โรงงานเหล็ก

การใช้งานหน่วยแยกอากาศในโรงงานเหล็ก

 

การผลิตเหล็กต้องใช้ก๊าซอุตสาหกรรมจำนวนมากเพื่อรักษากระบวนการทางโลหะวิทยาที่มีประสิทธิภาพและมีเสถียรภาพ ออกซิเจน ไนโตรเจน และอาร์กอนมีความสำคัญตลอดกระบวนการแปรรูปเหล็ก การกลั่นเหล็ก การหล่อ และการบำบัดความร้อน

หน่วยแยกอากาศ (ASU) แยกอากาศในบรรยากาศออกเป็นก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูง-โดยใช้เทคโนโลยีไครโอเจนิกขั้นสูง ช่วยให้โรงงานเหล็กสามารถจ่ายก๊าซได้อย่างต่อเนื่องและเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต

ในฐานะผู้ผลิตที่มีประสบการณ์ NEWTEK นำเสนอโซลูชันการแยกอากาศที่เชื่อถือได้ ซึ่งออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับสภาพการทำงานที่มีความต้องการสูงของโรงงานเหล็กสมัยใหม่

01

การจ่ายออกซิเจนสำหรับการผลิตเหล็กจากเตาถลุงเหล็ก

ออกซิเจนจากระบบ ASU ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหม้ของเตาถลุงเหล็ก ลดการใช้โค้ก ทำให้การทำงานมีเสถียรภาพ และเพิ่มกำลังการผลิตเหล็ก

02

การใช้ออกซิเจนในเตาออกซิเจนพื้นฐาน (BOF) การผลิตเหล็ก

ออกซิเจนบริสุทธิ์สูง-สนับสนุนการกำจัดสิ่งเจือปนในการผลิตเหล็ก BOF ทำให้ปฏิกิริยาการกลั่นเร็วขึ้น การควบคุมองค์ประกอบที่แม่นยำ และคุณภาพเหล็กที่สม่ำเสมอ

03

การใช้อาร์กอนในโลหะผสมทุติยภูมิและการกลั่นทัพพี

การกวนอาร์กอนช่วยเพิ่มความสม่ำเสมอของเหล็กหลอมเหลว ขจัดสิ่งเจือปน ป้องกันการเกิดออกซิเดชัน และเพิ่มความสะอาดของเหล็กและสมรรถนะทางกล

04

การใช้ไนโตรเจนในการดำเนินกิจการโรงงานเหล็ก

ไนโตรเจนให้การป้องกันเฉื่อย การป้องกันการเกิดออกซิเดชัน การล้างท่อ และการสนับสนุนด้านความปลอดภัย ทำให้มั่นใจได้ถึงการดำเนินงานของโรงงานเหล็กที่มั่นคงและปลอดภัย

3 คุณสมบัติการออกแบบทางวิศวกรรมการแยกอากาศ

3.1 ผังกระบวนการ
1) หน่วยแยกอากาศใช้การไหลของกระบวนการของการดูดซับการทำให้บริสุทธิ์ด้วยตะแกรงโมเลกุลที่มีความดันต่ำ- การทำความเย็นกลไกการขยายตัวของกังหันเครื่องเพิ่มอากาศ การผลิตอาร์กอนอิสระ- การกลั่นเต็มรูปแบบ การบีบอัดภายในด้วยออกซิเจนของผลิตภัณฑ์ การบีบอัดภายนอกด้วยไนโตรเจนของผลิตภัณฑ์ และการบีบอัดภายในด้วยอาร์กอน มีการดำเนินงานที่เชื่อถือได้ กระบวนการขั้นสูง การดำเนินงานที่สะดวก การกำหนดค่าอุปกรณ์ที่เหมาะสม ความปลอดภัย และการบริโภคต่ำ

2) ระบบทำความเย็นล่วงหน้าด้วยอากาศใช้ไนโตรเจนสกปรกและน้ำหมุนเวียนระบายความร้อนด้วยไนโตรเจน ซึ่งมีความยืดหยุ่นในการทำงานที่ดีและใช้ไนโตรเจนสกปรกแบบแห้งและไนโตรเจนส่วนเกินได้อย่างเต็มที่ โครงสร้างหอทำความเย็นด้วยอากาศใช้มาตรการป้องกัน-ของเหลวท่วมที่จำเป็นและเชื่อถือได้ เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำที่ปราศจากหมอกเข้าสู่ระบบการดูดซับของตะแกรงโมเลกุล

3) ระบบดูดซับตะแกรงโมเลกุลใช้อะลูมินาที่ทำงานในแนวตั้ง + ตัวดูดซับตะแกรงโมเลกุลที่มีโครงสร้างสองชั้น- โดยมีการสลับ-ในระยะยาว ตัวดูดซับและวาล์วสวิตชิ่งมีอายุการใช้งานยาวนาน การสูญเสียการสวิตชิ่งของระบบมีน้อย ความต้านทานเบดมีน้อย และมีมาตรการเพื่อป้องกันไม่ให้ตะแกรงโมเลกุลระเบิดและ-อาจพัดเกินมาตรการบำบัด เครื่องทำความร้อนแบบรีเจนเนอเรชั่นใช้เครื่องทำความร้อนไอน้ำแบบประหยัดพลังงาน- (เครื่องทำความร้อนไฟฟ้าเป็นอะไหล่)

4) หอคอยด้านบน (หอแรงดันต่ำ-) และหออาร์กอนของหอกลั่นใช้หอบรรจุที่มีโครงสร้าง ซึ่งลดความต้านทานของหอ และปรับปรุงอัตราการสกัดออกซิเจนและอาร์กอนให้ดียิ่งขึ้น
5) เครื่องขยายเทอร์โบใช้กระบวนการเบรกแบบบูสเตอร์ ซึ่งจะช่วยลดปริมาณอากาศที่ขยายออก และทำให้หอด้านบนของหอกลั่นมีความเสถียร
6) การนำก๊าซอาร์กอนที่กลายเป็นไอกลับคืนมาจากถังเก็บอาร์กอนเหลวความดันบรรยากาศจะได้รับการพิจารณาเมื่อออกแบบหน่วยแยกอากาศ ก๊าซอาร์กอนที่ระเหยเป็นไอในถังเก็บจะเข้าสู่อุปกรณ์กู้คืนอาร์กอนคอนเดนเซอร์ และหลังจากถูกควบแน่นด้วยไนโตรเจนเหลว ก็จะกลับสู่ถังเก็บอาร์กอนเหลวเป็นผลิตภัณฑ์อาร์กอนเหลว ไนโตรเจนที่ระเหยแล้วจะกลับสู่ท่อส่งไนโตรเจนสกปรกของกล่องเย็นเพื่อกู้คืนความจุความเย็น

3.2 การออกแบบและเลือกอุปกรณ์หลัก
1) อุปกรณ์แยกอากาศใช้เทคโนโลยีการผลิตอาร์กอนอิสระ-การกลั่นไฮโดรเจนเต็มรูปแบบ ยกเลิกกระบวนการไฮโดรจิเนชันและดีออกซิเนชัน ช่วยลดความซับซ้อนของแผนผังโรงงานด้านข้างในโรงงานผลิตออกซิเจนหลักในการออกแบบโรงงาน และช่วยประหยัดพื้นที่โรงงานได้อย่างมาก การดำเนินงานที่เชื่อถือได้ กระบวนการขั้นสูง การดำเนินงานที่สะดวก การกำหนดค่าอุปกรณ์ที่เหมาะสม ความปลอดภัย และการบริโภคต่ำ
2) อุปกรณ์สำคัญคือแบรนด์ที่มีชื่อเสียงทั้งในระดับสากลและในประเทศ เครื่องอัดอากาศหลักเลือกจาก Atlas เครื่องเพิ่มแรงดันลมเลือกจาก Siemens เครื่องอัดอากาศไนโตรเจนเลือกจาก Atlas และเครื่องเพิ่มออกซิเจนถูกเลือกจาก Hangyang ซึ่งรับประกันการทำงานที่เชื่อถือได้ของอุปกรณ์
3) กำลังมอเตอร์ของเครื่องอัดอากาศหลักคือ 2x30000 kW โดยใช้มอเตอร์ความถี่แปรผัน และตัวอื่นๆ ใช้การสตาร์ทแบบนุ่มนวลเพื่อลดผลกระทบต่อโครงข่ายไฟฟ้าหลัก และใช้โหมดการทำงานด้านข้างเครื่อง/แบบรวมศูนย์ตามลำดับ ซึ่งสามารถรับรู้การควบคุมการสตาร์ทและหยุดอุปกรณ์จากระยะไกลและการตรวจสอบสถานะการทำงาน
4) เครื่องเพิ่มออกซิเจนใช้เครื่องอัดออกซิเจนแบบกังหันซึ่งมีความน่าเชื่อถือทางเทคนิคและปลอดภัย
5) ตะแกรงโมเลกุลใช้โครงสร้างแนวตั้ง และไปป์ไลน์ใช้รูปแบบวงแหวนสอง- ความแตกต่างของความสูงระหว่างท่อวงแหวนด้านล่างและท่อวงแหวนด้านบนคือ 18 ม. และอุณหภูมิและความดันของตัวกลางก๊าซในท่อจะเปลี่ยนไปสลับกัน การออกแบบนี้ใช้ซอฟต์แวร์ CAESARII เพื่อทำการวิเคราะห์ความเค้นของท่อ และตั้งค่าฉากยึดสปริงและฉากยึดแบบตายตัวที่เหมาะสม

6) น้ำหล่อเย็นหมุนเวียนที่มอเตอร์ต้องการใช้ระบบหมุนเวียนแบบปิด-โดยไม่มีการระบายจากภายนอก น้ำเพื่อการดำรงชีวิตและน้ำสะอาดของอาคารต่างๆ ในพื้นที่โรงงานจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่และประมวลผลจากส่วนกลางเพื่อให้น้ำเสียเป็นศูนย์
7) การทำความเย็นหลักและคอนเดนเซอร์อาร์กอนดิบในอุปกรณ์ใช้การปล่อยของเหลว 1% เพื่อป้องกันการสะสมของสิ่งสกปรกที่เป็นอันตราย เช่น ไฮโดรคาร์บอน
8) อุปกรณ์มีความสามารถในการทำงานภายใต้สภาวะที่แปรผันเพื่อให้ได้สภาวะการทำงานที่ประหยัดที่สุดของอุปกรณ์

3.3 คุณสมบัติการออกแบบระบบอัตโนมัติ
ตามข้อกำหนดด้านการผลิตและกระบวนการ ระบบ DCS หนึ่งระบบได้รับการตั้งค่าสำหรับแต่ละระบบแยกอากาศ 60000 ม./ชม. ทั้งสองระบบ เพื่อให้การตรวจสอบและควบคุมแบบรวมศูนย์ของโรงงานหลักของคอมเพรสเซอร์และระบบแยกอากาศ ระบบน้ำหมุนเวียน และกระบวนการท่อแบบบูรณาการภายนอกเสร็จสมบูรณ์ ระบบอัตโนมัติประกอบด้วยสถานีผู้ปฏิบัติงาน DCS และสถานี I/O2 DCS และเวิร์กสเตชันของผู้ปฏิบัติงานเชื่อมต่อกันด้วยอีเธอร์เน็ต และสถานี DCS และ I/O เชื่อมต่อกันด้วยบัส การเชื่อมต่อระหว่างสถานี I/O หรือ DCS และส่วนประกอบภาคสนามจะเชื่อมต่อกันด้วยสายเคเบิลควบคุม สถานีปฏิบัติงานจะกระจุกตัวอยู่ในห้องควบคุมการผลิตออกซิเจน

3.3.1 สถานีปฏิบัติงาน
สถานีควบคุมเครื่องและสถานีควบคุมภาคสนามสื่อสารกันเพื่อให้บรรลุฟังก์ชันต่อไปนี้:

1) การแสดงพารามิเตอร์กระบวนการผลิต หน้าจอแผนภูมิการไหล หน้าจอสัญญาณเตือน และการแสดงเส้นโค้งแนวโน้มในอดีต

2) การเลือกโหมดการควบคุม: การควบคุมด้วยตนเองที่เครื่องจักร การควบคุมด้วยตนเอง HMI และการควบคุมอัตโนมัติ

3) แก้ไขค่าที่ตั้งไว้หรือควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ควบคุมโดยตรงผ่าน-การสนทนาทางคอมพิวเตอร์ของมนุษย์

4) การพิมพ์รายงานการผลิตและการพิมพ์สัญญาณเตือน ฯลฯ

3.3.2 สถานี DCS และ I/O

สถานีควบคุมภาคสนามเป็นอุปกรณ์หลักในการควบคุมกระบวนการ โดยให้อินเทอร์เฟซ I/O กับกระบวนการผลิต ดำเนินการควบคุมกระบวนการ รวบรวมข้อมูล การคำนวณพารามิเตอร์ ฯลฯ จากนั้นส่งสัญญาณควบคุมที่คำนวณแล้วส่งออกไปยังแอคทูเอเตอร์ภาคสนามผ่านโมดูล I/O ส่งผลให้มีการควบคุม PID การควบคุมลำดับ การควบคุมการประสานทางตรรกะ ฯลฯ ของกระบวนการผลิต ฟังก์ชั่นการควบคุมของ DCS ของโครงการนี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วย: การรวบรวมและการประมวลผลอุณหภูมิกระบวนการ ความดัน การไหล ระดับ การวิเคราะห์ และข้อมูลอื่น ๆ การควบคุมอุณหภูมิ ความดัน การไหล ระดับของเหลว ความต้านทาน ฯลฯ การควบคุมการประสานและการควบคุม-การป้องกันไฟกระชากของเครื่องอัดอากาศ การควบคุมหอทำความเย็น การควบคุมเวลาของการทำให้บริสุทธิ์ด้วยตะแกรงโมเลกุล การเริ่มและหยุดการควบคุมคอมเพรสเซอร์กังหันออกซิเจน การควบคุมแบบประสานและการป้องกัน-การป้องกันไฟกระชากของคอมเพรสเซอร์ไนโตรเจน ฯลฯ ควบคุมการทำงานของปั๊มแต่ละตัว

4 ผลการดำเนินงาน
อุปกรณ์ทำงานได้อย่างเสถียร และหน่วยแยกอากาศไม่เคยประสบกับความล้มเหลวหรือการปิดระบบใดๆ นับตั้งแต่เริ่มใช้งาน การใช้พลังงานของอุปกรณ์ลดลง และการใช้พลังงานในการผลิตออกซิเจนต่อหน่วยที่เทียบเท่า (การบีบอัดภายใน) คือ 0.55 kW·h/m ต้นทุนการดำเนินงานลดลง และโรงงานผลิตออกซิเจนมีพนักงานประจำ 30 คน

5 บทสรุป
ด้วยการออกแบบองค์ประกอบเหล็กอย่างมีเหตุผล การฉีดไนโตรเจนจึงถูกนำมาใช้ในเตา TSR เพื่อดำเนินการผสมไนโตรเจนเพื่อพัฒนาเหล็กกล้าไร้สนิม 20Cr13N กระบวนการผลิตมีความเรียบง่าย ต้นทุนต่ำ มีความบริสุทธิ์สูง และมีองค์ประกอบที่มั่นคง ตัวชี้วัดประสิทธิภาพทั้งหมดของแถบเหล็กรีดร้อน- 20Cr13N ที่พัฒนาขึ้นนั้นตรงตามข้อกำหนดของการผลิตทดลอง ด้วยการผสมไนโตรเจน ความสามารถในการชุบแข็งและความต้านทานการกัดกร่อนของผลิตภัณฑ์ได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ