Aliran proses keseluruhan unit pemisahan udara Newtek Kumpulan 40000m/h menerangkan kesan nitrogen yang memasang dalam sistem argon unit pemisahan udara pada proses hulu dan hiliran, menganalisis punca akar nitrogen yang memasang sistem argon, merumuskan
Kata kunci:unit pemisahan udara; Nitrogen pasang; Pengoptimuman proses operasi
Kandungan
2.1 Analisis Punca Langkah Palam dan Rawatan Nitrogen
2.3 Langkah Rawatan Selepas Nitrogen Palam
3. Pengoptimuman proses operasi untuk mengelakkan penyambungan nitrogen
1.Apa yang dipasang nitrogen
Pemasangan nitrogen adalah kesalahan biasa dalam sistem argon. Dalam kondensor menara argon mentah sistem argon, disebabkan oleh kandungan nitrogen yang berlebihan dalam pecahan argon mentah, sejumlah besar nitrogen akan memasuki kondensor argon mentah melalui menara penggalak bersama dengan pecahan argon mentah. Oleh kerana perbezaan suhu pemindahan haba dari kondensor argon mentah direka mengikut kandungan pecahan argon mentah, jika sejumlah besar nitrogen memasuki kondensor argon mentah tidak boleh dipendekkan, ia akan secara beransur -ansur terkumpul di dalam kondensor argon mentah, menyebabkan perbezaan suhu argon mentah menjadi lebih kecil dan menjadi lebih kecil. Menara penggalak tidak dapat mencuci pecahan argon mentah tanpa argon cecair mentah sebagai cecair refluks, dan cecair refluks pecahan argon yang kembali ke menara penyulingan akan berkurangan, dan pengekstrakan pecahan argon juga akan berkurangan. Aliran gas yang semakin meningkat di menara argon mentah akan berkurangan, yang akhirnya akan menyebabkan kebocoran cecair pada plat menara, kemerosotan keadaan penyulingan menara argon mentah, dan pembentukan nitrogen plugging.
40000 m/j SIES MOLECULAN PROSEK PROGETI PROSES PROSES UNIT PEMULIHAN AIR yang dihasilkan oleh Newtek. Unit ini direka untuk menghasilkan 40000 m3/j oksigen, 80000 m3/j nitrogen, dan 1500 m3/j argon. Ia kini merupakan salah satu unit bekalan oksigen terbesar syarikat, menyumbang 17% daripada jumlah kapasiti. Ia terutamanya bertanggungjawab untuk membekalkan sumber gas untuk pembuatan besi, pembuatan keluli, rolling keluli dan sistem kuasa lain.
Pada 22 Mei 2023, unit pemisahan udara mempunyai palam nitrogen dalam sistem argon. Kandungan argon gas argon di outlet menara argon mentah adalah kurang daripada 92%, dan kadar aliran pecahan argon jatuh dari asal 31000 m3/h ke 13 000 m3/h. Selepas kegagalan berlaku, pengendali secara berkesan mengelakkan turun naik dalam kesucian oksigen dan nitrogen dengan mengurangkan jumlah oksigen (dari 40000 m/j hingga 36000 m3/j), secara manual mengawal injap untuk udara cair untuk memasuki condenser argon mentah (untuk mengelakkan aliran besar.
Pada pukul 15:10 pada 30 Jun, 2023, jadual analisis kandungan Argon di outlet menara Argon II mentah Unit Pemisahan Udara No. 9 memantau bahawa kesucian argon mentah mula turun dari 98.6%, dan turun kepada 97.06% pada 15:38. Pada 16:12, kakitangan yang bertugas menyesuaikan kesucian argon mentah kepada kesucian normal (di atas 98.7%) melalui operasi. Sebab utama nitrogen yang dipasang pada masa ini: pecahan argon dikawal pada 11%~ 12%, dan pecahan argon terkawal adalah tinggi dan bertahan lama. Kadar aliran argon mentah 1550m/j jarang berlaku, dan ia harus dikawal sekitar 1600m/j. Tahap udara cecair kondensor argon mentah adalah 298mm, dan kondensor mempunyai kapasiti penyejukan yang besar, yang menyebabkan kadar aliran pecahan argon meningkat, tetapi kadar aliran argon mentah tidak berubah. Komponen nitrogen dalam pecahan argon berkumpul di dalam kondensor argon mentah sehingga kondensor argon mentah tidak dapat berfungsi secara normal, dan nitrogen plugging berlaku. Sebagai tindak balas kepada kedua -dua kegagalan ini, juruteknik menganggap sama ada mungkin untuk mengawal kandungan nitrogen yang memasuki menara argon mentah melalui operasi yang dioptimumkan untuk mencegah berlakunya nitrogen yang memasang di menara argon mentah. Walau bagaimanapun, selepas mencari kesusasteraan domestik yang berkaitan, kebanyakannya adalah perkenalan kepada operasi selepas memasang nitrogen, dan terdapat beberapa kajian mengenai pencegahan nitrogen. Oleh itu, adalah perlu untuk menjalankan penyelidikan mengenai kerja ini.
2. Aliran Process
Selepas udara mentah melalui penapis udara pembersihan diri untuk menghilangkan kekotoran debu dan mekanikal, ia dimampatkan kepada kira-kira 0. Kemudian udara dibahagikan kepada dua laluan, seseorang memasuki penukar haba utama, dan memasuki menara yang lebih rendah selepas pertukaran haba dengan nitrogen kotor refluks, nitrogen tulen, oksigen, dan argon cecair; Yang lain memasuki menara atas selepas pengembangan dan penyejukan oleh Expander. Selepas pemindahan jisim berterusan dan pemindahan haba, oksigen cecair tulen dihasilkan di bahagian bawah menara atas dan nitrogen gas dihasilkan di bahagian atas.
Satu aliran gas pecahan argon diambil dari kedudukan yang sesuai di bahagian bawah menara atas dan dihantar ke menara argon saya untuk penyulingan untuk mengurangkan kandungan oksigennya, dan kemudian gas yang diambil dari bahagian atas menara argon mentah saya dihantar ke menara argon mentah untuk argon dan pemisahan oksigen. Bahagian atas Menara Argon Mentah II dilengkapi dengan penyejat kondensor, yang menggunakan udara cecair yang ditarik keluar dari subcooler sebagai sumber sejuk. Kebanyakan gas argon mentah boleh digunakan sebagai cecair refluks menara argon mentah selepas dipendekkan oleh penyejat kondensor. Bahagian yang tinggal disuling oleh Menara Argon Mentah II. Gas argon kasar dengan kandungan oksigen<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.
Oksigen digunakan sebagai pembakaran yang diperkaya oksigen dalam relau letupan dan oksigen untuk peleburan penukar; Nitrogen digunakan sebagai sumber gas kuasa instrumen dan gas pelindung, dan juga digunakan untuk percikan penukar, dan sebagainya; Argon terutamanya digunakan untuk peleburan jenis keluli yang tinggi. Produk cecair dieksport mengikut keadaan pasaran.
Rajah 1 Gambarajah aliran proses yang dipermudahkan sistem argon unit pemisahan udara
2.1 Analisis Punca Langkah Palam dan Rawatan Nitrogen
Menara argon mentah dibahagikan kepada menara argon mentah I dan menara argon mentah II. Menara argon mentah I adalah untuk pemisahan awal oksigen dan argon, dan Argon Tower II adalah untuk pemisahan akhir oksigen dan argon. Carta aliran proses sistem argon ditunjukkan dalam Rajah 1. Kebanyakan komponen oksigen dalam pecahan argon gas akan dipendekkan semasa proses yang semakin meningkat, sementara komponen nitrogen yang rendah tidak akan dipendekkan pada argon. pecahan. Jika kandungan nitrogen dalam pecahan argon terlalu tinggi, pemalam nitrogen akan berlaku dalam sistem argon. Apabila penyambungan nitrogen berlaku, injap pelepasan di sebelah pemeluwapan kondensor menara argon mentah harus dibuka pada waktunya untuk menunaikan komponen nitrogen yang terkumpul di sisi pemeluwapan pada waktunya. Sekiranya ia adalah penyambungan nitrogen sedikit, operasi ini dengan cepat dapat memulihkan menara argon mentah normal.
2.2 Kesan palam nitrogen
Pertama, apabila kandungan nitrogen dalam kondensor menara argon II mentah meningkat, perbezaan suhu pertukaran haba dalam kondenser menara argon II mentah akan berkurangan, beban haba akan berkurangan, penyejatan udara cecair juga akan berkurangan, dan jumlah udara cair yang memasuki pemeluwap argon II mentah juga akan menurun. Injap salur masuk cecair argon II cecair menara mentah akan ditutup, mengakibatkan peningkatan jumlah udara cecair di menara yang lebih rendah, peningkatan jumlah udara cecair yang akan menara atas, dan injap pendikit udara cecair menara atas akan dibuka. Nisbah refluks menara atas menara fraksionasi akan meningkat, dan kesucian oksigen produk akan berkurangan.
Kedua, jumlah argon mentah yang dipendekkan di menara argon II mentah akan berkurangan, tekanan di menara akan meningkat, rintangan akan berkurang, dan jumlah pecahan argon yang diekstrak dari menara atas menara penurunan menurun, dengan itu meningkatkan penurunan produk nitrogen.
Akhirnya, kerana menara Argon II mentah tidak dapat berfungsi secara normal dan kesan pertukaran haba merosot, aliran pecahan argon yang memasuki sistem argon secara beransur -ansur berkurangan sehingga ia mencapai sifar, dan sistem argon halus akan keluar dari operasi, menyebabkan argon cecair produk menurun atau berhenti menghasilkan. Dalam kes -kes yang teruk, ia juga akan menyebabkan keabnormalan dalam sistem argon mentah dan turun naik dalam keadaan operasi menara penyulingan, yang mempengaruhi kesucian dan output oksigen produk dan nitrogen.
2.3 Langkah Rawatan Selepas Nitrogen Palam
Terdapat tiga kaedah rawatan utama untuk memasang nitrogen yang disebabkan oleh sebab yang berbeza.
1) Kurangkan kelantangan pengekstrakan oksigen kepada 34, 000 ~ 37, 000 m3/h, kemudian mengurangkan pembukaan injap udara cecair yang mengawal selia injap argon mentah, Pada masa ini, saiz pembukaan setiap injap proses ditentukan oleh tahap nitrogen yang dipasang, dan perhatian harus dibayar kepada kesucian nitrogen produk. Jika kualiti nitrogen tidak memenuhi keperluan, ia perlu ditarik balik dari rangkaian saluran paip nitrogen, dan kemudian sistem cecair mula ditambah mengikut pengeluaran garis utama dan baki rangkaian saluran paip nitrogen. Selepas sistem Argon kembali normal, kualiti nitrogen diselaraskan.
2) Kawal kesucian udara cecair dengan menyesuaikan pembukaan injap pendikit nitrogen cecair menara atas. Sekiranya kesucian udara cair terlalu rendah, ini bermakna nisbah refluks menara bawah menara fraksionasi meningkat, dan jumlah nitrogen cecair yang mengalir di hilir terlalu banyak. Adalah perlu untuk membuka injap pendikit nitrogen cecair menara atas untuk menghantar nitrogen cecair yang berlebihan ke menara atas atau tangki penyimpanan nitrogen cecair, mengurangkan nisbah refluks menara yang lebih rendah, dan meningkatkan kesucian udara cair. Selepas kesucian udara cecair meningkat, disebabkan oleh penurunan komponen nitrogen dalam udara cair, beban haba kondensor menara argon II mentah berkurangan pada paras udara cair yang sama. Oleh itu, adalah perlu untuk membuka pembukaan injap masuk udara cecair dari kondensor menara Argon II mentah untuk memastikan pengekstrakan aliran pecahan argon.
3) Dengan mengurangkan tahap udara cecair dari kondensor menara argon II mentah dan mengurangkan beban haba kondensor menara argon II mentah, adalah mungkin untuk mengawal jumlah pengekstrakan pecahan argon dan mengurangkan kandungan komponen nitrogen yang memasuki menara argon mentah. Dengan tepat meningkatkan jumlah aliran argon mentah boleh menjadikan kandungan komponen nitrogen di menara argon mentah diambil lebih banyak, dengan itu mengurangkan pengumpulan kandungan nitrogen di menara argon mentah. Mengurangkan jumlah oksigen yang dikeluarkan dan meningkatkan jumlah nitrogen yang dikeluarkan boleh memindahkan kawasan yang kaya dengan argon menara utama ke atas, mengurangkan kandungan komponen argon dalam pecahan argon, dan mengurangkan kandungan komponen nitrogen.
Dari analisis di atas, dapat dilihat bahawa sebab utama nitrogen yang memasang di menara argon mentah adalah bahawa kandungan komponen nitrogen dalam pecahan argon memasuki menara argon mentah meningkat, menyebabkan perbezaan suhu argon mentah II menara menurun, dan beban haba untuk mengurangkan sehingga ia tidak dapat berfungsi. Oleh itu, mengurangkan kandungan nitrogen yang memasuki kondensor adalah kunci teknikal untuk memperbaiki masalah ini.
3 Pengoptimuman Proses Operasi Untuk Mencegah Nitrogen
Unit pemisahan udara No. 9 secara tidak langsung memantau kandungan nitrogen dalam gas argon mentah dengan memantau kandungan argon dalam gas argon mentah, dan membimbing kakitangan untuk beroperasi. Cara utama untuk unit pemisahan udara yang besar ini untuk mengelakkan nitrogen yang memasang di menara argon mentah adalah untuk menyesuaikan pembukaan injap penyisihan udara cecair yang mengawal injap argon mentah II menara menuju kandungan argon dalam pecahan argon, sehingga kadar aliran pecahan argon dan jumlah argon mentah.
Parameter kerja untuk mencegah nitrogen memasang di menara argon mentah ditunjukkan dalam Jadual 1.
| Jadual 1 parameter operasi untuk mencegah nitrogen memasang menara argon mentah | |||
| Argon Fraction Argon Content/% | Pembukaan injap udara yang mengawal udara cecair/% | Kadar aliran pecahan argon/m³ | Volume argon kasar/(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 Kaedah Operasi
1) Dalam operasi harian, jika kandungan argon dalam pecahan argon melebihi julat rujukan, terlebih dahulu menyesuaikan pembukaan injap pendikit udara cecair menara yang lebih rendah untuk meningkatkan nisbah refluks menara atas, dan kadar aliran pecahan argon akan kurang daripada nilai rujukan. Kedua, laraskan jumlah argon mentah yang lebih besar daripada nilai rujukan. Jika pembukaan injap pendikit udara cecair menara yang lebih rendah melebihi julat rujukan, anda boleh menyesuaikan paras udara cecair dari kondensor menara argon II mentah untuk mengembalikan pembukaan injap masuk udara cecair dari kondensor menara argon II mentah ke julat rujukan biasa. Jika jumlah argon mentah melebihi julat rujukan, laraskan jumlah argon mentah yang memasuki cecair untuk mengembalikan jumlah argon mentah ke julat rujukan biasa.
2) Untuk mengelakkan pengekstrakan oksigen yang berlebihan dari produk, nilai penggera had atas boleh ditambah kepada pengekstrakan oksigen produk dalam sistem DCS. Nilai ini boleh ditingkatkan sebanyak 1000m3/h berdasarkan nilai operasi output oksigen produk mengikut keadaan kerja peralihan. Apabila penggera sistem, pengendali perlu menentukan punca limit yang lebih tinggi berdasarkan keadaan kerja, memulihkan output oksigen produk ke nilai asal dalam masa, dan dengan tepat mengurangkan pembukaan injap masuk udara cecair dari kondensor menara argon II mentah. Selepas pecahan argon adalah normal, laraskan pembukaan injap masuk udara cecair dari kondensor menara Argon II mentah kembali ke nilai rujukan.
3) Apabila kesucian udara cecair terlalu rendah, perlu meningkatkan pembukaan injap pendikit nitrogen cecair menara atas, menyesuaikan kesucian udara cecair, dengan tepat mengurangkan pembukaan argon mentah II menara injap masuk udara cecair, menstabilkan kadar aliran pecahan argon dalam julat nilai rujukan, dan mengurangkan perubahan sistem argon argon.
4) Berbanding dengan operasi di atas, operasi beban berubah lebih rumit. Secara umumnya, sistem expander, sistem penukar haba utama, sistem menara fraksionasi dan sistem argon yang direka untuk operasi beban yang berubah -ubah unit pemisahan udara kebanyakannya keadaan kerja oksigen cecair, yang memerlukan peningkatan jumlah pengembangan, meningkatkan kapasiti penyejukan unit pemisahan udara, dan menukar produk gas yang berlebihan ke dalam produk cecair, tetapi proses ini akan menyebabkan perubahan dalam pelbagai param. Faktor utama yang mempengaruhi operasi pengurangan beban adalah injap pendikit nitrogen cecair menara atas, yang merupakan injap ketepatan yang digunakan untuk menyesuaikan cecair hiliran menara atas, dan juga boleh menggunakan kesan pendikit untuk penyejukan. Aksesori injap, termasuk badan injap dan penggerak, diimport, terutamanya kedudukan dalam penggerak adalah komponen utama, dan pembukaannya secara langsung mempengaruhi keadaan kerja menara utama, dan kemudian mempengaruhi kesucian setiap produk sederhana. Oleh kerana injap pendikit nitrogen cecair menara atas terletak berhampiran bahagian atas menara atas, sebahagian daripada nitrogen cecair yang melalui injap pendikit dikurangkan, seterusnya mengurangkan suhu nitrogen dan menyediakan sebahagian daripada kapasiti penyejukan. Oleh itu, injap pendikit nitrogen cecair menara atas perlu ditetapkan sebagai injap sensitiviti tinggi. Apabila ia berubah dari keadaan kerja yang stabil ke keadaan kerja yang lain, jumlah pelarasan pembukaan tidak boleh melebihi 0. 2 darjah setiap kali. Jika pelarasan injap melebihi 0. 2 darjah, kesucian nitrogen akan merosot. Apabila nitrogen cecair pergi ke menara atas berkurangan, nitrogen cecair refluks ke menara yang lebih rendah akan meningkat. Di samping itu, kandungan kelembapan udara di menara bawah adalah besar, dan kesucian udara cair akan meningkat. Untuk memastikan operasi sistem argon yang stabil, pembukaan injap masuk udara cecair argon II mentah perlu diselaraskan menjadi sedikit kurang daripada nilai rujukan. Apabila output oksigen cecair meningkat, output media produk lain akan berkurangan.
3.2 Kesan Permohonan
Pelbagai produk gas yang dihasilkan oleh unit pemisahan udara sering dibebankan dalam kuantiti yang banyak disebabkan oleh tempoh penggunaan gas. Sekiranya mereka tidak dapat diselaraskan dalam masa mengikut perubahan permintaan pengguna, ia akan menyebabkan ketidakseimbangan dalam bekalan dan permintaan produk gas dan menyebabkan pembaziran sumber. Unit pengewapan hiliran dipengaruhi oleh faktor -faktor seperti penukaran jenis arang batu, pembalikan relau dan pelarasan beban, dan penggunaan oksigen sering berubah. Untuk mengekalkan kestabilan tekanan saluran paip, unit pemisahan udara No. 9 memberi keutamaan kepada perubahan beban keseluruhan unit pemisahan udara dan operasi perubahan beban sistem argon untuk memenuhi keperluan operasi ekonomi di bawah penggunaan oksigen yang tidak seimbang unit garis utama. Dalam operasi untuk mengelakkan penyambungan nitrogen, kesucian dan output produk tidak jatuh di bawah standard. Mengenai premis memenuhi keperluan pengguna, produk cecair yang berlebihan juga boleh dieksport, yang meningkatkan keupayaan operasi bebas.
4 Kesimpulan
Melalui permohonan dan pelaksanaan satu siri pelan operasi yang dioptimumkan, unit pemisahan udara Newtek telah mencapai hasil yang baik dalam mencegah penambah nitrogen dalam sistem argon, menara argon kasar sistem argon berfungsi dengan normal, output dan kesucian oksigen, nitrogen dan argon dijamin,
