Sản xuất thép đòi hỏi khối lượng lớn khí công nghiệp để duy trì quá trình luyện kim hiệu quả và ổn định. Oxy, nitơ và argon rất cần thiết trong quá trình sản xuất sắt, luyện thép, đúc và xử lý nhiệt.
Bộ phận tách khí (ASU) tách không khí trong khí quyển thành các khí-có độ tinh khiết cao bằng cách sử dụng công nghệ đông lạnh tiên tiến, cho phép các nhà máy thép đạt được nguồn cung cấp khí liên tục và hiệu suất sản xuất được tối ưu hóa.
Là một nhà sản xuất giàu kinh nghiệm, NEWTEK cung cấp các giải pháp tách khí đáng tin cậy được thiết kế đặc biệt cho các điều kiện vận hành khắt khe của các nhà máy thép hiện đại.
01
Cung cấp oxy cho quá trình luyện sắt lò cao
Oxy từ hệ thống ASU giúp tăng cường hiệu suất đốt lò cao, giảm tiêu thụ than cốc, ổn định hoạt động và tăng công suất sản xuất sắt.
02
Ứng dụng oxy trong sản xuất thép lò oxy cơ bản (BOF)
Oxy-có độ tinh khiết cao hỗ trợ loại bỏ tạp chất trong quá trình sản xuất thép BOF, cho phép phản ứng tinh chế nhanh hơn, kiểm soát thành phần chính xác và chất lượng thép ổn định.
03
Sử dụng Argon trong Luyện kim thứ cấp và Tinh luyện Múc
Khuấy argon cải thiện tính đồng nhất của thép nóng chảy, loại bỏ tạp chất, ngăn chặn quá trình oxy hóa và tăng cường độ sạch của thép cũng như hiệu suất cơ học.
04
Ứng dụng nitơ trong hoạt động của nhà máy thép
Nitơ cung cấp khả năng bảo vệ trơ, chống oxy hóa, làm sạch đường ống và hỗ trợ an toàn, đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn của nhà máy thép.
Nguồn cung cấp nitơ và argon ổn định bảo vệ thép nóng chảy trong quá trình đúc liên tục, ngăn chặn quá trình oxy hóa và giảm khuyết tật bề mặt.
ASU đông lạnh tích hợp tạo ra oxy, nitơ và argon trong một hệ thống để quản lý khí hiệu quả.
Thiết kế tùy chỉnh phù hợp với công suất nhà máy thép và yêu cầu quy trình.
Hiệu suất đáng tin cậy đảm bảo hoạt động liên tục và sự ổn định lâu dài trong quá trình sản xuất.
Thiết kế công suất hệ thống tùy chỉnh
NEWTEK thiết kế các hệ thống ASU phù hợp với công suất và nhu cầu xử lý cụ thể của nhà máy thép, đảm bảo sản lượng khí tối ưu và hiệu suất vận hành hiệu quả.
Hiệu suất tinh khiết khí cao
Công nghệ phân tách tiên tiến mang lại-oxy, nitơ và argon có độ tinh khiết cao đồng nhất, hỗ trợ các quy trình luyện kim chính xác và chất lượng sản xuất ổn định.
Hệ thống điều khiển thông minh
Tính năng tự động hóa thông minh cho phép-giám sát theo thời gian thực, kiểm soát thông số chính xác và quản lý hệ thống hiệu quả, cải thiện năng suất và an toàn vận hành.
| Thông số hiệu suất của bộ phận tách khí | ||||||
| Tên | Đầu ra điều kiện thiết kế/(m³·h-¹) | Công suất vận hành tối đa/(m³·h-¹) | Sản lượng vận hành tối thiểu/(m³·h-¹) | Sản lượng oxy lỏng tối đa trong điều kiện làm việc/(m³·h-¹) | độ tinh khiết/% | Áp suất/MPa |
| Ôxy | 60000 | 63000 | 45000 | 45000 | O₂ 99.6% | 1 |
| Oxy lỏng | 4000 | 3300 | 3000 | 7000 | O₂ 99.6% | Có thể vào bể chứa |
| Oxy áp suất trung bình | 30000 | 30000 | 22500 | 22500 | O₂99.6% | 2.5 |
| Nitơ áp suất thấp | 70000 | 70000 | 52500 | 52500 | O₂0.0005 | 0.8 |
| Nitơ áp suất trung bình | 40000 | 40000 | 30000 | 30000 | O₂0.0005 | 2.5 |
| Nitơ lỏng | 2000 | 2000 | 1500 | 0 | O₂0.0005 | Có thể vào bể chứa |
| Argon lỏng | 700 | 730 | 540 | 620 | O₂0.0002/N₂0.0003 | Có thể vào bể chứa |
| khí argon | 1800 | 1800 | 1350 | 1350 | O₂0.0002/N₂0.0003 | 3 |
3 Đặc điểm thiết kế kỹ thuật tách khí
3.1 Luồng quy trình
1) Bộ phận tách khí áp dụng quy trình hấp phụ tinh lọc phân tử áp suất thấp-hoàn toàn, cơ chế giãn nở tuabin tăng áp không khí làm lạnh, sản xuất argon không chứa hydro-chưng cất hoàn toàn, nén bên trong oxy sản phẩm, nén bên ngoài nitơ sản phẩm và nén bên trong argon. Nó có hoạt động đáng tin cậy, quy trình tiên tiến, vận hành thuận tiện, cấu hình thiết bị hợp lý, an toàn và tiêu thụ thấp.
2) Hệ thống làm mát sơ bộ không khí sử dụng nước tuần hoàn làm mát nitơ và nitơ bẩn, có tính linh hoạt vận hành tốt và tận dụng tối đa nitơ bẩn khô và nitơ dư thừa. Cấu trúc tháp giải nhiệt không khí áp dụng các biện pháp chống-ngập chất lỏng cần thiết và đáng tin cậy để ngăn nước không có sương mù xâm nhập vào hệ thống hấp phụ rây phân tử.
3) Hệ thống hấp phụ rây phân tử sử dụng bộ hấp phụ rây phân tử có cấu trúc hai lớp alumina + rây phân tử có cấu trúc hai lớp rây phân tử với khả năng chuyển đổi dài hạn. Chất hấp phụ và van chuyển mạch có tuổi thọ dài, tổn thất chuyển mạch hệ thống nhỏ, điện trở đáy nhỏ và có các biện pháp ngăn chặn rây phân tử bị thổi qua và các biện pháp xử lý-nổi có thể xảy ra. Máy sưởi tái sinh sử dụng máy sưởi hơi nước tiết kiệm năng lượng-(máy sưởi điện dự phòng).
4) Tháp phía trên (tháp{1}}áp suất thấp) và tháp argon của tháp chưng cất sử dụng tháp đóng gói có cấu trúc, làm giảm điện trở của tháp và cải thiện hơn nữa tốc độ chiết oxy và argon.
5) Bộ giãn nở turbo áp dụng quy trình phanh tăng cường, từ đó giảm lượng không khí giãn nở và làm cho tháp trên của tháp chưng cất ổn định.
6) Việc thu hồi khí argon bay hơi từ bể chứa argon lỏng áp suất khí quyển được xem xét khi thiết kế bộ phận tách khí. Khí argon bay hơi trong bể chứa đi vào thiết bị thu hồi bình ngưng argon và sau khi được ngưng tụ bằng nitơ lỏng, nó quay trở lại bể chứa argon lỏng dưới dạng sản phẩm argon lỏng; nitơ bay hơi quay trở lại đường ống nitơ bẩn của hộp lạnh để phục hồi công suất lạnh.
3.2 Thiết kế và lựa chọn thiết bị chính
1) Thiết bị tách không khí áp dụng công nghệ sản xuất argon không chứa hydro{1}}chưng cất hoàn toàn, hủy bỏ quá trình hydro hóa và khử oxy, đơn giản hóa đáng kể việc bố trí nhà máy nhịp bên trong nhà máy sản xuất oxy chính trong thiết kế nhà máy và tiết kiệm diện tích nhà máy. Hoạt động đáng tin cậy, quy trình tiên tiến, vận hành thuận tiện, cấu hình thiết bị hợp lý, an toàn và tiêu thụ thấp.
2) Các thiết bị chính đều là các thương hiệu nổi tiếng trong nước và quốc tế, máy nén khí chính được chọn từ Atlas, bộ tăng áp không khí được chọn từ Siemens, máy nén nitơ được chọn từ Atlas và bộ tăng cường oxy được chọn từ Hangyang, đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của thiết bị.
3) Công suất động cơ của máy nén khí chính là 2x30000 kW, sử dụng động cơ biến tần, còn lại sử dụng khởi động mềm để giảm tác động lên lưới điện chính. Và chế độ vận hành-tập trung/bên máy được áp dụng tương ứng, có thể thực hiện điều khiển khởi động và dừng thiết bị từ xa cũng như giám sát trạng thái vận hành.
4) Bộ tăng cường oxy sử dụng máy nén oxy tuabin, đáng tin cậy và an toàn về mặt kỹ thuật.
5) Sàng phân tử sử dụng cấu trúc thẳng đứng và đường ống sử dụng bố cục hai vòng. Chênh lệch độ cao giữa đường ống vòng dưới và đường ống vòng trên cùng là 18m, nhiệt độ và áp suất của môi trường khí trong đường ống thay đổi luân phiên. Thiết kế sử dụng phần mềm CAESARII để thực hiện phân tích ứng suất đường ống và đặt các giá đỡ lò xo và giá đỡ cố định hợp lý.
6) Nước làm mát tuần hoàn mà động cơ yêu cầu sử dụng hệ thống tuần hoàn-vòng kín mà không xả ra bên ngoài. Nước sinh hoạt và nước làm sạch của các tòa nhà khác nhau trong khu vực nhà máy được thu hồi và xử lý tập trung để đạt được lượng nước thải bằng không.
7) Bộ ngưng tụ argon thô và làm mát chính trong thiết bị thực hiện xả chất lỏng 1% để ngăn chặn sự tích tụ các tạp chất nguy hiểm như hydrocarbon.
8) Thiết bị có khả năng hoạt động ở các điều kiện khác nhau để đạt được điều kiện vận hành tiết kiệm nhất của thiết bị.
3.3 Đặc điểm thiết kế tự động hóa
Theo yêu cầu sản xuất và quy trình, một hệ thống DCS được thiết lập cho mỗi hệ thống trong số hai hệ thống tách khí 60000 m/h để hoàn thành việc giám sát và điều khiển tập trung của nhà máy chính máy nén và hệ thống tách khí, hệ thống nước tuần hoàn và quy trình đường ống tích hợp bên ngoài. Hệ thống tự động hóa bao gồm một trạm vận hành, trạm DCS và I/O2. DCS và các máy trạm của người vận hành được kết nối bằng Ethernet, còn các trạm DCS và I/O được kết nối bằng bus. Kết nối giữa trạm I/O hoặc DCS và các thành phần hiện trường được kết nối bằng cáp điều khiển. Trạm điều hành tập trung tại phòng điều khiển sản xuất oxy.
3.3.1 Trạm vận hành
Trạm vận hành và trạm điều khiển hiện trường liên lạc với nhau để đạt được các chức năng sau:
1) Hiển thị các thông số quy trình sản xuất, màn hình biểu đồ dòng chảy, màn hình cảnh báo và hiển thị đường cong xu hướng lịch sử.
2) Lựa chọn chế độ vận hành điều khiển: điều khiển bằng tay tại máy, điều khiển bằng tay HMI và điều khiển tự động.
3) Sửa đổi giá trị đã đặt hoặc trực tiếp vận hành hoạt động của thiết bị điều khiển thông qua đối thoại-của con người với máy tính.
4) In báo cáo sản xuất và in báo động, v.v.
3.3.2 Trạm DCS và I/O
Trạm điều khiển hiện trường là thiết bị cốt lõi để thực hiện điều khiển quá trình. Nó cung cấp giao diện I/O với quy trình sản xuất, thực hiện điều khiển quy trình, thu thập dữ liệu, tính toán tham số, v.v., sau đó xuất tín hiệu điều khiển được tính toán đến bộ truyền động trường thông qua mô-đun I/O, từ đó thực hiện điều khiển PID, điều khiển trình tự, điều khiển khóa liên động logic, v.v. của quy trình sản xuất. Các chức năng điều khiển của DCS của dự án này chủ yếu bao gồm: thu thập và xử lý nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, mức độ, phân tích và các dữ liệu khác của quá trình; kiểm soát nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, mức chất lỏng, điện trở, v.v.; điều khiển khóa liên động và điều khiển chống sốc điện của máy nén khí; điều khiển tháp giải nhiệt; kiểm soát thời gian làm sạch rây phân tử; điều khiển khởi động và dừng máy nén tuabin oxy; điều khiển khóa liên động và điều khiển chống-tăng vọt của máy nén nitơ, v.v.; điều khiển hoạt động của từng máy bơm.
4 Hiệu quả hoạt động
Thiết bị hoạt động ổn định, bộ phận tách khí chưa hề gặp sự cố hoặc ngừng hoạt động nào kể từ khi đưa vào sử dụng. Mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị giảm và mức tiêu thụ năng lượng sản xuất oxy đơn vị tương đương (nén bên trong) là 0,55 kW·h/m. Chi phí vận hành giảm và nhà máy sản xuất oxy có đội ngũ nhân viên cố định gồm 30 người.
5 Kết luận
Bằng cách thiết kế hợp lý thành phần thép, việc phun nitơ đã được sử dụng trong lò TSR để thực hiện hợp kim nitơ để phát triển thép không gỉ 20Cr13N. Quy trình sản xuất đơn giản, chi phí thấp, độ tinh khiết cao và thành phần ổn định. Tất cả các chỉ số hiệu suất của dải thép cán nóng 20Cr13N-được phát triển đều đáp ứng các yêu cầu của sản xuất thử nghiệm. Thông qua hợp kim nitơ, độ cứng và khả năng chống ăn mòn của sản phẩm được cải thiện đáng kể.
Hỏi: Làm cách nào để chúng tôi chọn công suất ASU chính xác cho nhà máy thép của mình?
Trả lời: NEWTEK cung cấp thiết kế công suất hệ thống tùy chỉnh dựa trên quy mô sản xuất, mức tiêu thụ khí đốt và kế hoạch mở rộng trong tương lai để đảm bảo hiệu suất và hiệu quả tối ưu.
Hỏi: Hệ thống NEWTEK ASU có thể đạt được mức độ tinh khiết khí nào?
Đáp: Các thiết bị tách không khí của chúng tôi cung cấp oxy, nitơ và argon có độ tinh khiết cao- thích hợp cho các ứng dụng lò cao, sản xuất thép BOF và luyện kim thứ cấp.
Câu hỏi: Hệ thống có thể hoạt động liên tục trong quá trình sản xuất thép{0}}quy mô lớn không?
Đ: Vâng. NEWTEK ASU được thiết kế để hoạt động liên tục trong thời gian dài-, đảm bảo cung cấp khí đốt ổn định cho môi trường sản xuất nhà máy thép 24/7.
Hỏi: Hệ thống điều khiển thông minh cải thiện hoạt động như thế nào?
Đáp: Hệ thống điều khiển thông minh cho phép giám sát-theo thời gian thực, điều chỉnh tự động và chẩn đoán từ xa, nâng cao hiệu quả hoạt động và sự an toàn.
Hỏi: Quá trình tách không khí NEWTEK tiết kiệm năng lượng đến mức nào?
Trả lời: Công nghệ đông lạnh được tối ưu hóa của chúng tôi giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng trong khi vẫn duy trì sản lượng khí cao, giúp các nhà máy thép giảm chi phí vận hành.
Hỏi: Có sẵn tùy chỉnh cho các quy trình sản xuất thép khác nhau không?
Đ: Vâng. Mỗi hệ thống được thiết kế theo quy trình luyện kim cụ thể, hồ sơ nhu cầu khí đốt và điều kiện địa điểm.
Hỏi: Hỗ trợ kỹ thuật nào được cung cấp trong quá trình cài đặt?
Trả lời: NEWTEK cung cấp hỗ trợ kỹ thuật đầy đủ bao gồm tư vấn kỹ thuật, hướng dẫn lắp đặt, vận hành và đào tạo người vận hành.
Hỏi: Nguồn cung cấp khí đốt đáng tin cậy như thế nào trong giai đoạn sản xuất cao điểm?
Đáp: Hệ thống của chúng tôi được thiết kế với khả năng kiểm soát quy trình ổn định và các thành phần{0}chất lượng cao nhằm đảm bảo việc cung cấp khí đốt không bị gián đoạn trong khối lượng công việc lớn.
Hỏi: ASU có thể tích hợp với cơ sở hạ tầng nhà máy hiện có không?
Đ: Vâng. NEWTEK thiết kế các giải pháp tích hợp linh hoạt tương thích với các đường ống, hệ thống điều khiển và bố trí sản xuất hiện có.
Hỏi: Các nhà máy thép có thể mong đợi-lợi ích lâu dài nào từ việc lắp đặt ASU?
Đáp:-Việc sản xuất khí đốt tại chỗ cải thiện hiệu quả, giảm sự phụ thuộc vào khí đốt bên ngoài, giảm chi phí và hỗ trợ các mục tiêu sản xuất thép bền vững.