液氧供气系统的应用

1、液氧供气系统的应用作者：李萌、李朋飞摘要：论述了制氧车间新建液氧供气系统必要性和液氧供气工艺的优 点，介绍了液氧供气系统的选型、 流程和组成， 从满足用氧需求出发， 合理优化系统的配置和流程， 使该系统成功应用， 替代了原制氧系统， 达到了节能降耗的目的，并介绍了系统的使用维护要点。关键词： 液氧供气系统；节能降耗；使用维护；一、引言随着近年来公司生产规模的迅速扩大， 炼钢用氧量持续增加， 对 氧气供应的可靠性、 经济性要求越来越高。 制氧车间现有两套小型制 氧系统，最大产氧量仅为 800 m3/h ，难以满足炼钢高峰时的用氧需求， 氧气压力流量不足的情况时常发生， 而炼钢间歇期间， 大量氧气

2、又只 能排空处理，既不适应当前的生产模式，又造成用氧成本很高，不符 合节能降耗、降本增效的要求，因此，需要改进现有的制氧系统。液氧供气是将储存的液态氧经过增压汽化后变为氧气使用， 标准 状态下，1 m液氧可汽化为800 vm氧气。作为一种新的氧气供应工艺， 与制氧车间现有制氧系统相比，具有以下明显优点：1、系统可随时启动和停止，适合公司目前的生产模式。2、系统供氧量可根据需求实时调整，流量充足，压力稳定。3、系统流程简单，损耗小，操作维护方便，制氧成本低。4、氧气纯度可达 99%以上，有利于降低氧气用量。 因此公司决定在制氧车间新建一套液氧供气系统作为主供氧系 统，将现有制氧系统作为备用系统。

3、二、液氧供气系统的选型、流程和组成该系统主要供应炼钢公司炼钢用氧和锻压公司气割用氧， 后者用 氧量较少，可以忽略不计。 炼钢公司主要用氧设备为两台电弧炉和两 台精炼炉，间断用氧，经统计，炼钢高峰时，最大用氧量2000 vm/h , 最大用氧量持续时间1.5h，要求炉前氧气动态压力I.OMpa。系统的选型应确定液氧容量和每小时最大供氧量这两个关键参 数，在综合考虑合理性、经济性、稳定性和安全性的前提下，确定系 统液氧容量为50朋，最大供氧量为3000 nVh，并由此对整个系统的 流程和组成进行了设计， 然后在充分利用原有设备的基础上进行了系 统优化。液氧供气系统的基本流程如图 1 所示，该系统主

4、要由液氧储槽、 液氧泵、汽化器、储气罐、调压装置、安全装置等组成，每部分的功 能及特点如下：液氧储槽存储-183 C的液氧，是整个系统的气源，结构上采用立 式双层真空粉末绝热形式，占地面积小，绝热性能好，储槽设计压力 0.8Mpa,有效容积50用,正常工作压力0.2 0.6Mpa,工作液位10RT-40 m,储槽底部按照车载灌装标准设计充液口，由外部槽车充装液氧。2、液氧泵液氧泵将储槽内液氧增压后输送至汽化器，是系统中唯一的动力装置，为确保系统的可靠运行，满足随时启停的需要，配置两台相同 的液氧泵，一用一备。液氧泵采用卧式活塞低温泵，以适应小流量、 高压力的工况，工作流量 2000-4000L

5、/h，出口压力3.0Mpa,电机采 用西门子变频控制，可根据用氧需求实时设定泵的工作频率，通过调整泵出口的压力和流量来调节系统的供氧量。3、汽化器汽化器采用空浴式汽化器， 又称空温式汽化器， 为星形翅片管结 构，采用空气自然对流加热方式将液氧将汽化为常温氧气。 系统中配 置两台KQ-3500汽化器，正常情况下使用一台汽化器，当气温较低， 单台汽化能力不足时，可将两台汽化器轮流切换使用或者同时使用， 保证充足的供氧量。4、储气罐储气罐存储汽化后的氧气， 作为系统的存储和缓冲装置， 能够补 充瞬时供氧量并平衡系统的压力， 避免波动和冲击。 该系统与备用制 氧系统共用一套储气罐和供氧主管道， 充分利

6、用了原有设备， 储气罐 最大储气压力2.0Mpa,最大储气量为250 m3。为增大供气流量，将 汽化器至储气罐之间的供氧主管道管径由 DN65改为DN1O0保证系 统充足的供氧能力。5、调压装置系统中设置两套调压装置， 第一套是液氧储槽调压装置， 一小部 分液氧由储槽底部小汽化器汽化后，经储槽顶部进入储槽内气相部， 液氧泵回流管路也将一部分气液混合体回流至储槽内， 从而调整储槽 的工作压力，改善出液环境。第二套是供氧调压装置，利用原储气罐 出气口处的调压阀， 根据用氧需求调节供氧主管道内的压力， 满足炉 前氧气动态压力1.0Mpa的要求。6、安全装置液氧供气系统设置了多个安全装置。 储槽上设有

7、压力、 液位指示 表，液氧泵出口管路设有压力指示表， 方便操作人员随时监控系统状态。汽化器至储气罐中间管路上设有温度、压力传感器，能反馈系统的压力、温度信号并参与系统控制，当氧气温度过低或压力过高时， 系统将自动停止， 防止低温和超压引发事故。 在系统各管路上均设有 安全阀、放空阀、止回阀等，有效保证了系统安全可靠的运行。三、液氧供气系统的使用维护液氧供气系统作为作为低温压力系统， 有着严格的操作和维护程 序，误操作和维护不当将会引发严重的事故， 因此要特别注意该系统 的安全使用和维护。系统的操作和维护人员应经过专门的培训后方可上岗， 必须熟练 掌握系统的组成和特性， 熟悉系统各部分的操作及

8、安全操作规程， 严格按照系统使用维护说明书 及各部件说明书的要求进行操作和 维护。液氧储槽、汽化器、储气罐是压力容器，必须取得当地技术质量 监督局的特种设备使用证后方可使用， 系统中的压力表、 安全阀必须 定期送检，管道上的截止阀、指示仪表应定期检查是否灵敏可靠。液氧储槽的绝热性能取决于储槽内外筒夹层的真空度， 真空度一 旦破坏，液氧将迅速升温膨胀，所以当真空度未破坏，或者不需要填 充珠光砂重抽真空时， 严禁拆卸储槽真空阀， 在使用中可通过观察液 氧挥发量大小来估计液氧储槽的真空性能。系统在使用中应建立定时巡检制度，实时监控记录系统的压力、 液位、温度等关键参数，了解系统的变化趋势，发现异常问题应及时 通知专业技术人员处理。四、结论该液氧供气系统自 7 月份建成并投入试运行以来，经过连续使 用，系统运行稳定，各项参数符合设计要求，达到了预期的效果。目 前该系统作为主要的氧气供应系统， 替代了原制氧系统， 确保了生产 用氧安全、稳定、可靠的供应，同时降低了氧气成本，节能降耗、降 本增效成果显著。由于该系统是我公司首次将大规模液氧供气技术用于生产中， 在 使用中发现还存在一些不足之处， 比如长时间运行时现场冷凝雾气排 放不畅， 规划时未充分考虑现场排水等， 仍需要相关技术人员在实践 中不断的总结和改进， 使该系统更好的为生产所用， 也为今后