Производња челика је увек била баланс између ефикасности и трошкова. У основним процесима као што су убризгавање угља-обогаћеног кисеоником у високе пећи, производња челика у електролучним пећима и побољшање синтеровања, чистоћа, притисак и стабилност снабдевања кисеоником директно одређују потрошњу енергије по тони и плафоне производње. Међу свим технологијама производње кисеоника, криогено одвајање ваздуха је постало основна логика за снабдевање гасом у интегрисаним челичанама због великог обима, високе чистоће и економских предности.
Током година рада у металуршкој и хемијској индустрији, Схенгер Гас је приметио да се многи пројекти челика превише фокусирају на почетну инвестицију у опрему током избора решења за снабдевање кисеоником, док занемарују одговарајући однос између криогеног одвајања ваздуха и ритма производње челика. Овај чланак узима инжењерску перспективу да разбије како криогено одвајање ваздуха заиста служи континуитету и флуктуацији производње челика.
Зашто индустрија челика не може без криогеног одвајања ваздуха
Потреба за кисеоником у челичанама има две различите карактеристике: континуирано велико{0}}базно оптерећење и периодичне краткорочне{1}}вркове. Високе пећи захтевају непрекидно обогаћивање кисеоником 24/7, док је конвертерима потребан тренутни висок проток током периода дувања.
Иако мембранско одвајање и адсорпција промене притиска (ПСА/ВПСА) нуде флексибилност у малим-сценаријама средњег{1}}чистоће, криогено одвајање ваздуха остаје једина инжењерски-зрела опција са најнижим јединичним трошковима кисеоника када се суочавају са захтевима кисеоника од десетина хиљада Нм³/х и чистоћом од 90%. Користећи дестилацију на ниским{5}}има, криогено одвајање ваздуха раздваја ваздух на кисеоник, азот и аргон, са појединачним-капацитетима који достижу преко 100.000 Нм³/х и чистоћом кисеоника стабилном изнад 99,6%, што у потпуности испуњава захтеве процеса производње челика.
Инжењерско усклађивање између криогеног одвајања ваздуха и ритма производње челика
Оно што заиста мучи-инжењере на локацији ретко је то да ли опрема може да производи кисеоник, већ њена способност одбијања. Производња челика није константно оптерећење-одржавање високе пећи, гашења конвертера и подешавања траке за ваљање могу да доведу до флуктуације потражње за кисеоником за 20%-40% у року од неколико сати.
Савремени криогени системи за одвајање ваздуха обично усвајају зрели процес пречишћавања молекуларним ситом + турбоекспандер за повишење притиска + структурирана колона за паковање. Структурисана колона за паковање, у комбинацији са ДЦС контролним системом, омогућава глатко подешавање оптерећења у распону од 30%-105%, док резервни систем течног кисеоника (резервоар за складиштење течног кисеоника + испаривач) може да одговори на вршне захтеве за неколико минута. Овај комбиновани оперативни модел „производња гасова + течна резерва“ тренутно представља најбољи баланс између безбедности и економичности у системима кисеоника у челичанама.
Са инжењерског становишта, у добро-дизајнираном систему криогеног одвајања ваздуха, производња гасовитог кисеоника би требало да покрије приближно 80% просечне потребе челичане за кисеоником, са преосталим вршним јазом допуњеним испаравањем течног кисеоника. Овај приступ избегава повећање потрошње енергије узроковано честим променама оптерећења на јединици за одвајање ваздуха и смањује ризик од замора опреме.
Скривене инжењерске предности криогеног одвајања ваздуха
Поред самог снабдевања кисеоником, криогено одвајање ваздуха нуди две вредности које се лако превиде.
Прво, вредност ко{0}}копроизводње азота и аргона. Индустрија челика захтева не само кисеоник већ и азот за заштиту процеса, прочишћавање и ваздух за инструменте. Криогено одвајање ваздуха може истовремено произвести азот различите чистоће док одваја кисеоник. За производњу нерђајућег челика, аргон је неопходан заштитни гас. Криогено одвајање ваздуха може да испоручи кисеоник, азот и аргон истовремено-способност „један{6}}до-три” са укупном енергетском ефикасношћу која је далеко већа од оне одвојене производње кисеоника плус купљених гасова.
Друго, отпорност снабдевања кроз резерве течности. Многи челични пројекти се фокусирају само на гас из цевовода током планирања извора гаса, занемарујући смањење ризика које пружају течне резерве. Ако јединица за одвајање ваздуха доживи непланирано гашење без довољног складиштења течног кисеоника на локацији, читаво постројење се суочава са обуставом производње. Зрели пројекти криогеног одвајања ваздуха обично конфигуришу 48-72 сата резервног капацитета течног кисеоника, минимизирајући економске губитке од непланираних застоја.
Три лако потцењена проблема у избору и раду
Следећи типови проблема се често понављају у стварним пројектима и заслужују фокусирану пажњу компанија за производњу челика током фазе пројектовања решења:
1. Поузданост система за циркулацију воде: Криогено одвајање ваздуха се ослања на циркулишућу расхладну воду много више него што већина људи замишља. Тврдоћа воде, флуктуације температуре и редундантност пумпе-било који проблем у овим областима може директно да изазове гашење јединице за одвајање ваздуха. Препоручљиво је усвојити конфигурацију „двоструко водоснабдевање + независни модул расхладног торња“ у фази пројектовања.
2. Хармоника електроенергетског система и утицај пренапона: Велико покретање ваздушног компресора утиче на електричну мрежу постројења, док широка употреба фреквентних претварача доводи до проблема са хармоницима. Саме челичане су-корисници високе енергије са сложеним енергетским окружењима. Електрични дизајн јединице за одвајање ваздуха мора бити интегрисан са-прорачуном електроенергетског система за цело постројење; у супротном може доћи до погрешног рада заштитних уређаја.
3. Резервни делови и циклуси одржавања: циклуси замене молекуларног сита, век трајања лежајева турбо експандера и стопе повећања притиска главног измењивача топлоте-ови наизглед рутински параметри, ако нису усклађени са периодима годишњег одржавања челичане, могу да изазову каскадно непланирано гашење. Препоручљиво је да обрнете-програм одржавања главног процеса челика на основу циклуса одржавања јединице за одвајање ваздуха.
Криогено одвајање ваздуха није нова технологија, али њена инжењерска дубина у снабдевању кисеоником за индустрију челика остаје далеко од потпуног истраживања. Добро-дизајниран криогени систем за одвајање ваздуха не би требало да се набавља и њиме управља као „опрема из црне кутије“, већ се треба третирати као процесна јединица једнако важна као и високе пећи и претварачи.
Шенгер Гас је одувек веровао да вредност техничких артикала није у промоцији, већ у помагању инжењерима да избегну заобилазнице. Тачка интеграције између криогеног одвајања ваздуха и производње челика нису бројеви на техничком листу опреме, већ стабилан притисак кисеоника током сваке смене, благовремени додатни гас током сваког врхунца и поуздан рад током сваког циклуса одржавања.
За челичане које планирају или унапређују своје системе снабдевања кисеоником, уместо да буду опседнути појединачним-брендовима опреме, много је вредније да уложе напор у усклађивање система и дизајн резервних капацитета-ово је често прави кључ за одређивање дугорочних-трошкова рада.
