Загальний процес процесу поділу повітря NewTek Group 40000M/H пояснює вплив підключення азоту в систему аргону блоку поділу повітря на процеси вгору та нижче за течією, аналізує першопричину підключення азоту в системі аргону, формулює відповідні профілактичні заходи та оптимізує операцію для забезпечення результатів та чистої одиниці поділу.
Ключові слова:блок розділення повітря; азотне підключення; Оптимізація операційних процесів
Зміст
2.1 Аналіз причин заходів азоту та лікування
2.3 Заходи лікування після азоту
3. Оптимізація процесу експлуатації для запобігання азоту
1. Що таке азот
Азотне підключення є загальною несправністю в системах аргонів. У конденсаторі «Аргонової вежі» аргонової системи завдяки надмірному вмісту азоту в сирому фракції аргону, велика кількість азоту ввійде в сирий конденсатор аргону через бустерну вежу разом із фракцією сирого аргону. Оскільки різниця температури тепловіддача конденсатора сирого аргону розроблена відповідно до вмісту фракції сирого аргону, якщо велика кількість азоту, що входить у конденсатор сирого аргону, не може бути конденсована, він поступово накопичується в конденсаторі сирого аргону, спричиняючи різницю температури теплообміну в конденсаторі грубого аргону, стане меншим і меншим, до тих пір, поки не виникає жодного обміну тепла. Башта -бустер не може мити фракцію сирого аргону без сирої рідини аргону як рідини з рефлюксом, і рідина фракції аргону, що повертається до дистиляційної вежі, зменшиться, і видобуток фракції аргону також зменшиться. Потік газу, що зростає, у башті на сирому аргоні зменшиться, що з часом призведе до витоку рідини на пластині вежі, погіршення стану дистиляції башти сирого аргону та утворення азоту.
40000 м/год молекулярного ситового сито повного процесового стиснення процесу розподілу повітря, що виробляється Newtek. Пристрій призначений для отримання 40000 м3/год кисню, 80000 м3/год азоту та 1500 м3/год аргону. В даний час він є одним з найбільших одиниць постачання кисню компанії, що становить 17% від загальної потужності. В основному відповідає за постачання джерел газу для заліза, сталевого виготовлення, сталевого прокатки та інших систем електроенергії.
22 травня 2023 р. Блок поділу повітря мав азот в системі аргону. Вміст аргону газу аргону на виході сирої башти Аргона становив менше 92%, а швидкість потоку фракції аргону знизилася від початкового 31000 м3/год до 13 000 M3/H. Після того, як сталася невдача, оператор ефективно уникав коливань чистоти кисню та азоту за рахунок зменшення кількості кисню (від 40000 м/год до 36000 м3/год), вручну контролюючи клапан для рідкого повітря, щоб потрапити в конденсатор сирого аргону (щоб уникнути великих коливань, що проводяться в плані, і відкривши криво -хижак.
О 15:10 30 червня 2023 р. Таблиця аналізу вмісту аргону на виході з башти "Грубного Аргону II" від розмежування № 9 відстежувала, що чистота сирого аргону почала падати з 98,6%, і впав до 97,06% на 15:38. У 16:12 персонал, який працює на черзі, коригував чистоту сирого аргону до нормальної чистоти (вище 98,7%) за допомогою експлуатації. Основна причина підключення азоту цього разу: фракція аргону контролювалася на рівні 11%~ 12%, а контрольована фракція аргону була високою і тривала тривалий час. Сирий витрата аргону 1550 м/год є рідкісною, і його слід контролювати близько 1600 м/год. Рівень повітряного конденсатора сирого аргону становить 298 мм, а конденсатор має велику потужність охолодження, що призводить до збільшення швидкості потоку фракції аргону, але швидкість потоку сирого аргону не змінюється. Компонент азоту в фракції аргону накопичується в конденсаторі сирого аргону, поки конденсатор сирого аргону не зможе працювати нормально, і відбудеться азот. У відповідь на ці два збої, технічні працівники розглядали, чи можна ефективно контролювати вміст азоту, що входить у сиру башту аргону шляхом оптимізованих операцій, щоб запобігти виникненню азоту, підключеного в башту сирого аргону. Однак після пошуку відповідної домашньої літератури більшість з них є введенням у операції після закулювання азоту, і є кілька досліджень щодо запобігання закупоренню азоту. Тому необхідно провести дослідження цієї роботи.
2. Потік потоку
Після того, як сире повітря проходить через самоочищення повітряного фільтра для видалення пилу та механічних домішок, він стискається приблизно до 0. 48mpa в інтегрованій машині, промивається та охолоджується системою попереднього охолодження, а потім надходить у систему очищення, щоб видалити негаразди (H2O, CO2, N2O та Hydrocarbons, тощо). Потім повітря поділяється на дві стежки, один потрапляє в основний теплообмінник і потрапляє в нижню вежу після обміну теплом із брудним азотом, чистим азотом, киснем та рідким аргоном; Інший входить у верхню вежу після розширення та охолодження розширювачем. Після безперервної передачі маси та тепловіддача чистий рідкий кисень генерується на дні верхньої вежі, а вгорі генерується газовий азот.
Потік аргонового фракційного газу витягується з відповідної позиції внизу верхньої вежі і відправляється на башту сирого аргону I для дистиляції, щоб зменшити його вміст кисню, а потім газ, витягнутий з вершини сирої башти аргону I, надсилається на башту грубого аргону II для глибокого аргону та розділення кисню. Вершина сирої Аргонової вежі II оснащена конденсаторним випарником, який використовує рідке повітря, витягнуте з підкішності як холодне джерело. Більшість грубого газу аргону можна використовувати як рідину рефлюксу сирої башти Аргона після конденсації конденсатором випарника. Решта частини відганяється за допомогою сирої башти Аргона II. Сирий аргоновий газ із вмістом кисню в<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.
Кисень використовується як горіння, збагачене киснем, у вибухових печах та кисень для виплавки перетворювача; азот використовується як джерело газу електроенергії та захисний газ, а також використовується для плескання шлаку -перетворювача тощо; Аргон в основному використовується для виплавки сортів сталі з високим попитом. Рідка продукція експортується відповідно до ринкових умов.
Рисунок 1 Спрощена схема потоку процесу аргонової системи відділення повітря
2.1 Аналіз причин заходів азоту та лікування
Вежа грубої аргони поділяється на грубому аргонову вежу I та грубої аргонової вежі II. Сира Аргона Вежа I призначена для попереднього розділення кисню та аргону, а груба Аргона Tower II призначена для остаточного розділення кисню та аргону. Пробкатова схема аргонової системи показана на малюнку 1. Більшість компонентів кисню в газоподібній фракції аргону будуть конденсовані під час зростання, тоді як компоненти азоту з низьким вмістом кипіння не будуть конденсовані і всі залишатимуться в сирому аргоні, роблячи вміст азоту в вмісті аргону в вмісті аргону II. Якщо вміст азоту в фракції аргону занадто високий, в системі аргону відбудеться азот. Коли виникає азот, розрядний клапан на конденсувальній стороні конденсатора сирої аргони повинен бути відкритий вчасно, щоб звільнити компоненти азоту, накопичені на стороні конденсування. Якщо це незначне азотне підключення, ця операція може швидко відновити башту сирого аргону до норми.
2.2 Вплив азоту
По -перше, коли вміст азоту в конденсаторі башти сирого аргону II збільшується, різниця температури теплообміну в конденсаторі башти сирого аргону II зменшиться, теплове навантаження зменшиться, випаровування рідкого повітря також зменшиться, а кількість рідкого повітря, що надходить у сиру конденсатора башти Argon II, також зменшиться. Клапан рідкого повітряного повітряного повітряного вхідного клапана Argon II буде закрито, що призведе до збільшення кількості рідкого повітря в нижній вежі, збільшення кількості рідкого повітря, що надходить до верхньої вежі, і відкриється верхня клапана рідкого повітряного дроселя. Співвідношення рефлюксу верхньої вежі фракціонування збільшиться, а чистота кисню продукту зменшиться.
Secondly, the amount of crude argon condensed in the crude argon II tower will decrease, the pressure in the tower will increase, the resistance will decrease, and the amount of argon fraction extracted from the upper tower of the fractionation tower will decrease, thereby increasing the rising gas volume above the argon fraction extraction port of the upper tower of the fractionation tower, reducing the reflux ratio, and reducing the purity of азот продукту.
Нарешті, оскільки башта сирого аргону II не може працювати нормально, а ефект теплообміну погіршується, потік фракції аргону, що входить в систему аргону, поступово зменшиться, поки вона не досягне нуля, а вдосконалена система аргону вийде з роботи, внаслідок чого продукт рідини аргону зменшуються або припиняють виробництво. У важких випадках це також спричинить порушення в системі сирого аргону та коливань в умовах експлуатації дистиляційної вежі, що впливає на чистоту та вихід продукту кисню та азоту.
2.3 Заходи лікування після азоту
Існує три основні методи лікування азоту, спричинені різними причинами.
1) Зменшити об'єм вилучення кисню до 34, 000 ~ 37, 000 M3/H, а потім зменшити відкриття вхідного клапана вхідного входу рідкого повітря та кількість конденсаторів азоту в фракції аргону та відкритим аргун -газом Argon. У цей час розміром відкриття кожного процесу клапана визначається ступінь азоту, а увагу слід приділяти чистоті азоту продукту. Якщо якість азоту не відповідає вимогам, її потрібно зняти з мережі трубопроводів азоту, а потім рідка система починається доповнюватися відповідно до виробництва основної лінії та балансу мережі трубопроводу азоту. Після того, як система аргону повертається до нормальної, якість азоту коригується.
2) Контролюйте чистоту рідкого повітря, регулюючи відкриття верхньої вежі рідкої дросельної заслінки. Якщо чистота рідкого повітря занадто низька, це означає, що співвідношення рефлюксу нижньої вежі башти фракціонування збільшується, а кількість рідкого азоту, що протікає вниз за течією, занадто велика. Необхідно відкрити верхню башту рідку дросельну дросельну заслінку для надсилання зайвого рідкого азоту у верхню вежу або рідкий резервуар для зберігання азоту, зменшити співвідношення рефлюксу нижньої вежі та збільшити чистоту рідкого повітря. Після підвищення чистоти рідкого повітря через зниження компонента азоту в рідкому повітрі теплове навантаження конденсатора башти сирого аргону II зменшується на тому ж рівні рідкого повітря. Тому необхідно відкрити відкриття вхідного клапана рідкого повітря сирого конденсатора башти Argon II, щоб забезпечити вилучення потоку фракції аргону.
3) Зниженням рівня рідкого повітря сирого конденсатора башти Argon II та зменшенням теплового навантаження конденсатора башти сирого аргону II, можна контролювати кількість вилучення фракції аргону та зменшити вміст компонента азоту, що входить у башту грубої аргони. Відповідність збільшення кількості сирого потоку аргону може зробити вміст азоту в башті сирого аргону, тим самим зменшуючи накопичення вмісту азоту в башті на сирому аргоні. Зменшення кількості знятого кисню та збільшення кількості вилученого азоту може перемістити багату аргоном область основної вежі вгору, зменшити вміст компонентів аргону в фракції аргону та зменшити вміст азоту.
З вищезазначеного аналізу видно, що основна причина підключення азоту в башту сирого аргону полягає в тому, що вміст компонента азоту в фракції аргону, що входить у сиру башту аргону, збільшується, спричиняючи різницю температур сирого конденсатора башти Argon II до зменшення, а теплове навантаження зменшиться, поки воно не може працювати. Тому зменшення вмісту азоту, що входить до конденсатора, є технічним ключем для поліпшення цієї проблеми.
3 Оптимізація процесу експлуатації для запобігання азоту
Підрозділ розділення повітря № 9 опосередковано відстежує вміст азоту в грубому газі аргону шляхом моніторингу вмісту аргону в газі сирого аргону та керує персоналом для роботи. Основним способом для цього великого блоку поділу повітря запобігти підключенню азоту в башту грубої аргони є коригування відкриття вхідного входу рідкого повітря, що регулює клапан сирого конденсатора башти Argon II відповідно до вмісту аргону в фракції аргону, так що швидкість потоку аргону та сума сирої суми аргону.
Робочі параметри для запобігання підключення до азоту в башту грубої аргони показані в таблиці 1.
| Таблиця 1 Параметри робочих параметрів для запобігання підключення до азоту в башту на сирому аргоні | |||
| Аргоновий фракція вмісту аргону/% | Відкриття/% рідкого повітряного регулювання клапана/% | Швидкість потоку фракції аргону/м³ | Грубий об'єм аргону/(м³/год) |
| 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 експлуатації
1) У щоденній роботі, якщо вміст аргону в фракції аргону перевищує еталонний діапазон, спочатку відрегулюйте відкриття клапана дросельної заслінки нижньої вежі для збільшення коефіцієнта рефлюксів верхньої вежі, і швидкість потоку фракції аргону буде меншим, ніж опорне значення. По -друге, відрегулюйте кількість сирого аргону, щоб перевищувати еталонне значення. Якщо відкриття клапана дросельної заслінки нижньої вежі перевищує опорний діапазон, ви можете відрегулювати рівень рідкого повітря конденсатора башти сирого аргону II, щоб повернути відкриття вхідного клапана рідкого повітряного повітряного аргону II конденсатора до нормального еталонного діапазону. Якщо сума сирого аргону перевищує еталонний діапазон, відрегулюйте кількість сирого аргону, що входить у зріджувач, щоб повернути кількість сирого аргону до звичайного еталонного діапазону.
2) Щоб запобігти надмірному вилученню кисню від продукту, до вилучення кисню в системі DCS можна додати значення верхнього граничного тривоги. Це значення може бути збільшене на 1000 м3/год на основі операційного значення виробу кисню продукту відповідно до умов праці зсуву. Коли система сигналізує, оператору потрібно визначити причину надмірної обмеження на основі умов праці, відновити вихід кисню продукту до початкового значення в часі та належним чином зменшіть відкриття вхідного вхідного клапана Argon Argon II. Після того, як фракція аргону буде нормальною, відрегулюйте відкриття вхідного вхідного клапана повітряного повітряного конденсатора Argon II назад до еталонного значення.
3) Коли чистота рідкого повітря занадто низька, необхідно збільшити відкриття верхньої вежі рідкої дросельної заслінки, відрегулювати чистоту рідкого повітря, належним чином зменшуйте відкриття сирої швидкості потоку фракції башти в діапазоні еталонної вартості та зменшують навантаження навантаження аргону.
4) Порівняно з вищезазначеними операціями, робота змінної навантаження є складнішим. Взагалі кажучи, система розширювача, основна система теплообмінника, система фракціонування та система аргонів, розроблена для змінного навантаження блоку поділу повітря, здебільшого є рідкими умовами праці кисню, яка вимагає збільшення обсягу розширення, збільшенням ємності охолодження повітряного відділення повітря та перетворення надмірних продуктів газу в рідку продукцію, але цей процес спричинить зміни кількох параметрів. Ключовим фактором, що впливає на операцію зменшення навантаження, є верхня дросельна дросельна дросельна дросельна дросельна заслінка, який є точним клапаном, який використовується для регулювання рідини вниз за течією верхньої вежі, а також може використовувати ефект дросельної хвороби для охолодження. Аксесуари клапана, включаючи корпус клапана та привід, імпортуються, особливо позиціонер в приводі є ключовим компонентом, і його відкриття безпосередньо впливає на основну робочу умову вежі, а потім впливає на чистоту кожного середовища продукту. Оскільки дросельний клапан рідкої азоту верхньої вежі розташований у верхній частині верхньої вежі, частина рідкого азоту, що проходить через клапан дросельної заслінки, випаровується, ще більше знижуючи температуру азоту та забезпечуючи частину охолоджуючої здатності. Тому верхній клапан дросельної заслінки верхньої вежі повинен бути встановлений як клапан високої чутливості. Коли він змінюється від стабільних умов праці до інших умов праці, кількість коригування відкриття не повинна перевищувати 0. 2 градусів кожного разу. Якщо коригування клапана перевищує 0. 2 градусів, чистота азоту погіршиться. Зі зменшенням рідкого азоту, що йде до верхньої вежі, рідкий азот, зворотний до нижньої вежі, збільшиться. Крім того, вміст вологи повітря в нижній вежі великий, а чистота рідкого повітря збільшиться. Для того, щоб забезпечити стабільну роботу системи аргону, відкриття сирого вхідного клапана повітряного вхідного повітряного повітряного конденсатора Argon II потрібно відрегулювати, щоб бути дещо меншим, ніж опорне значення. Зі збільшенням виходу рідкого кисню вихід інших середовищ продукту зменшиться.
3.2 Ефект застосування
Різні газопродукти, що виробляються за допомогою відділень поділу повітря, часто вентилюються у великих кількостях через період споживання газу долини. Якщо вони не можуть бути скориговані в часі відповідно до змін попиту користувача, це призведе до дисбалансу попиту та попиту газових продуктів та спричинить марну марнотратства ресурсів. На блок випаровування вниз за течією впливає такі фактори, як перемикання типу вугілля, зворотне переворотом печі та регулювання навантаження, а споживання кисню часто змінюється. Для підтримки стабільності тиску трубопроводу, блок розділення повітря № 9 надає пріоритет загальній зміні навантаження блоку поділу повітря та операції зміни навантаження системи аргони для задоволення економічних вимог до незбалансованого споживання кисню основної лінії. В рамках роботи з запобіганням азоту чистота та вихід продукту не впали нижче стандарту. У передумові задоволення потреб користувачів також можна експортувати надлишки рідких продуктів, що покращує незалежну можливість експлуатації.
4 Висновок
Завдяки застосуванню та впровадженню серії оптимізованих планів експлуатації, блок поділу повітря Newtek досягнув хороших результатів у запобіганні підключення азоту в системі аргону, на сирому аргоні системи аргону працює нормально, виробництво та чистота кисню, азот і аргони гарантуються, а також видатне розбиття повітря, що сприяє розширенню.
