argon products are guaranteed, and the air separation unit operates smoothly, which has promoted the company's cost reduction, efficiency improvement and high-quality development.
