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華西科技承建首鋼京唐公司60000m3/h低成本制氧項(xiàng)目正式投產(chǎn)并穩(wěn)定運(yùn)行

2023年3月,由成都華西化工科技股份有限公司承建的京唐公司60000立方米/小時(shí)低成本制氧項(xiàng)目正式投產(chǎn)成功,迄今已穩(wěn)定運(yùn)行1年。氧氣產(chǎn)品作為機(jī)前富氧通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)送至高爐,開(kāi)創(chuàng)了行業(yè)內(nèi)大型高爐機(jī)前機(jī)后混合供氧模式的新局面。

成都華西化工科技股份有限公司承建的四套國(guó)內(nèi)單體最大的15000立方米/小時(shí)(氧氣濃度80%)變壓吸附機(jī)組項(xiàng)目于2022年初開(kāi)工建設(shè),該項(xiàng)目在國(guó)際上首次將永磁電機(jī)、變頻控制技術(shù)和大型離心鼓風(fēng)機(jī)、大型離心真空泵應(yīng)用在變壓吸附裝置上,與傳統(tǒng)電機(jī)和控制方式相比,能耗大幅降低,同時(shí)配套大型液動(dòng)程控閥,大大提高了設(shè)備穩(wěn)定性,降低高爐新增富氧成本40%對(duì)進(jìn)一步提高高爐富氧率,降低焦炭比例,減少碳排放具有重要意義。




在京唐公司制氧項(xiàng)目中,成都華西化工科技股份有限公司的自主創(chuàng)新技術(shù)包括:


(一)該裝置所配置的動(dòng)力源為脈沖式高效離心設(shè)備,其結(jié)構(gòu)緊湊,較同規(guī)模的應(yīng)用羅茨設(shè)備的制氧裝置占地面積減小了20%以上;在制氧過(guò)程中,該設(shè)備較傳統(tǒng)離心設(shè)備操作簡(jiǎn)單,并采用先進(jìn)的自動(dòng)化控制與智能變頻調(diào)節(jié)技術(shù),在VPSA制氧過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了離心設(shè)備的升壓比變化與吸附壓力和解析壓力曲線的跟隨性,使離心設(shè)備高效性在VPSA制氧技術(shù)得到充分利用,較傳統(tǒng)制氧節(jié)電≥10%;與此同時(shí),該設(shè)備采用了高品質(zhì)的航空材料、先進(jìn)的制造工藝與完善的保護(hù)功能,充分保證設(shè)備全年無(wú)故障運(yùn)行。



(二)該裝置首次采用超大型脈沖式高效離心設(shè)備,突破傳統(tǒng)羅茨設(shè)備大型化的桎梏,同時(shí),對(duì)傳統(tǒng)VPSA制氧裝置噪音特性實(shí)現(xiàn)了革命性的改變,由極難處理的低頻噪音變?yōu)榱藰O易處理的高頻噪音,為用戶隔音降噪節(jié)約成本400余萬(wàn)元。


(三)開(kāi)發(fā)了高爐鼓風(fēng)機(jī)安全富氧技術(shù),自主設(shè)計(jì)一種全新的噴管式混氧裝置,兼顧了混氧的安全性、均勻性與穩(wěn)定性,解決了機(jī)前富氧易發(fā)生混氧不均的難題。配套設(shè)計(jì)了相應(yīng)的安全控制系統(tǒng),包括與機(jī)前氧氣純度連鎖的氧氣快速切斷閥和保護(hù)氮?dú)饪扉_(kāi)閥,為鼓風(fēng)機(jī)在富氧環(huán)境下的安全運(yùn)行提供雙重保險(xiǎn)。


(四)開(kāi)發(fā)了以變壓吸附工藝和大型化離心壓縮機(jī)為核心的低能耗機(jī)前富氧技術(shù),突破了羅茨壓縮機(jī)產(chǎn)能的限制,實(shí)現(xiàn)了低壓低純低能耗氧氣在高爐富氧中的應(yīng)用。在變壓吸附制氧領(lǐng)域,國(guó)際上首次用永磁電機(jī)直驅(qū)匹配變頻控制方式代替普通異步電機(jī)增速器驅(qū)動(dòng)方式,實(shí)現(xiàn)了壓縮機(jī)高效率運(yùn)行、高精度調(diào)節(jié),配套設(shè)計(jì)了壓縮機(jī)可調(diào)擴(kuò)壓器,更高效匹配變壓吸附變壓和變流量的工況要求,同時(shí)采用自吸排氣和均壓罐均壓部分沖洗工藝技術(shù),實(shí)現(xiàn)了變壓吸附低能耗,達(dá)到了行業(yè)領(lǐng)先水平。




隨著高爐富氧技術(shù)的發(fā)展,目前高爐已成為氧氣主要用戶,高爐氧氣用量占深冷空分制氧裝置總產(chǎn)量高達(dá)60%。而國(guó)內(nèi)大型鋼鐵企業(yè)制氧站均采用深度冷凍法進(jìn)行空氣分離制取氧氣、氮?dú)?、氬氣。由于深冷空分生產(chǎn)的是高壓高純度氧氣,需要是經(jīng)過(guò)兩次減壓后與冷風(fēng)混合后供給高爐,不僅造成氧氣能級(jí)的損失,也是對(duì)氧氣品位的浪費(fèi),而且隨著高爐用氧量的提升,這就意味著能源浪費(fèi)越來(lái)越多。高爐富氧采用變壓吸附制氧后,純氧單耗由0.5152 kwh/Nm3(深冷氧)下降至0.31kwh/Nm3,高爐整體富氧能耗下降6.6%,同時(shí)提高富氧增加了高爐鐵產(chǎn)量,降低了高爐焦比,提高了煤氣熱值,為鋼鐵企業(yè)高爐高富氧,低成本實(shí)現(xiàn)高爐節(jié)能減排、減碳目標(biāo)具有重要的示范作用,有效推動(dòng)鋼鐵行業(yè)降低高爐富氧成本,具有較大的推廣和借鑒意義。



同時(shí),在整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中,成都華西化工科技股份有限公司積極響應(yīng)首鋼京唐公司降本增效工作的需要,主動(dòng)加壓,始終圍繞標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、品質(zhì)化的目標(biāo)全力推進(jìn)項(xiàng)目建設(shè),克服新冠肺炎疫情帶來(lái)的人員短缺等各種困難,強(qiáng)化工作部署,創(chuàng)新思路、攻堅(jiān)克難解決了兩種分子篩同步填裝、沒(méi)有任何經(jīng)驗(yàn)可循的國(guó)內(nèi)首套高速永磁同步電機(jī)與變頻控制系統(tǒng)調(diào)試等行業(yè)難題,進(jìn)一步壓縮工期,按時(shí)全部投產(chǎn)。


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