Newteki rühma 40000m/H õhu eraldamise üksuse üldine vooluhulk selgitab lämmastiku ühendamise mõju õhuseeringu üksuse argoonisüsteemis üles- ja allavoolu protsessidele, analüüsib argoonisüsteemi lämmastikuühendamise algpõhjust, sõnastab vastavaid ennetavaid meetmeid ja optimeerib operatsiooniprotsessi, et tagada õhupuhastus.
Märksõnad:Õhu eraldamise üksus; lämmastiku ühendamine; operatsiooniprotsessi optimeerimine
Sisu
1.Mis on lämmastiku ühendamine
2.1 Lämmastiku pistikute ja ravimeetmete põhjuste analüüs
2.3 Ravimeetmed pärast lämmastiku ühendamist
3. Operatsiooniprotsessi optimeerimine lämmastiku ühendamise vältimiseks
1.Mis on lämmastiku ühendamine
Lämmastiku ühendamine on argoonisüsteemides tavaline tõrge. Argoonisüsteemi toor Argooni torni kondensaatoris siseneb toorravifraktsiooni liigse lämmastikusisalduse tõttu suur hulk lämmastikku koos toorkonna torni kaudu toorrafta kondensaatorisse koos toorliku argooni fraktsiooniga. Kuna toore argooni kondensaatori soojusülekande temperatuuride erinevus on kavandatud vastavalt toorliku argooni fraktsiooni sisaldusele, kui toorrafta kondensaatorisse sisenevat suurt kogust lämmastikku ei saa kondenseeruda, koguneb see järk -järgult toor Argooni kondensaatorisse, põhjustades soojusvahetuse temperatuuri erinevuse toorrahtast, et saada väiksemat ja väiksemat vahetust. Kordeerimistorn ei saa pesta argooni toornafta fraktsiooni ilma toorvedeliku argoonina refluksvedeliks ja destilleerimistornisse naasv argooni fraktsiooni refluksvedelik väheneb ning ka argooni fraktsiooni ekstraheerimine väheneb. Toorrafta argooni tornis kasvav gaasivoog väheneb, mis põhjustab lõpuks torniplaadil vedeliku lekke, toornafta argooni torni destilleerimistingimuse halvenemist ja lämmastiku pistiku moodustumist.
40000 m/h molekulaarne sõel täiskohaga jope kokkusurumisprotsess õhu eraldamise seade, mille on toodetud NewTeki poolt. Seade on loodud tootma 40000 m3/h hapnikku, 80000 m3/h lämmastikku ja 1500 m3/h argooni. Praegu on see üks ettevõtte suurimaid hapnikuvarustusüksusi, moodustades 17% koguvõimsusest. See vastutab peamiselt gaasiallikate tarnimise eest rauategemise, terase valmistamise, terase veeremise ja muude elektrisüsteemide eest.
22. mail 2023 oli õhu eraldamise seadmel argoonisüsteemis lämmastikupistik. Argooni gaasi argoonisisaldus toorrafüüdi torni väljalaskeavas oli alla 92%ja argooni fraktsiooni voolukiirus langes algsest 31000 m3/h -lt 13 000 m3/h. Pärast ebaõnnestumise toimumist vältis operaator tõhusalt hapniku ja lämmastiku puhtuse kõikumisi, vähendades hapniku kogust (vahemikus 40000 m/h kuni 36000 m3/h), kontrollides ventiili ventiili käsitsi vedela õhu jaoks, et siseneda toorliku argooni kondensaatori (et vältida argooni fraktsiooni suuri kõigutusi) ja avamiseks).
30. juuni 2023. aasta kell 15:10 jälgis Air Eraldusüksuse nr 9 toor Argon II torni väljalaskeava argooni sisuanalüüsi tabel, et toor Argooni puhtus hakkas langema 98,6% -lt ja langes kell 15:38 97,06% -ni. Kell 16:12 kohandasid valves olevad töötajad töötlemata argooni puhtust normaalseks puhtuseks (üle 98,7%) operatsiooni kaudu. Seekord lämmastiku ühendamise peamine põhjus: argooni fraktsiooni kontrolliti 11%~ 12%ning kontrollitud argooni fraktsioon oli kõrge ja kestis pikka aega. Toor Argooni voolukiirus 1550 m/h on haruldane ja seda tuleks kontrollida umbes 1600 m/h. Toor Argooni kondensaatori vedela õhutase on 298 mm ja kondensaatoril on suur jahutusvõime, mis põhjustab argooni fraktsiooni voolukiiruse suurenemist, kuid toornafta argooni voolukiirus ei muutu. Argooni fraktsiooni lämmastikukomponent koguneb toorrafta argooni kondensaatoris, kuni toornafta argooni kondensaator ei saa normaalselt töötada ja lämmastiku ühendamine toimub. Vastuseks nendele kahele ebaõnnestumisele kaalusid tehnikud, kas on võimalik optimeeritud toimingute abil tõhusalt kontrollida toorrafta -argooni torni sisenevat lämmastikusisaldust, et vältida lämmastiku ühendamise esinemist toore argooni tornis. Pärast asjakohase kodumaise kirjanduse otsimist on enamik neist pärast lämmastiku ühendamist toimingutele tutvustatud ja lämmastiku ühendamise ennetamise kohta on vähe uuringuid. Seetõttu on vaja läbi viia selle töö uurimistööd.
2. Tööprotsessiv voog
Pärast seda, kui toores õhk läbib tolmu ja mehaaniliste lisandite eemaldamiseks isepuhastuva õhufiltri, surutakse see integreeritud masina abil umbes 0. Seejärel jaguneb õhk kaheks teeks, üks siseneb peamisele soojusvahetile ja siseneb alumisele tornile pärast soojusvahetust refluksi määrdunud lämmastiku, puhta lämmastiku, hapniku ja vedela argooniga; Teine siseneb ülemisse torni pärast laiendaja laienemist ja jahutamist. Pärast pidevat massiülekannet ja soojusülekannet genereeritakse ülemise torni allosas puhas vedel hapnik ja ülaosas genereeritakse gaasi lämmastik.
Ülemise torni allosas asuvast sobivast positsioonist võetakse argoonifraktsiooni gaasi voog ja saadetakse destilleerimiseks toorrafta argooni I torni, et vähendada selle hapnikusisaldust, ja seejärel saadetakse toorrafoni I torni ülaosast tõmmatud gaas sügava argooni ja hapniku eraldamise toorrafta ja hapniku eraldamiseks. Toor Argoonitorni II ülaosa on varustatud kondensaatori aurustiga, mis kasutab alajahutist välja tõmmatud vedelat õhku külma allikana. Suurem osa toorraftagaasist saab kasutada toornafta torni refluksvedeliks pärast kondensaatori aurusti kondenseerimist. Ülejäänud osa destilleeritakse toorrafta Tower II abil. Toornafta argoongaas, millel on hapnikusisaldus<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.
Hapnikku kasutatakse hapnikuga rikastatud põlemisena kõrgahjudes ja muunduri sulatamiseks hapnikuna; Lämmastikku kasutatakse instrumendiga gaasi allikana ja kaitsegaasina ning seda kasutatakse ka muunduri räbu pritsmiseks jne; Argooni kasutatakse peamiselt kõrge nõudlusega terase sortide sulatamiseks. Vedelaid tooteid eksporditakse vastavalt turutingimustele.
Joonis 1 Õhu eraldamisüksuse argoonisüsteemi lihtsustatud protsesside vooskeem
2.1 Lämmastiku pistikute ja ravimeetmete põhjuste analüüs
Toor Argooni torn jaguneb toornaftaargiks torn I ja toornafta Tower II. Toor Argooni torn I on hapniku ja argooni esialgseks eraldamiseks ning toorrafta Tower II on hapniku ja argooni lõplikuks eraldamiseks. Argoonisüsteemi protsesside vooskeem on näidatud joonisel 1. Enamik gaasilise argooni fraktsiooni hapnikukomponentidest kondenseerub kasvava protsessi käigus, samas kui madala keetmise lämmastikukomponente ei kondenteeru ja kõik jäävad toorliku argooniga, muutes CRUDE-argonide mitmekesise diregeense dikrogeensisalduse nitrogeenisisaldusesse mitmes CRUDE-TOWER-is. Kui argoonifraktsiooni lämmastiku sisaldus on liiga kõrge, toimub lämmastiku ühendamine argoonisüsteemis. Lämmastiku ühendamise korral tuleks toorrafta argooni torni kondensaatori kondenseeruvatel küljel asuv tühjendusventiil õigel ajal avada, et tühjendada kondenseerumise küljele kogunenud lämmastikukomponendid. Kui see on kerge lämmastiku ühendamine, võib see toiming kiiresti toorrafta torni normaalseks taastada.
2.2 Lämmastikupistiku mõju
Esiteks, kui Lämmastikusisaldus toores Argon II torni kondensaatoris suureneb, väheneb soojusvahetuse temperatuuri erinevus toorrafta II tornikondensaatoris, väheneb soojuskoormus, väheneb ka vedela õhu aurustumine ja ka toores argooni II torni kondeerijasse siseneva vedela õhu kogus väheneb. Toor Argon II torni kondensaatori vedelaõhu sisselaskeventiil suletakse, mille tulemuseks on alumises tornis vedela õhu koguse suurenemine, ülemisse tornisse mineva vedela õhu koguse suurenemine ja avatakse ülemine torni vedelik õhutranspordi klapp. Fraktsioneerimistorni ülemise torni refluksi suhe suureneb ja toote hapniku puhtus väheneb.
Teiseks väheneb toores argooni II tornis kondenseerunud toor argooni kogus, rõhk tornis suureneb, takistus väheneb ja fraktsioneerimistorni ülemisest tornist ekstraheeritud argoonifraktsiooni kogus väheneb, suurendades seega rivat gaasi mahtu, mis ületab argoonifraktsiooni ekstraheerimispordi, vähenedes fraktsioneerimissuhte, väheneb.
Lõpuks, kuna toores Argon II torn ei saa normaalselt töötada ja soojusvahetusefekt halveneb, väheneb argoonisüsteemi sisenev argooni fraktsiooni vool järk -järgult, kuni see jõuab nullini, ja rafineeritud argoonisüsteem väljub tööst, põhjustades toote vedela argooni vähenemist või lõpetamist. Rasketel juhtudel põhjustab see ka töötlemata argoonisüsteemi kõrvalekaldeid ja destilleerimistorni töötingimuste kõikumisi, mõjutades toote hapniku ja lämmastiku puhtust ja väljundit.
2.3 Ravimeetmed pärast lämmastiku ühendamist
Erinevate põhjuste põhjustatud lämmastiku ühendamisel on kolm peamist ravimeetodit.
1) Vähendage hapniku ekstraheerimismahtu 34 -ni, 000 ~ 37, 000 m3/h, seejärel vähendage vedela õhu sisselaskeava avamist toornafta argooni II tornikondeerija reguleerimisventiili avanemise, vähendage argooni fraktsiooni voolukiirust ja koguse koguse koguse ja avage argivann. Sel ajal määratakse iga protsessiklapi avasuurus lämmastiku ühendamise aste ja tähelepanu tuleks pöörata toote lämmastiku puhtusele. Kui lämmastiku kvaliteet ei vasta nõuetele, tuleb see lämmastiku torujuhtme võrgust välja viia ja seejärel hakatakse vedelasüsteemi täiendama vastavalt põhiliini tootmisele ja lämmastikutorustiku võrgu tasakaalule. Pärast seda, kui argoonisüsteem normaliseerub, kohandatakse lämmastiku kvaliteeti.
2) Kontrollige vedela õhu puhtust, reguleerides ülemise torni vedeliku lämmastikuga drosselklapi avamist. Kui vedela õhu puhtus on liiga madal, tähendab see, et fraktsioneerimistorni alumise torni refluksi suhe suureneb ja allavoolu voolava vedela lämmastiku kogus on liiga palju. Ülemise torni vedeliku lämmastikuga drosselklapi on vaja avada, et saata ülemine vedela lämmastik ülemisse torni või vedela lämmastiku säilituspaaki, vähendada alumise torni refluksi suhet ja suurendada vedela õhu puhtust. Pärast vedela õhu puhtuse tõusu, väheneb lämmastikukomponendi vähenemise tõttu vedelas õhus, väheneb toor Argon II torni kondensaatori soojuskoormus samal vedela õhu tasemel. Seetõttu on argooni fraktsiooni voolu ekstraheerimise tagamiseks vaja avada toor Argon II torni kondensaatori vedela õhu sisselaskeventiili avamine.
3) Vähendades toor Argon II tornikondensaatori vedelat õhutaset ja vähendades toor Argon II tornikondensaatori soojuskoormust, on võimalik kontrollida argoonifraktsiooni ekstraheerimise kogust ja vähendada toornafta torni siseneva lämmastiku komponendi sisaldust. Toor Argoonivooluhulga sobivat suurendamist võib muuta toorrafta tornis lämmastikukomponentide sisaldust rohkem välja, vähendades sellega lämmastikusisalduse kogunemist toornafta argooni tornis. Välja võetud hapniku koguse vähendamine ja välja võetud lämmastiku koguse suurendamine võib viia peatorni argoonirikka pindala ülespoole, vähendada argooni komponentide sisaldust argooni fraktsioonis ja vähendada lämmastiku komponentide sisaldust.
Ülaltoodud analüüsi põhjal on näha, et toorrafta torni lämmastiku ühendamise peamine põhjus on see, et toornafta fraktsiooni lämmastikukomponentide sisaldus tõuseb argooni torni, põhjustades toore argooni II torni kondensaatori temperatuuri erinevuse vähenemist, ja soojuskoormust ei saa see töötada. Seetõttu on kondensaatorisse siseneva lämmastikusisalduse vähendamine selle probleemi parandamiseks tehniline võti.
3 Optimeerimisprotsessi optimeerimine lämmastiku ühendamise vältimiseks
Õhu eraldamise üksus nr 9 jälgib kaudselt Lämmastikusisaldust toor Argoongaasis, jälgides argooni sisaldust toore argoonigaasiga ja juhendab personali tegutsemist. Selle suure õhu eraldamisüksuse peamine viis lämmastiku ühendamist toor Argooni tornis on kohandada vedela õhu sisselaskeava avanemist toornafta argooni II tornikondensaatori reguleerimisventiiliga vastavalt argooni fraktsiooni argooni sisule, nii et argooni fraktsiooni voolukiirus ja toorrafta koguse vaste.
Toorparameetrid lämmastiku ühendamise vältimiseks toorrafta argooni tornis on toodud tabelis 1.
| Tabel 1 tööparameetrid lämmastiku ühendamise ennetamiseks toornafta argooni tornis | |||
| Argooni murdosa argooni sisu/% | Vedela õhu reguleeriv ventiili avamine/% | Argooni fraktsiooni voolukiirus/m³ | Toor Argooni maht/(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 Töömeetod
1) Kui argooni sisaldus argooni fraktsioonis ületab võrdlusvahemiku, reguleerige kõigepealt torni alumise vedeliku õhu gaasihoovastiku avamist, et suurendada torni ülemist refluksi suhet, ja argooni murdosa voolukiirus on väiksem kui võrdlusväärtus. Teiseks, kohandage argooni toornafta summat kui võrdlusväärtus. Kui alumise torni vedeliku õhu gaasihoova ventiili avamine ületab võrdlusvahemikku, saate reguleerida toor Argon II tornikondensaatori vedelat õhutaset, et tagastada toornafta argooni II tornikondensaatori vedela õhu sisselaskeventiili avamine normaalsesse võrdlusvahemikku. Kui toornafta argooni kogus ületab võrdlusvahemiku, reguleerige vedeldajasse sisenevat toor Argooni summat, et tagastada toorrafta argooni summa tavapärasesse võrdlusvahemikku.
2) Tootest liigse hapnikuekstraktsiooni vältimiseks võib toote hapniku ekstraheerimisele DCS -süsteemis lisada ülemise piirväärtuse. Seda väärtust saab suurendada 1000m3/h võrra, tuginedes toote hapniku väljundi tööväärtusele vastavalt nihke töötingimustele. Süsteemi häirete korral peab operaator määrama töötingimuste põhjal ülepiiride põhjuse, taastama toote hapniku väljundi algse väärtuseni ja vähendama sobivalt toor Argon II tornikondeerija vedela õhu sisselaskeventiili avanemist. Kui argooni fraktsioon on normaalne, reguleerige toornafta II tornikondensaatori vedela õhu sisselaskeventiili avanemist tagasi võrdlusväärtuseni.
3) Kui vedela õhu puhtus on liiga madal, on vaja suurendada ülemise torni vedeliku lämmastiku gaasihoova ventiili avanemist, reguleerida vedela õhu puhtust, vähendada asjakohaselt toornafta argooni II torni kondensaatori vedeliku sisselaskeventiili avanemist, stabiliseerida argoonifraktsiooni vooluhulka ja vähendage argoonisüsteemi koormuse flugeerimist.
4) Võrreldes ülaltoodud toimingutega on muutuv koormusoperatsioon keerulisem. Üldiselt on õhu eraldamisüksuse muutuva koormuse kasutamiseks mõeldud fraktsioneerimistornisüsteem ja argoonisüsteem laiendajate süsteem, fraktsioneerimistornisüsteem ja argoonisüsteem enamasti vedelad hapniku töötingimused, mis nõuab laienemismahu suurendamist, suurendades õhu eraldusüksuse jahutusvõimet ja muundades liigseid gaasilisi tooteid vedelateks toodeteks, kuid see protsess põhjustab muutusi mitmetes parameetrites. Koormuse vähendamise toimingut mõjutav võtmetegur on torni ülemine vedeliku lämmastikuga drosselklapp, mis on täppisventiil, mida kasutatakse ülemise torni allavoolu vedeliku reguleerimiseks, ja võib kasutada ka külmutamiseks drosselset efekti. Klapi lisaseadmeid, sealhulgas klapi korpust ja ajami, imporditakse, eriti ajami positsioneer on võtmekomponent ja selle avamine mõjutab otseselt torni peamist töötingimust ning mõjutab seejärel iga keskmise toote puhtust. Kuna ülemise torni vedela lämmastikuga drosselklapp asub ülemise torni ülaosa lähedal, aurustatakse osa vedela lämmastiku osast, mis läbivad gaasihoovastikku, vähendades lämmastiku temperatuuri veelgi ja tagades osa jahutusmahust. Seetõttu tuleb torude ülemine vedela lämmastikuga drosselklapp seada kõrge tundlikkusega ventiilina. Kui see muutub stabiilsetest töötingimustest muude töötingimusteni, ei tohiks avamise korrigeerimise summa ületada 0. 2 kraadi iga kord. Kui klapi reguleerimine ületab 0. 2 kraadi, halveneb lämmastiku puhtus. Kui vedela lämmastik ülemisse torni väheneb, suureneb alumisse tornisse refukseeritud vedel lämmastik. Lisaks on alumises tornis õhu niiskusesisaldus suur ja vedela õhu puhtus suureneb. Argoonisüsteemi stabiilse töö stabiilse toimimise tagamiseks tuleb toor Argon II torni kondensaatori vedeliku õhu sisselaskeventiili avamist reguleerida, et see oleks pisut väiksem kui võrdlusväärtus. Kui vedela hapniku väljund suureneb, väheneb teiste tootevahendite väljund.
3.2 Rakenduse efekt
Õhu eraldamise ühikute toodetud erinevaid gaasitooteid õhutatakse sageli gaasi tarbimise oru tõttu suurtes kogustes. Kui neid ei saa ajaliselt kohandada vastavalt kasutaja nõudluse muutustele, põhjustab see gaasitoodete pakkumise ja nõudluse tasakaalustamatust ning põhjustab ressursside raiskamist. Allavoolu aurustusüksust mõjutavad sellised tegurid nagu kivisöe tüüpi lülitus, ahju ümberpööramine ja koormuse reguleerimine ning hapniku tarbimine muutub sageli. Torujuhtme rõhu stabiilsuse säilitamiseks eelistab nr 9 õhu eraldamise üksus õhu eraldusüksuse üldist koormuse muutust ja argoonisüsteemi koormuse muutmist, et täita majandusoperatsiooni nõudeid põhiliini üksuse tasakaalustamata hapniku tarbimise alusel. Lämmastiku ühendamise vältimiseks toimingus ei langenud toote puhtus ja väljund standardist allapoole. Kasutajate vajaduste rahuldamise eeldusel saab eksportida ka liigseid vedelaid tooteid, mis parandab sõltumatu töövõimet.
4 Järeldus
Optimeeritud operatsiooniplaanide seeriate rakendamise ja rakendamise kaudu on Newtek Air Ebaration'i üksus saavutanud häid tulemusi lämmastiku ühendamisel argoonisüsteemis, argoonisüsteemi toore argooni torn töötab normaalselt, hapniku, lämmastiku ja argoonide toodete toodang ja puhtus on tagatud ja õhu eraldamise üksuse parandamine ja see on kõrgem.
