Flüssiger Stickstoff-Speicher- und Verdampfungssystem der Lufttrenneinrichtung ist ein hocheffizientes Industriesystem, das sich um die Eigenschaften von flüssigem Stickstoff-Medien bei niedriger Temperatur konzentriert und flüssigen Stickstoff speichert, transportiert, verdampft, reinigt und sicher kontrolliert. Das System verwendet hochreinen flüssigen Stickstoff aus dem Luftschichtturm als Rohstoff, um durch präzise Speicherung, Filtration, Druckaufnahme, Wärmeaustausch, Pufferung und Verteilung niedertemperaturen flüssigen Stickstoff in regelmäßigen Stickstoff umzuwandeln, der den Anforderungen verschiedener Branchen gerecht wird.
Flüssiger Stickstoff-Speicher- und VerdampfungssystemEs ist ein hocheffizientes industrielles System, das sich um die Eigenschaften von flüssigem Stickstoff bei niedriger Temperatur entwickelt hat, um flüssigen Stickstoff zu speichern, zu transportieren, zu verdampfen, zu reinigen und sicher zu steuern. Das System verwendet hochreinen flüssigen Stickstoff, der durch den Luftaufteilungsturm erzeugt wird, als Rohstoff. Durch präzise Lagerung, Filtration, Aufdruck, Wärmeaustausch, Puffer und Verteilungsprozesse wird niedertemperaturflüssiger Stickstoff in regelmäßigen Stickstoff umgewandelt, der den Anforderungen verschiedener Branchen entspricht. Es bietet eine stabile und zuverlässige Stickstoffversorgung für Elektronik, Dünger, Kohle, Stahl und andere Bereiche mit hoher Sicherheit, niedriger Verbrauchsrate und starker Anpassungsfähigkeit.
Die Rohstoffe des Systems sindFlüssiger Stickstoff aus der Oberseite des UnterturmsSeine Reinheit von bis zu 99,999% und die Temperaturstabilität bei -196 ° C sind die Grundlage für die Gewährleistung der nachfolgenden Stickstoffqualität.
Flüssiger Stickstoff TransportTieftemperaturrohre aus Edelstahl mit einem Durchmesser von 150 mmDie äußere Schicht der Rohrleitung verwendet eine doppelte Schutzisolierung: Die erste Schicht ist eine 50 mm dicke Perlensand-Isolationsschicht, die das Eindringen von äußerer Wärme effektiv blockiert und den Verdampfungsverlust von flüssigem Stickstoff reduziert; Die zweite Schicht ist eine 0,5 mm dicke Aluminium-Schutzhülle, die die Isolationsschicht vor äußeren Schäden schützt und die Isolationswirkung weiter verbessert.
EndausrüstungPneumatisches AbsperrventilDie Öffnungsgrade des Ventils wird automatisch durch das SPS-System entsprechend dem Speichertankspiegel angepasst, um eine intelligente Durchflusssteuerung zu erreichen. Wenn der Speichertankspiegel 85% erreicht ist, wird das Ventil automatisch auf 30% geschlossen, um sicherzustellen, dass der flüssige Stickstoff-Förderfluss bei etwa 50 m³/h stabil ist, um Sicherheitsrisiken oder Flussschwankungen zu vermeiden, die die Stabilität des Systems beeinträchtigen.
Flüssiger Stickstoff muss in den Tank gelangen.Tieftemperaturfilter mit einer Filtrationsgenauigkeit von 5 μmIm Inneren des Filters werden Kupfernetzfilterelemente verwendet, um die Reste von Eisenschlägen, Oxidhaut und anderen festen Verunreinigungen beim Schweißen von Rohren präzise abzufangen.
Eine Chemiefabrik hatte den Filter nicht installiert, wodurch Metallpartikel mit einem Durchmesser von 1 mm in den Speichertank gelangen, die Flügelkanale des nachfolgenden Verdampfers verstopft wurden, was zu einer Verringerung der Verdampfungskapazität um 40% führte, und das Unternehmen musste die Produktion für 36 Stunden aufhören, was zu schweren wirtschaftlichen Verlusten führte. Nach der Installation des Filters fand die vierteljährliche Demontage-Inspektion nur eine kleine Menge grauweißer pulverförmiger Verunreinigungen auf dem Filterkörper fest, was den normalen Betrieb des Systems nicht beeinträchtigt, was die Schlüsselrolle der Filterlinie für die Systemstabilität voll widerspiegelt.
SystemanwendungVertikale TieftemperaturspeicherbehälterAls Kernausrüstung für die Speicherung von flüssigem Stickstoff, mit einem effektiven Volumen von 500m³, kann der Bedarf an der Speicherung von flüssigem Stickstoff in großem Umfang und kontinuierlicher Produktion des Unternehmens erfüllt werden, und seine Struktur berücksichtigt die Sicherheit und die Isolierung unter niedrigen Temperaturen:
TankmaterialInnere Galle aus 06Cr19Ni10 Edelstahl mit ausgezeichneter Tieftemperaturkorrosionsbeständigkeit und Zähigkeit, die sich an eine Tieftemperaturumgebung von 196 ° C anpassen können; Das äußere Gelber ist aus Kohlenstoffstahl Q345R und bietet eine hohe Festigkeit und niedrige Kosten, um den Tank zuverlässig strukturell zu unterstützen.
Wärmeisolierendes DesignPumpen zwischen innerer Galle und äußerer Galle auf ein hohes Vakuum von 10-³ Pa, während sie den ausgedehnten Perlstein mit wärmeisolierenden Eigenschaften füllen, die Wärmeübertragung erheblich reduzieren, den Verdampfungsverlust von flüssigem Stickstoff reduzieren und den Lagertank langfristig stabil speichern.
Unterstützung und Absatzschutz: Tankboden installiert 6 Sätze von Stahlstützbeinen, jede Sätze von Stützbeinen und Basis mit einer 30 mm dicken Polytetrafluoroplatte, die die Extrusionsdeformation der Bodensatzung auf den Tank effektiv reduzieren und die Lebensdauer des Tanks verlängern kann.
Flüssigkeitsspiegelüberwachung: Der Speichertank ist oberhalb mit einem magnetischen Flachplattenspiegelmesser ausgestattet, der den Flüssigkeitsniveau mit einer Genauigkeit von ± 5 mm anzeigt, so dass der Bediener vor Ort den Flüssigkeitsniveau intuitiv einsehen kann; Gleichzeitig mit einem Radar-Füllstandssender können die Füllstandsdaten in Echtzeit auf den Überwachungsbildschirm des zentralen Steuerraums übertragen werden, um die Fernüberwachung in Echtzeit zu ermöglichen und den Flüssigstickstofftransport rechtzeitig anzupassen.
Die Druckregelung des Speichertanks ist der Kern der Sicherheit des Systems, der normale Betriebsdruck wird streng bei 0,5 MPa gehalten, die spezifischen Kontrollmaßnahmen sind wie folgt:
Sicherheitsventil DruckentlastungWenn die Umgebungstemperatur erhöht wird und die Verdampfung von flüssigem Stickstoff den Druck im Tank auf 0,6 MPa erhöht, wird das Sicherheitsventil auf der Spitze des Tanks automatisch gestartet und das freigegebene Tieftemperaturstickstoff wird durch die Entleerungsleitung in einen 30 m hohen Entleerungsbehälter geführt, um die Ansammlung von Stickstoff in der geringen Luft zu vermeiden, die Sicherheitsrisiken verursachen. Entleerungsleitung mit dem Biegeprozess, keine rechte Winkelkurve, kann den lokalen Widerstand reduzieren, um eine reibungslose Entlastung zu gewährleisten; Die Außenwände der Rohrleitung werden ebenfalls isoliert, um zu verhindern, dass niedriger Stickstoff das Gefrieren der Rohrleitung verursacht und den normalen Betrieb der umliegenden Geräte beeinflusst.
事故警示Eine Erdgasbehandlungsanlage hat wegen der ungenauen Sicherheitsventilkwalibrierung verursacht, dass der Druck im Tank auf 0,8 MPa steigt, was das Lecken der Flanschdichtung des Tanks auslöst, obwohl die Notdruckbehandlung den Unfall vermeidet, aber auch die Wichtigkeit der regelmäßigen Präzisionsprüfung des Sicherheitsventils warnt.
Ersatzschutz gegen SprengstoffeUm die Überdruckgefahr durch Ausfälle des Sicherheitsventils zu verhindern, ist der Speichertank auch mit Sprengscheiben versehen, deren Sprengsdruck auf 0,7 MPa eingestellt ist. Wenn das Sicherheitsventil nicht normal ablassen kann, steigt der Druck im Tank kontinuierlich auf 0,7 MPa, brechen die Sprengstoffe im Moment des Überdrucks und lösen den Druck schnell ab, um die Sicherheit des Tanks zu schützen. Die Sprengstoffe müssen einmal im Jahr ausgetauscht werden und müssen beim Austausch sichergestellt werden, dass die Dichtungsfläche rein und kratzfrei ist, um Leckagen nach dem Austausch zu verhindern.
Wenn flüssiger Stickstoff verwendet werden muss, wird das Ablaufventil am Tankboden geöffnet und flüssiger Stickstoff gelangt durch den Vorpumpefilter einTieftemperaturflüssiger StickstoffpumpeDie Pumpe ist die Kerneinrichtung für die Druckförderung von flüssigem Stickstoff, die spezifischen Parameter und Betriebsanforderungen sind wie folgt:
GeräteparameterMit Kolbenstruktur, Motorleistung 75 kW, Durchfluss kann flexibel im Bereich von 20-100 m³ / h eingestellt werden, Ausgangsdruck bis zu 2,5 MPa, um die Druck- und Durchflussanforderungen verschiedener nachgelagerter Benutzer zu erfüllen.
Kryotemperaturschutz: Pumpengehäuse mit Polyurethanschaumschicht umhüllt, um den Kälteverlust zu reduzieren; Die Wellendichtung ist mit einer mechanischen Dichtung aus Wellenrohr und einer Dichtungsfläche aus WC-Co-Legierung ausgestattet, die eine ausgezeichnete Tieftemperaturdichtung und Verschleißbeständigkeit bietet, um bei -196 ° C keine Leckagen zu gewährleisten.
Betriebsspezifikationen startenVorkühlung: Vor dem Start der Pumpe muss das Vorkühlventil auf dem Pumpenkörper geöffnet werden, damit flüssiger Stickstoff langsam durch die Pumpenhohle fließt, bis die Pumpengehäusetemperatur auf -180 ° C sinkt, um den Motor zu starten. Wenn die Vorkühlung nicht nach den Spezifikationen erfolgt, kann ein zu großer Temperaturunterschied zu einer Verformung des Pumpenkorpusteils und zu einem Ausfall der Anlage führen.
Hochdruckflüssiger Stickstoff aus der flüssigen Stickstoffpumpe, zuerst inPlattenwärmetauscherFür die Verdampfung ist dieser Abschnitt der Schlüssel zur Umwandlung von flüssigem Stickstoff bei niedriger Temperatur in Stickstoff bei regulärer Temperatur:
Parameter des Wärmetauschers: mit 316L Edelstahl Material lötet Platte-Struktur, eine Platte Fläche 0,5㎡, Gesamtwärmeübertragung Fläche 80㎡, mit einer effizienten Wärmeübertragung Leistung; Die hohe Temperaturseite tritt in den 0,8 MPa gesättigten Dampf aus dem Dampfleitungsnetz ein, der durch die Dampfkondensation freigegebene Wärme auf flüssigen Stickstoff auf Normaltemperatur erhitzt.
Temperaturregelung: Der Wärmetauscher ist mit einem Temperatursensor auf der Einfuhr- und Ausgangsleitung ausgestattet, wenn die Ausgangstemperatur des Stickstoffes unter -5 ° C liegt, wird das Dampfregelventil automatisch geöffnet, um die Dampfversorgung zu erhöhen und die Stickstoffverdampfung zu gewährleisten.
Unfallfälle: Ein Kohlechemieprojekt war aufgrund von Dampfdruckschwankungen zu einer unzureichenden Wärmeübertragung des Wärmetauschers und einer unzureichenden Verdampfung geführt worden - 30 ° C Stickstoff in die nachfolgenden Rohrleitungen, was zu einem Flanschdichtungsschwank führte und Stickstofflecks auslöste, was die Wichtigkeit der Temperaturstabilitätskontrolle der Verbindung unterstreicht.
NotverdampfungssicherungDas System ist auch ausgestattetNotverdampferWenn der Plattenwärmetauscher ausfällt und die Stickstoffauslasstemperatur unter -10 ° C liegt, wird das Dampfeingangsventil geschlossen und gleichzeitig das Bypass-Ventil geöffnet, um eine nicht ausreichend verdampfte Gas-Flüssigkeitsmischung in den Notverdampfer zu gelangen. Der Verdampfer ist ein Luftbad mit einer Flügelrohrlänge von bis zu 500 m, kann die Wärme der Umgebungsluft nutzen, um den überschüssigen flüssigen Stickstoff zu verdampfen, um sicherzustellen, dass trockener Stickstoff in die nachgelagerte Rohrleitung eintritt, um zu vermeiden, dass eine Mischung aus niedrigen Temperaturgasen und Flüssigkeiten nachgelagerte Geräte beschädigt.
Eintritt von Stickstoff nach VerdampfungPuffertankDas Gerät hat ein Volumen von 50 m³ und ein Designdruck von 2,0 MPa, die Hauptrolle ist es, den Stickstoffdruck zu stabilisieren, die spezifischen Funktionen und das Design sind wie folgt:
DruckstabilisierungsfunktionWenn der Gasverbrauch des nachgelagerten Benutzers plötzlich zunimmt, kann der im Puffertank gespeicherte Stickstoff rechtzeitig aufgefüllt werden, um die Druckschwankungen im Bereich von ±0,05MPa zu kontrollieren, um einen abrupten Druckabfall zu vermeiden, der die Produktion des Benutzers beeinflusst; Die Tankdecke ist mit einem Druckmesser und einem Druckgeber ausgestattet, wenn der Druck unter 1,8 MPa liegt, wird die Flüssigstickstoffpumpe automatisch beschleunigt und die Gaszufuhr erhöht; Bei einem Druck höher als 2,0 MPa verlangsamt sich die Pumpe oder stellt sie aus, um den Druck automatisch einzustellen.
Korrosionsschutz DesignDie Innenwand des Tanks macht eine Sandsprühbehandlung, entfernt die Oberflächenoxidschicht und beschichtet dann die zinkreiche Epoxid-Grundlage und die Oberflächenlack mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit und verlängert die Lebensdauer des Puffertanks.
Der Stickstoff, der aus dem Puffertank ausgeführt wird, ist in zwei Wege unterteilt, um die Bedürfnisse der Benutzer in verschiedenen Branchen zu erfüllen und gleichzeitig mit präzisen Messgeräten ausgestattet:
Hochreiner Stickstoff: Durch StickstoffPräzisionsfilterDer Filter ist mit Aktivkohle und molekularen Sieben ausgestattet, um Feuchtigkeit und Ölanteile in Stickstoff effektiv zu entfernen, um den Taupunkt des Stickstoffs auf -70 ° C zu senken, um die strengen Anforderungen der Elektronikindustrie an hochreinen Stickstoff zu erfüllen und die Produktqualität bei der Herstellung von elektronischen Komponenten zu gewährleisten.
Industrielle StickstoffzweigeDer andere Weg des Stickstoffs geht direkt in die Hauptleitung und wird an die synthetische Ammoniakanlage der Düngeanlage geliefert, die als Schutzgas verwendet wird, um zu verhindern, dass Rohstoffe und Produkte während der Synthese von Ammoniak oxidiert werden, um die Produktionssicherheit und die Reinheit des Produkts zu gewährleisten.
DurchflussmessungBeide Leitungen verfügen über Vortex Street-Durchflussmesser mit einer Messgenauigkeit von ±0,5%, die den Gasverbrauch jedes Benutzers in Echtzeit messen und Daten in das Energiemanagementsystem hochladen können, um die Energieverbrauchsstatistik und die Kostenrechnung für Unternehmen zu erleichtern.
Das System verfügt über eine sichere Verriegelungseinrichtung, die kritische Geräte und Kernglinkel abdeckt, um den Betrieb des Systems vollständig zu gewährleisten:
Sicherheit der FlüssigstickstoffpumpeWenn die Lagertemperatur der flüssigen Stickstoffpumpe über 80 ° C steigt, wird ein Ausfallsignal ausgelöst und das Pumpenausgangsventil automatisch geschlossen, um zu verhindern, dass der Trockenschlitz des Pumpenkörpers zu Geräteschäden oder Sicherheitsunfällen wie Branden führt.
Wärmetauscher SicherheitWenn die Stickstoffauslasstemperatur des Plattenwärmetauschers unter -10 ° C liegt, wird neben dem Start des Notverdampfers auch das Dampfeingangsventil geschlossen, um zu verhindern, dass der kontinuierliche Eintritt von Dampf zu Energieverschwendung oder Ausrüstungsabfällen führt.
Sicherheit des TankspiegelsWenn der Speichertankspiegel unter 15% liegt, sendet der zentrale Steuerraum einen Alarm für einen niedrigen Flüssigkeitsspiegel aus, um den Bediener daran zu erinnern, sich an die Lufttrenneinrichtung zu wenden, um die Flüssigstickstoffproduktion zu erhöhen; Wenn der Flüssigkeitsspiegel unter 10% liegt, schließt das System das Flüssigkeitsventil automatisch ab, um vorrangig den normalen Betrieb des leeren Trennturms zu gewährleisten und zu vermeiden, dass der leere Trennturm durch mangelnde Rohstoffe Kettenfehler verursacht.
Die Rohrleitung als Kerntrager für den Transport von Medien innerhalb des Systems hat eine direkte Auswirkung auf die Stabilität und Sicherheit des Systems:
ArrangementprinzipienNach dem Prinzip "kalt auf heiß unter" sollten die Kryotemperaturleitungen möglichst hoch gelegt werden und einen Abstand von mindestens 300 mm zwischen den Hochtemperaturleitungen aufrechterhalten werden, um zu vermeiden, dass die Hochtemperaturleitungen Wärme auf die Kryotemperaturleitungen übertragen und den Verdampfungsverlust von flüssigem Stickstoff reduzieren.
Gestaltung: Die Halterung der Tieftemperaturleitung verwendet einen Gleithalter, der es erlaubt, sich frei zu bewegen, wenn sich die Rohrleitung bei niedrigen Temperaturen zusammenzieht, um zu vermeiden, dass die Rohrleitung durch die Spannung durch die Kühlung und Aufblasung gebrochen wird; Zwischen dem Halter und dem Rohr sind Holzblöcke versehen, um den direkten Kontakt mit Metallen zu verhindern und den Kälteverlust weiter zu reduzieren.
Ventilwahl: Die Ventile auf der Rohrleitung verwenden ein Tieftemperaturkugelventil, das Kernmaterial ist eine Kupferlegierung mit einer guten Tieftemperaturzähigkeit; Die Dichtfläche ist Polytetrafluorethylen, um sicherzustellen, dass der Schalter bei niedrigen Arbeitstemperaturen flexibel ist und die Leckage unter 1 x 10-6 Pa·m³/s ist, um die Dichtheit des Systems zu gewährleisten.
高安全性Vom Sicherheitsventil des Speichertanks, dem doppelten Überdruckschutz des Sprengstoffs, zum Temperatur- und Druckschutz der Ausrüstung, zum Tieftemperaturschutzdesign der Rohrleitung, bildet das System ein umfassendes Sicherheitssystem, das die Sicherheitsrisiken unter niedriger Temperatur und hohem Druck effektiv vermeiden kann.
Niedrige VerlustrateDurch die Hochvakuum-Wärmeisolierung des Speichertanks, die Doppelisolierung der Rohrleitung, die effiziente Wärmeübertragung des Wärmetauschers und andere Konstruktionen, die die Verdampfung von flüssigem Stickstoff und die Kälteverluste erheblich reduzieren, wird dieses System in einer großen Stahlfabrik angewendet, die Flüssiger Stickstoff-Verlustrate wird unter 0,5% kontrolliert und die Produktionskosten des Unternehmens reduziert.
Hohe Stabilität: Das SPS-System regelt automatisch den Durchfluss, den Druck, den stabilen Druck des Puffertanks, den Filter blockiert Verunreinigungen, alle Verbindungen wirken synergisch, um sicherzustellen, dass der Durchfluss, der Druck und die Reinheit der Stickstoffversorgung stabil sind, um die kontinuierlichen Produktionsanforderungen der nachgelagerten Benutzer zu erfüllen.
Starke AnpassungsfähigkeitFlüssiger Stickstoffpumpen können flexibel eingestellt werden, Stickstoff ist in hochreinen Stickstoff und industriellen Stickstoff aufgeteilt, der sich an die Bedürfnisse verschiedener Industrien wie Elektronik, Dünger, Kohle und Chemie anpassen kann.
Eine große Stahlfabrik hat sichFlüssiger Stickstoff-Speicher- und VerdampfungssystemSeitdem hat der kontinuierliche Betrieb von 1800 Tagen problemlos erreicht, um einen stabilen Stickstoffschutz für den Walzstahl, die Wärmebehandlung und andere Teile des Stahlproduktionsprozesses bereitzustellen, um die Oxidation des Stahls effektiv zu verhindern und die Qualität des Stahls zu verbessern, während die niedrige Verbrauchsrate auch eine große Menge flüssigen Stickstoffeinkaufs- und Betriebskosten für das Unternehmen spart, was eine wichtige Garantie für den stabilen Betrieb der Produktion des Unternehmens ist.
