Станция разгрузки, хранения и газификации кислорода сталеплавильного производства

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СТАНЦИЯ РАЗГРУЗКИ, ХРАНЕНИЯ И ГАЗИФИКАЦИИ КИСЛОРОДА СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Белорусский металлургический завод Белорусский национальный технический университет(72) Авторы Тимошпольский Владимир Исаакович Сотников Александр Алексеевич Маточкин Виктор Аркадьевич Иванов Игорь Владимирович Короленя Николай Николаевич Кабишов Сергей Михайлович Мандель Николай Львович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Белорусский металлургический завод Белорусский национальный технический университет(57) Станция разгрузки, хранения и газификации кислорода сталеплавильного производства, включающая танки для приема жидкого кислорода из транспортной емкости, насос сжиженного газа, паровой испаритель и змеевик подъема давления в танке, отличающаяся тем, что станция снабжена, по меньшей мере, двумя танками, соединенными между собой параллельными ветвями вакуумных трубопроводов, соответственно, для заполнения танков из транспортной емкости и для газификации, при этом в гидравлическую схему байпасной линии включен регулирующий клапан с автоматическим управлением давления для поддерживания необходимого расхода кислорода при постоянном давлении, причем для заполнения танков жидким кислородом из транспортной емкости на входе гидравлической сети смонтирован насос с ручными вентилями, а на выдаче жидкого кислорода из танков смонтирован насос для попеременной или одновременной подачи сжиженного газа в паровой испаритель и потребителю.(56) 1. Малков М.П. и др. Газификаторы. Справочник по физико-техническим основам криогеники. - . Энергоиздат, 1985. - С. 363. 2. Малков М.П. и др. Хранение и транспорт сжатых газов и сжиженных криопродуктов. Справочник по физико-техническим основам криогеники. - . Энергоиздат, 1985. С. 364. Полезная модель относится к криогенной технике и может быть использована при разработке холодильных машин, используемых, преимущественно, для охлаждения воды в системах кондиционирования воздуха в технологических линиях металлургического производства. Известна станция-газификационная установка, хранения и газификации жидкого кислорода высокого давления, включающая сосуд-танк для жидкого кислорода, погружной насос сжиженного газа, паровой испаритель-подогреватель и змеевик подъема давления в танке 1. Известная конструкция относится к типовым газификационным установкам, выпускаемым изготовителями криогенного оборудования. Использование ее в том виде, как она есть, для металлургического производства, например РУП БМЗ, практически невозможно. Недостаток ее проявляется в невысокой производительности, не более 2200 м 3/ч (ГХК 8/16-2000), что нетехнологично для металлургического производства. Ближайшим техническим решением, принятым в качестве прототипа, является станция разгрузки, хранения и газификации кислорода сталеплавильного производства, включающая танки для приема жидкого кислорода из транспортной емкости, насос сжиженного газа, паровой испаритель-подогреватель и клапан-змеевик подъема давления в танке 2. Известная конструкция также относится к типовым газификационным станциям, выпускаемым изготовителями криогенного оборудования. Использование ее в том виде, как она есть, для металлургического производства, например РУП БМЗ, практически невозможно в связи с тем, что необходимая производительность газификатора для металлургического производства составляет не менее 4000 м 3/ч газообразного кислорода. Максимальная же производительность известной станции газификатора 2200 м 3/ч (ГХК 8/16-2000). Последовательное модулирование станций-газификаторов для получения необходимой производительности при наполнении емкости технологически не может выдавать газообразный кислород требуемого давления 1,2 МПа, так как необходимое давление газифицированного продукта достигалось поддержанием давления в самой емкости, а допустимое давление в транспортных цистернах 0,25 МПа. Таким образом, известные аналоги отличаются низкой производительностью, значительными габаритами по площади, что неприемлемо для многих производств, в том числе и для металлургического, требуют наличия емкостей высокого давления и обладают цикличностью работы заполнения и газификации кислорода. В основу полезной модели поставлена задача повышения экономичности, непрерывного обеспечения увеличивающихся потребностей в газообразном кислороде сталеплавильного производства регулирование производительности при поддержании постоянного давления на выходе возможность использования привозного кислорода при капитальных ремонтах воздухоразделительных установок без остановки сталеплавильного производства. Поставленная задача достигается тем, что конструкция станции разгрузки, хранения и газификации кислорода сталеплавильного производства, включающей танки для приема жидкого кислорода из транспортной емкости, насос сжиженного газа, паровой испаритель и змеевик подъема давления в танке, согласно полезной модели, станция снабжена, по меньшей мере, двумя танками для жидкого кислорода, соединенными между собой парал 2 28622006.06.30 лельными ветвями вакуумных трубопроводов, соответственно, для заполнения танков из транспортной емкости и для газификации, при этом в гидравлическую схему байпасной линии включен регулирующий клапан с автоматическим управлением от датчика давления для поддерживания необходимого расхода кислорода при постоянном давлении, причем для заполнения танков жидким кислородом из транспортной емкости на входе гидравлической сети смонтирован насос с ручными вентилями, а на выдаче жидкого кислорода из танков смонтирован насос для попеременной или одновременной подачи сжиженного газа в паровой испаритель и потребителю. Технический результат проявляется в экономии энергоресурсов, надежности технологии, ввиду отсутствия энергоемких и капиталоемких технологий, в безопасности, упрощении конструкции и технологии. Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 дана принципиальная конструктивная схема станции разгрузки, хранения и газификации кислорода сталеплавильного производства, на фиг. 2 - то же, что и на фиг. 1, но со словесными обозначениями. Конструкция станции разгрузки, хранения и газификации кислорода сталеплавильного производства содержит танки 1, 2 для разгрузки и хранения жидкого кислорода, насос 3 сжиженного газа, паровые испарители-змеевики 4, 5 подъема давления в танках 1, 2. Станция снабжена, по меньшей мере, двумя танками 1,2 для жидкого кислорода, соединенными между собой параллельными ветвями вакуумных трубопроводов 6, соответственно,для заполнения танков 1, 2 из транспортной емкости 7 хранения жидкого кислорода. В гидравлическую схему байпасной линии включен регулирующий клапан 8 с автоматическим управлением от датчика давления для поддерживания необходимого расхода кислорода при постоянном давлении. Для заполнения танков 1, 2 жидким кислородом из транспортной емкости 7 на входе гидравлической сети смонтирован насос 3 с ручными вентилями 9, 10, а на выдаче жидкого кислорода из танков смонтирован насос 11 для попеременной или одновременной подачи сжиженного газа в паровой испаритель 12, снабженный регулирующим клапаном 13 пара и клапаном 14 сброса конденсата. Из парового испарителя 12 газообразный кислород подают потребителю 15. Для поддержания постоянного давления в танках 1, 2 в байпасной линии установлены регуляторы давления 16, 17,работающие совместно с испарителями 4 и 5. Для бесперебойной работы танки 1, 2, соответственно, оснащены криогенными вентилями 18 и 19. Работа станции разгрузки, хранения и газификации кислорода поясняется на примере обеспечения металлургического производства РУП БМЗ. Для непрерывного обеспечения увеличения потребностей газообразного кислорода сталеплавильным производством использовали танки 1, 2 емкостью по 100 м 3 каждый. В качестве насоса 3 сжиженного газа применен 3-х ступенчатый насос давлением 1,2 МПа,производительностью 6000 л/ч, мощностью 7,5 кВт. Станция построена по модульному принципу и снабжена, по меньшей мере, двумя танками 1, 2 для жидкого кислорода,соединенными между собой параллельными ветвями, как для заполнения емкостей. Модульный принцип позволяет обеспечить заданный потребителем ритм бесперебойного расхода газообразного кислорода. Предложенная технология разгрузки и газификации кислорода предусматривает использование двух стационарных танков модели РЦВ-100 вместимостью 100 м 3 каждая. Наполнение танков жидким кислородом осуществляют от транспортных цистерн (железнодорожных или автомобильных) и производят с помощью насоса 3 для сжиженных газов через арматуру ручных вентилей 9 или 10. Это позволяет производить наполнение жидким кислородом танков 1, 2 газификатора без остановки выдачи газообразного кислорода потребителю 15 и уменьшить время простоя железнодорожных цистерн под разгрузкой. Танки 1,2 работают в следующем ритме. Один из танков 1, 2 в новом конструктиве станции находится в работе - на производстве газификации жидкого кислорода и поставке газообразного кислорода потребителю, другой танк осуществляет транспортную разгруз 3 28622006.06.30 ку и наполнение жидкого кислорода. Поддержание постоянного давления в танках 1, 2 обеспечивают регуляторы давления 16, 17 совместно с испарителями 4 и 5. Жидкий кислород из выбранной емкости танка 1 или 2 через криогенные вентили 18 или 19 поступает на вход насоса 11, в котором создают необходимое давление жидкого кислорода, подаваемого к потребителю 15. Далее жидкий кислород подают для его газификации в паровой испаритель 12, представляющий собой змеевик, погруженный в бак с водой. Необходимое для газификации тепло поступает с паром, который через регулирующий клапан 13 подают в воду испарителя 12. Регулирование производительности газификаторов станции, необходимое из-за неравномерного потребления, на байпасной линии насоса 11 осуществляют регулирующим клапаном 8, который поддерживает постоянное давление в линии подачи газообразного кислорода потребителям. Новая конструкция станции позволила осуществить работу на принципе непрерывной подачи жидкого кислорода на паровой испаритель посредством насоса сжиженного газа и получения газообразного кислорода давлением 1,2 МПа при поддержании постоянного давления на выходе с автоматическим регулированием производительности 0 - 4000 м 3/ч(газообразного кислорода) по сравнению с базовым объектом (до 2200 м 3/ч) Конструкция станции позволяет осуществлять стратегическое планирование металлургического производства в связи с возможностью непрерывного обеспечения увеличения потребления газообразного кислорода сталеплавильным производством, а также возможностью использования привозного кислорода при капитальных ремонтах воздухоразделительных установок без остановки сталеплавильного производства, печи, установки внепечной обработки стали и т.п. Промышленное освоение осуществляется на РУП БМЗ. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4