液氧供气系统的应用

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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800m3/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

2、气又只能排空处理，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，1m3液氧可汽化为800m3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

3、现有制氧系统作为备用系统。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≥2000m3/h，最大用氧量持续时间1.5h，要求炉前氧气动态压力≥1.0Mpa。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50m3，最大供氧量为3000m3/h，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

4、化。液氧供气系统的基本流程如图1所示，该系统主要由液氧储槽、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：1、液氧储槽液氧储槽存储-183℃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50m3，正常工作压力0.2—0.6Mpa，工作液位10m3-40m3，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

5、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/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

6、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，充分利用了原有设备，储气罐最大储气压力2.0Mpa，最大储气量为250m3。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DN100，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

7、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

8、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