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Las instalaciones de producción de oxígeno están equipadas con equipos sofisticados, cuyo mantenimiento solo puede confiarse a personal con la formación técnica adecuada y un amplio perfil de formación. Por ejemplo, los operadores de compresores deben conocer no solo el equipo relacionado con el grupo de compresores, sino también el aparato para separar mezclas de gases, y los operadores de aparatos, además del aparato para separar gases, deben ser capaces de mantener el equipo del compresor.

La producción de oxígeno está equipada con sofisticados equipos de alta velocidad de importante potencia, que opera de manera continua en un amplio rango de temperaturas, a diversas presiones, en condiciones desfavorables, estando expuesto en algunos casos a la acción de medios agresivos, que naturalmente acelera la destrucción y falla del equipo.

Las modernas instalaciones de producción de oxígeno consumen mucha energía y se utilizan ampliamente para necesidades tecnológicas, energéticas y económicas, eléctricas y energía térmica... Además, la producción de oxígeno está asociada al consumo de cantidades importantes de agua.

El desarrollo de la producción de oxígeno, un aumento de su eficiencia, en una medida decisiva, están determinados por el progreso técnico, que prevé la introducción de nuevas tecnologías, tecnología progresiva, organización científica del trabajo y la producción. El progreso tecnológico es la base para aumentar la productividad laboral y la calidad de los productos, reducir los costos de producción, mejorar las condiciones de trabajo, mejorar las habilidades y el nivel cultural y técnico de los trabajadores. Las direcciones y tasas de desarrollo del progreso técnico en la producción de oxígeno están determinadas por el plan nacional de desarrollo técnico.

La producción de oxígeno se caracteriza por varios grados de mecanización y automatización de la producción. Por ejemplo, un proceso de producción está parcialmente mecanizado si solo se mecanizan las operaciones individuales (generalmente básicas). En el caso de la mecanización de todas las operaciones intensivas en mano de obra básica y auxiliar con la ayuda de un sistema recíproco de máquinas y equipos, caracterizado por los indicadores técnicos y económicos más altos posibles en las condiciones dadas, el proceso de producción está completamente mecanizado.

Los residuos de la producción de oxígeno (emulsión de aceite) deben recogerse y recuperarse también.

En la producción de oxígeno, bajo la influencia de la tendencia definitoria del progreso técnico, la automatización y mecanización de los procesos de producción, la relación potencia-peso de la mano de obra aumenta constantemente con una reducción simultánea del personal de mantenimiento.

En producción de oxígeno, el taller de separación de aire es el líder, ya que la capacidad de otros talleres o secciones, por ejemplo, un taller de argón, una sección para la producción de criptón u otros gases raros obtenidos durante la separación del aire. La sección protagonista de la tienda será la que juegue un papel decisivo en el cumplimiento del programa de producción de la tienda. Por ejemplo, en una tienda de división, la parte principal es la sección del bloque de división. Se considera que el equipo líder es aquel sobre el que se realizan las principales operaciones. proceso tecnológico que determinan la especialización y escala de producción u operaciones con mayor intensidad laboral. En la producción de oxígeno, el equipo líder es la unidad de separación de aire.

En producción de oxígeno al momento de la entrega productos terminados un número grande consumidores, la constancia de los consumidores de los productos es importante, ya que su cambio frecuente puede desorganizar la producción y provocar tiempo de inactividad de los equipos o la liberación de productos terminados a la atmósfera debido a la falta de contenedores adicionales para almacenar gases en la planta de oxígeno o en el consumidor.

En las plantas de oxígeno, se distingue entre el seguimiento continuo y periódico de los indicadores de rendimiento de las unidades de separación de aire. El control continuo se lleva a cabo utilizando dispositivos automáticos (autograbadores) apropiados para medir el caudal del gas separado y los productos terminados, las temperaturas y presiones en ciertos puntos del proceso tecnológico, determinar la composición de los gases y monitorear el nivel del líquido.

En la producción de oxígeno, el desempeño del plan está influenciado principalmente por la utilización de unidades de separación de aire en términos de tiempo y capacidad.

En la producción de oxígeno, también se encuentra un uso significativo en dispositivos diseñados para el monitoreo periódico del funcionamiento de los equipos, la calidad de los materiales auxiliares o para determinar las causas de ciertas violaciones temporales del modo normal. Estos instrumentos suelen estar a disposición del laboratorio del taller o del capataz de instrumentación.

En la producción de oxígeno, el mismo aire se utiliza con mayor frecuencia como refrigerante para enfriar y licuar el aire. A medida que el aire se expande, se enfría notablemente.

Se utilizan varios tipos de lubricantes en la producción de oxígeno.

En la producción de oxígeno, parece conveniente calcular automáticamente los siguientes indicadores: los coeficientes de consumo de electricidad para gases individuales en la separación compleja de mezclas de gases, la eficiencia del equipo, el tiempo necesario para calentar y reparar el equipo, lo que Permitir el control sistemático del proceso de producción y utilizar el costo de producción como indicador óptimo. Al mismo tiempo, se debe tener en cuenta el hecho de que en el costo principal de los gases la mayor parte la ocupan los costos de la energía, que es la variable principal, y los costos restantes permanecen constantes o cambian de manera insignificante. Por lo tanto, en el cálculo automático del costo de producción, la máquina calcula los costos de energía de acuerdo con la información que se le proporciona, y los costos restantes se ingresan en la máquina como un componente constante. Los indicadores técnicos y económicos emitidos por la máquina se comparan con los planificados y, en presencia de desviaciones, se emiten recomendaciones para cambiar los principales parámetros del proceso de producción.

Tokarev V.S.

Ministerio de Educación y Ciencia de la Federación de Rusia.

GOU VPO "Universidad Estatal de Magnitogorsk lleva el nombre de G. N. Nosov"

Departamento de Sistemas de Energía y Calor.

Informe sobre la práctica de familiarización.

Completado: estudiante de grupo

ETB-11. Tokarev V.S.

Magnitogorsk 2011

Tienda de compresores de oxígeno.

1) Historial de desarrollo.

El 15 de diciembre de 1941, el director de MMK firmó la orden No. 587 sobre la creación de una tienda de compresores de oxígeno. Proporcionó a todos los talleres de la planta oxígeno en cilindros y aire comprimido generado por compresores de pistón. Pero la planta comenzó a recibir oxígeno y aire comprimido mucho antes. En 1933, se montó un compresor de pistón de aire con transmisión por correa con una capacidad de 25 metros cúbicos en el área del taller de altos hornos. m por min. El 15 de agosto de 1936 se instaló una planta de oxígeno a alta presión (200 kg / cm2) de MESSER con una capacidad de 30 metros cúbicos. m por hora de oxígeno (5 cilindros por hora). En 1933-36, se construyó la estación compresora No. 1 con 8 compresores de la empresa BORZIG y la estación compresora No. 2 en el área de talleres de laminación con dos compresores de la empresa BORZIG. En 1939, la construcción de la estación de oxígeno No. . 1 comenzó, donde en 1941 la primera planta de oxígeno soviética "BAT", la empresa "GEYLANDT" y la empresa "ERLIKID". Blestkin fue nombrado jefe del taller de compresores de oxígeno. En el período de posguerra, la empresa de oxígeno El taller de compresores recibió su mayor desarrollo m de oxígeno por hora Los talleres de la planta comenzaron a recibir oxígeno autógeno a través de tuberías. producción, que fue dirigida por A.A. Tverskoy. M.A. fue nombrado jefe de la tienda de oxígeno. Petrov. En 1963-64, se inició la construcción de la primera etapa de la cuarta estación de oxígeno. Se pusieron en funcionamiento nuevos bloques de oxígeno doméstico del tipo BR-2M con una capacidad de 13 mil metros cúbicos. m de oxígeno por hora. Se empezó a suministrar oxígeno a los nuevos hornos de dos baños del taller de hogar abierto N ° 1 y a las máquinas cortafuegos de los florecientes talleres. En 1969 se inició la construcción de la segunda etapa de la estación de oxígeno N ° 4, donde en 1970 se puso en funcionamiento una nueva y potente instalación. En 1971, por orden del director de la planta, la producción de vapor y oxígeno se dividió en dos talleres separados: vapor y oxígeno. La tienda de oxígeno estaba dirigida por M.A. Petrov. De 1970 a 1975 se instalaron nuevos compresores de aire K-300 con propulsión por turbina de vapor. El aire comprimido estaba destinado a las cinco plantas de oxígeno recién ensambladas con una capacidad de hasta 35 mil. cachorro. m por hora cada uno. Al mismo tiempo, se construyó una estación compresora N ° 2. Se suministra aire comprimido a los hornos de hogar abierto. En 1979-80 se construyó la quinta estación de oxígeno con la instalación de dos modernas instalaciones con una capacidad de 30 mil metros cúbicos. en hora. En 1986, se puso en servicio la tercera unidad aquí y en 1990, la cuarta unidad. Los talleres de la planta recibieron productos de separación de aire adicionales: argón y nitrógeno. En 1979, se creó una producción de compresores de oxígeno, que fue dirigida por M.A. Petrov. La producción del compresor de oxígeno incluyó el taller de compresores de oxígeno No. 1 (supervisor Yu.G. Shcherbak) y el taller de compresores de oxígeno No. 2 (supervisor LG Sereda). En 1982, L.G. Sereda, directora de CCC # 1 - L.G. Grimberg, director del CCC # 2 - V.F. Gerasimov. En 1992, V.M. Yaroshevich. En 1989, A.V. fue nombrado director de KKTs-2. Semenov, y en agosto del mismo año, A.I. Tochilkin. En 1998, se formó una tienda de oxígeno, dirigida por A.V. Semenov.

El aire seco atmosférico es una mezcla que contiene en volumen 20,93% de oxígeno y 78,03% de nitrógeno, el resto de argón y otros gases inertes, dióxido de carbono, etc. a presión atmosférica es de –194,5 о С). El aire líquido resultante se somete a destilación fraccionada o rectificación en columnas de rectificación. La posibilidad de una rectificación exitosa se basa en una diferencia bastante significativa (alrededor de 13 о С) entre las temperaturas de ebullición del nitrógeno líquido (–196 о С) y el oxígeno (–183 о С).

El aire aspirado por el compresor de etapas múltiples primero pasa a través del filtro de aire, donde se limpia el polvo, luego pasa a través de las etapas del compresor. Para cada etapa del compresor, la presión de aire aumenta y se lleva a 50-220 a, dependiendo del sistema de instalación y la etapa de producción. Después de cada etapa del compresor, el aire pasa por un separador de humedad, donde se separa el agua que se condensa durante la compresión del aire, y el enfriador de agua, que enfría el aire y elimina el calor generado durante la compresión. Para absorber dióxido de carbono del aire, se enciende un aparato calcinador, que se llena con una solución acuosa de hidróxido de sodio. El aire comprimido del compresor pasa a través de una batería de drenaje de cilindros llenos de sosa cáustica grumosa, que absorbe la humedad y los residuos de dióxido de carbono. La eliminación completa de la humedad y el dióxido de carbono del aire es esencial, ya que el agua y el dióxido de carbono que se congelan a bajas temperaturas obstruyen los tubos del aparato de oxígeno y la instalación debe detenerse para descongelar y soplar.

Después de pasar por la batería de secado, el aire comprimido ingresa al llamado aparato de oxígeno, donde el aire se enfría, se comprime y se rectifica en oxígeno y nitrógeno. El nitrógeno gaseoso con una pureza del 96-98% generalmente no se usa y se libera del intercambiador de calor a la atmósfera. El oxígeno se dirige al recipiente de gas y se suministra para llenar los cilindros de oxígeno a una presión de hasta 165 a; 1 m 3 oxígeno a 760 mmHg Arte.(1 kgf / cm 2) y 0 о С pesa 1,43 Kg, y a 20 о С - 1.31 Kg; 1 l el oxígeno líquido pesa 1,13 Kg y, al evaporarse, forma 0,79 m 3 mmHg S t; 1 kg de oxígeno líquido ocupa un volumen de 0,885 l y evaporando, forma

0,70 m 3 Oxígeno gaseoso a 0 o C y 760 mmHg S t.

Nuestra industria fabrica plantas de oxígeno para el tratamiento de metales con llama con una productividad de 17-275 m 3 / h gas oxígeno. Según GOST 5583-58, el oxígeno técnico para el procesamiento de metales con llama de gas se produce en tres grados: el grado más alto, con una pureza de al menos el 99,5%; 1er grado, con una pureza de al menos el 99,2%; 2º grado, con una pureza de al menos 98,5% de oxígeno por volumen.

En tiempos prerrevolucionarios, nuestro país contaba con 21 plantas de oxígeno importado con una capacidad total de 530 oxígeno por hora. La primera planta de oxígeno doméstico con una capacidad de 100 m3 / h fue fabricada en 1932 por la Planta Autógena de Moscú.
En los años treinta, Rusia dominó la producción de instalaciones estacionarias con una capacidad de 30 m3 / h, instalaciones de oxígeno líquido con una capacidad de 250 l / h, instalaciones de automóviles de oxígeno líquido con una capacidad de 7 l / h. y en los años de preguerra se diseñaron, fabricaron y pusieron en funcionamiento las primeras grandes instalaciones que permitieron recibir de cada unidad 5000 m3 / h de aire enriquecido con oxígeno hasta en un 60%.
El poder de todas las instalaciones es La Unión Soviética construido en la posguerra, para 1960 se prevé aumentar hasta 460 mil m3 / hora. La implementación de este programa permitirá a nuestro país estar a la cabeza del mundo en términos de volumen y tecnología de producción de oxígeno, así como la cantidad de oxígeno utilizado en metalurgia.
Es pertinente señalar que la República Federal de Alemania produce 350.000 m3 / h de oxígeno, y la productividad total de las estaciones de oxígeno estadounidenses en 1952 se estimó en 200-250 mil m3 / h, incluidas 4 unidades del "Stessie Dresser". empresa con una capacidad de 29 mil m3 / h cada una, que posteriormente fueron suspendidas por su inoperancia. Actualmente, de acuerdo con los datos de la literatura, en EE. UU. Se encuentran en funcionamiento unidades con una capacidad de hasta 5000 m3 / h.
En Rusia, el trabajo sobre la creación de nuevos tipos eficientes de plantas de oxígeno se ha completado con éxito y, por lo tanto, se ha asegurado la posibilidad de una amplia aplicación industrial de oxígeno en industrias líderes.
Los científicos e ingenieros soviéticos tienen la prioridad de obtener oxígeno mediante el método de separación de las partes constituyentes del aire: enfriamiento profundo; esta dirección es actualmente la principal en la creación de grandes plantas de oxígeno y nitrógeno tanto en nuestro país como en el exterior. En particular, todas las potentes estaciones construidas para intensificar procesos en nuestra metalurgia ferrosa y no ferrosa operarán de acuerdo con este método, basado en diferentes puntos de ebullición del oxígeno líquido (-182.9 °) y nitrógeno líquido (-195.8 °). El proceso de obtención de oxígeno consiste en obtener aire líquido comprimiendo aire atmosférico con compresores, luego expandiéndolo con el retorno del trabajo realizado en este proceso en expansores, rectificación con separación en oxígeno y nitrógeno, pudiendo el primero descargarse en forma de un gas o líquido.
Cuando el aire está enriquecido con oxígeno, se considera poco práctico obtener oxígeno relativamente puro y costoso debido a la inevitable alto grado compresión por disminución de la productividad de la instalación. Sin embargo, la obtención de oxígeno con una pureza inferior al 90% también se considera impracticable, ya que en este caso el tamaño y costo de los equipos de las instalaciones aumenta significativamente. El cambio en el costo del oxígeno con un aumento en su grado de pureza se caracteriza aproximadamente por los siguientes datos:

En Rusia se ha creado una planta de oxígeno BR-1 con una capacidad de 12-18 mil m3 / hora de oxígeno. Tal unidad se instaló en Novo-Tulsky planta metalúrgica y funciona sin problemas, reemplazando seis unidades de los tipos KT-3600 y KT-2400 en ciertos períodos. Consume un 60% menos de energía que una unidad de la firma estadounidense “Stassey Dresser” y un 30% menos que las unidades de una firma “Linde”; la plantilla del personal de servicio BR-1 es 5 veces, y el consumo de metal es 40% menor en comparación con las mejores instalaciones extranjeras.

Las instalaciones BR-1 y BR-3 han creado una base confiable para la introducción generalizada de oxígeno en diversas industrias. economía nacional y fueron la base para el diseño posterior de unidades aún más potentes con una capacidad de 30-50 e incluso 100 mil oxígeno por hora.
La tendencia a desarrollar y dominar instalaciones cada vez más grandes para la producción de oxígeno se debe al hecho de que los costos de capital y los costos de producción específicos (por 1 m3) disminuyen drásticamente con un aumento en la productividad de la unidad. Se cree que con un aumento de 3 veces en la productividad de la planta, las inversiones de capital específicas se reducen en 1,5 veces y el costo del producto (oxígeno, argón) se reduce en aproximadamente 1,4 veces (Fig.2 y Tabla 1).

En la tabla se ofrece una breve descripción de las instalaciones para la producción de oxígeno de proceso, construidas en Rusia. 2.
En aquellos casos en los que la demanda de oxígeno técnico no es grande y no es práctico construir una estación de oxígeno, se entrega al lugar de consumo en cilindros, tanques, tanques de ferrocarril o, finalmente, a través de un oleoducto desde estaciones vecinas. Se sabe, por ejemplo, que el oxígeno se utiliza actualmente en Suecia para intensificar los procesos metalúrgicos en 10 plantas, mientras que una estación de oxígeno solo está disponible en la planta de Domnarvet y en una planta pequeña, donde la capacidad de la planta de oxígeno es de solo 315 m3. / h. y el resto de fábricas utilizan oxígeno del exterior, recibiéndolo a través de tuberías, en tanques y cilindros. 3 EE.UU. Aproximadamente el 75% de todo el oxígeno producido en el país se suministra en forma líquida. Los tanques de transporte instalados en vehículos contienen 1200 y 6000 litros de oxígeno líquido, lo que corresponde a 1000 y 5100 oxígeno gaseoso; La pérdida de oxígeno en los tanques es de 0,1-0,3% por hora. Los tanques de oxígeno ferroviario se fabrican con una capacidad de 10, 13,5 y 32 g de oxígeno líquido; La pérdida de oxígeno de los tanques es del 3-5% por día.

El oxígeno líquido suministrado en tanques o cisternas se convierte en estado gaseoso en estaciones de evaporación especialmente construidas, que consisten en tanques estacionarios, gasificadores y receptores de oxígeno gaseoso (gasificadores) o sopladores de gas para suministrar oxígeno directamente a la unidad de proceso. Cuando se utiliza oxígeno suministrado al lugar de consumo en cilindros, para la conveniencia de la operación, es aconsejable utilizar una rampa, a la cual, dependiendo de la cantidad de oxígeno requerida, se pueden conectar desde varias piezas hasta varios cientos de cilindros.

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The Oxygen Shop es una unidad de producción y estructura de la producción de energía de NLMK. La producción de oxígeno cuenta con dos estaciones compresoras para abastecer los talleres de la planta de aire comprimido seco y comprimido.

La tienda de oxígeno tiene derecho a realizar actividades para:

• 1. Operación de producción para la recepción, procesamiento, almacenamiento y uso de productos de separación de aire.
• 2. Instalación y puesta en servicio de plantas e instalaciones metalúrgicas y de coquequímica.
• 3. Reparación de unidades y equipos de instalaciones metalúrgicas y de coquequímica.
• 4. Operación de instalaciones de producción de explosivos.
• 5. Implementación de actividades de manejo de residuos peligrosos.
• 6. Actividades ambientales (aprovechamiento, almacenamiento, movimiento, colocación, entierro, destrucción de desechos industriales y otros).

La producción de oxígeno incluye:

• - Estación de oxígeno No. 1;
• - Estación de oxígeno nº 2;
• - Sección de redes externas y estaciones compresoras (estación central compresora y seca distrito de aire AGP).

En la actualidad, el taller está terminando el reequipamiento técnico. Casi todos los equipos son nuevos, de alto rendimiento y controlados por computadora. Las plantas de separación de aire son operadas por especialistas con educación más alta... Toda la información sobre el funcionamiento de la unidad se muestra en los ordenadores.

El aire de la atmósfera, a través de filtros, es aspirado por compresores y comprimido a 6 kgf / cm 2, seguido de la alimentación a la ASU para obtener productos de separación (PRV), nitrógeno, oxígeno, argón, una mezcla de gases inertes (criptón- concentrado de xenón), mezcla neón-helio (neón técnico), y luego se sirve a los consumidores de PRV.

El oxígeno con una pureza técnica del 99,5% con una presión de hasta 1,9 MPa se utiliza en la fabricación de acero en los talleres de conversión de oxígeno (BOF).

Pureza tecnológica de oxígeno 95% con una presión de 400 mm de agua. st - para la intensificación de la producción de arrabio en alto horno, enriquecimiento de alto horno hasta 30-40% de oxígeno, mejora el equilibrio térmico de la fundición, aumenta la productividad de los hornos.

El 99,999% de nitrógeno es consumido por talleres de laminación de láminas (LPC-2; LPC-3; LPP; LPC-5), talleres de refractarios, KKTs-1, KKTs-2, talleres de gas.

Nitrógeno 98% - para soplar los espacios interconectados en el proceso de alto horno (DP-6), en la USTK (KKhP), KKTs-1 y KKTs-2.

Argón: para soplar en el proceso de fundición de aceros especiales de alta calidad para eliminar gases disueltos (KKTs-1, KKTs-2). El argón se libera al costado en forma líquida y gaseosa.

La producción de oxígeno proporciona a los talleres e instalaciones de producción de la planta oxígeno para necesidades autógenas y aire comprimido. Se suministra oxígeno, líquido y gaseoso, concentrado de criptón-xenón, mezcla de neón y helio al lado.