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Las instalaciones de producción de oxígeno están equipadas con equipos complejos, cuyo mantenimiento sólo puede confiarse a personal con la formación técnica adecuada y una amplia formación. Por ejemplo, los operadores de compresores deben conocer no solo los equipos que pertenecen al grupo de compresores, sino también los dispositivos para separar mezclas de gases, y los operadores, además de los dispositivos de separación de gases, deben poder dar servicio a los equipos de compresores.

La producción de oxígeno está equipada con complejos equipos de alta velocidad y gran potencia, que funcionan de forma continua en un amplio rango de temperaturas, a diferentes presiones, en condiciones desfavorables, estando en algunos casos expuestos a ambientes agresivos, lo que naturalmente acelera la destrucción y falla del equipo. .

Las instalaciones modernas de producción de oxígeno consumen mucha energía y utilizan ampliamente energía eléctrica y eléctrica para necesidades tecnológicas, energéticas y económicas. energía térmica. Además, la producción de oxígeno implica el consumo de importantes cantidades de agua.

El desarrollo de la producción de oxígeno y el aumento de su eficiencia están determinados decisivamente por el progreso técnico, que pasa por la introducción de nuevos equipos, tecnología avanzada, organización científica del trabajo y la producción. El progreso técnico es la base para aumentar la productividad laboral y la calidad de los productos, reducir los costos de producción, mejorar las condiciones laborales, mejorar las habilidades y el nivel cultural y técnico de los trabajadores. Las direcciones y el ritmo de desarrollo del progreso técnico en la producción de oxígeno están determinados por el plan nacional de desarrollo técnico.

La producción de oxígeno se caracteriza por diversos grados de mecanización y automatización de la producción. Por ejemplo, un proceso de producción está parcialmente mecanizado si sólo se mecanizan ciertas operaciones (generalmente básicas). En el caso de la mecanización de todas las operaciones principales y auxiliares que requieren mucha mano de obra con la ayuda de un sistema mutuo de máquinas y equipos, caracterizado por los más altos indicadores técnicos y económicos posibles en las condiciones dadas, el proceso de producción se mecaniza de manera integral.

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

En la producción de oxígeno, bajo la influencia de la tendencia que define el progreso técnico (la automatización y la mecanización de los procesos de producción), la disponibilidad de mano de obra aumenta constantemente y al mismo tiempo se reduce el personal de servicio.

En la producción de oxígeno, el líder es el taller de separación de aire, debido a la capacidad de otros talleres o áreas, por ejemplo, el taller de argón, el área de producción de criptón u otros gases raros obtenidos por separación de aire. El área protagonista del taller será la que juegue un papel decisivo en la implementación programa de producción Talleres de trabajo Por ejemplo, en un taller de separación, la sección principal es la sección de bloques de separación. Se considera equipo líder aquel en el que se realizan las operaciones principales. proceso tecnológico, determinando la especialización y escala de producción u operaciones con mayor intensidad laboral. En la producción de oxígeno, el equipo líder es una unidad de separación de aire.

En la producción de oxígeno tras el suministro. productos terminados un número grande La constancia de los consumidores de productos es importante, ya que sus cambios frecuentes pueden desorganizar la producción y provocar paradas de equipos o la liberación de productos terminados a la atmósfera debido a la falta de tanques de almacenamiento de gas adicionales en la planta de oxígeno o en el consumidor.

En la producción de oxígeno se distingue entre monitorización continua y periódica del rendimiento de las plantas de separación de aire. El control continuo se lleva a cabo utilizando dispositivos automáticos (autorregistro) apropiados para medir el caudal del gas separado y el producto terminado, temperaturas y presiones en ciertos puntos del proceso, determinar la composición de los gases y monitorear el nivel del líquido.

En la producción de oxígeno, la implementación del plan está influenciada principalmente por el grado de uso de las plantas de separación de aire en términos de tiempo y productividad.

En la producción de oxígeno también se utilizan ampliamente instrumentos diseñados para el seguimiento periódico del funcionamiento de los equipos, la calidad de los materiales auxiliares o para determinar las causas de determinadas perturbaciones temporales en el funcionamiento normal. Estos instrumentos suelen estar a disposición del laboratorio del taller o del técnico 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.

En la producción de oxígeno se utilizan varios tipos de lubricantes.

En la producción de oxígeno, parece aconsejable calcular automáticamente los siguientes indicadores: coeficientes de consumo de electricidad para gases individuales durante la separación compleja de mezclas de gases, eficiencia del equipo, tiempo de retirada del equipo para calefacción y reparación, lo que permitirá un seguimiento sistemático de el proceso de producción y utilizar el costo de producción como indicador óptimo. En este caso hay que tener en cuenta que en el coste de los gases la mayor parte lo ocupan los costes energéticos, que es la principal variable, y el resto de costes se mantienen constantes o varían ligeramente. Por lo tanto, al calcular automáticamente el costo de producción, la máquina calcula los costos de energía en función de la información que recibe y los costos restantes se ingresan en la máquina como un componente constante. Los indicadores técnicos y económicos generados por la máquina se comparan con los planificados y, si existen desviaciones, se emiten recomendaciones para cambiar los principales parámetros del proceso productivo.

Tokarev V.S.

Ministerio de Educación y Ciencia de la Federación de Rusia.

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

Departamento de Sistemas de Energía Térmica.

Informe sobre la práctica introductoria.

Completado por: grupo de estudiantes

ETB-11.Tokarev V.S.

Magnitogorsk 2011

Taller de compresores de oxígeno.

1) Historia del desarrollo.

El 15 de diciembre de 1941, el director de MMK firmó la orden nº 587 sobre la creación de un taller de compresores de oxígeno. Suministró a todos los talleres de la planta oxígeno en cilindros y aire comprimido producido por compresores de pistón. Pero la planta empezó a recibir oxígeno y aire comprimido mucho antes. En 1933 se instaló en la zona del taller del alto horno un compresor de pistón neumático con transmisión por correa con una capacidad de 25 metros cúbicos. metros por minuto El 15 de agosto de 1936 se instaló una instalación de oxígeno a alta presión (200 kg/cm2) de la empresa MESSER con una capacidad de 30 metros cúbicos. m por hora de oxígeno (5 cilindros por hora). En 1933-36 se construyó en la zona de talleres de laminación la estación compresora n.° 1 con 8 compresores de la empresa BORZIG y la estación compresora n.° 2 con dos compresores de la empresa BORZIG. En 1939 se inició la construcción de oxígeno Estación número 1, donde se inauguró la primera planta de oxígeno soviética "IVA" en 1941. Al mismo tiempo, también se construyó una estación de servicio. La estación de oxígeno estaba subordinada al taller de reparación de calderas, las salas de compresores, a la estación de vapor. El equipo de la estación de oxígeno estaba dirigido por V. Ya. Khlyupin. En la estación de oxígeno en 1941-42 se instalaron unidades evacuadas de las empresas "GEYLANDT" y "ERLIKID". Blestkin fue nombrado jefe del compresor de oxígeno. En la posguerra se desarrolló aún más el taller de compresores de oxígeno. Se instalaron unidades domésticas como KG-300-2D, KG-1000 con una capacidad de 300 a 1000 metros cúbicos de oxígeno por hora. Los talleres comenzaron a recibir oxígeno autógeno a través de tuberías y el taller de oxígeno pasó a formar parte de la producción de oxígeno a vapor, dirigida por A.A. Tverskói. M.A. fue nombrado jefe del taller de oxígeno. Petrov. En 1963-64 se inició la construcción de la primera etapa de la cuarta estación de oxígeno. Se pusieron en funcionamiento nuevas unidades domésticas de oxígeno del tipo BR-2M con una capacidad de 13 mil metros cúbicos. m de oxígeno por hora. Se comenzó a suministrar oxígeno a los nuevos hornos de dos baños del taller de hogar abierto n.° 1 y a las máquinas de limpieza contra incendios de piezas en bruto en los talleres de prensado. En 1969 se inició la construcción de la segunda etapa de la estación de oxígeno nº 4, donde ya 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. El taller de oxígeno estaba dirigido por M.A. Petrov. De 1970 a 1975 se instalaron nuevos compresores de aire K-300 accionados por turbinas de vapor. El aire comprimido estaba destinado a las cinco plantas de oxígeno recién instaladas con una capacidad de hasta 35.000 personas. cubo m por hora cada uno. Al mismo tiempo se construyó la estación compresora número 2. Los hornos de hogar abierto de los talleres de hogar abierto se alimentan con aire comprimido. En 1979-80 se construyó la quinta estación de oxígeno con la instalación de dos modernas unidades con una capacidad de 30 mil metros cúbicos. a la una. En 1986 se puso en funcionamiento aquí la tercera instalación y en 1990 la cuarta. Los talleres de la planta recibieron productos adicionales para la separación del aire: argón y nitrógeno. En 1979 se creó una planta de producción de compresores de oxígeno, dirigida por M.A. Petrov. La producción de compresores de oxígeno incluía el taller de compresores de oxígeno nº 1 (dirigido por Yu.G. Shcherbak) y el taller de compresores de oxígeno nº 2 (dirigido por L.G. Sereda). En 1982, L.G. fue nombrado jefe del KKP. Sereda, titular del CCC No. 1 - L.G. Grimberg, jefe del centro de control nº 2 - V.F. Gerasimov. En 1992, V.M. fue nombrado jefe del KCC-1. Yaroshevich. A.V. fue nombrado jefe del KCC-2 en 1989. Semenov, y en agosto del mismo año - A.I. Tochilkin. En 1998, se formó un taller de oxígeno encabezado por A.V. Semenov.

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

El aire aspirado por un compresor de varias etapas pasa primero a través de un filtro de aire, donde se elimina el polvo, y luego pasa sucesivamente a través de las etapas del compresor. Detrás de cada etapa del compresor, la presión del aire aumenta y se lleva a 50-220 en, dependiendo del sistema de instalación y 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 un 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 descarbonizador lleno de una solución acuosa de hidróxido de sodio. El aire comprimido del compresor pasa a través de una batería secadora de cilindros llenos de soda cáustica en trozos, que absorbe la humedad y el dióxido de carbono restante. Es esencial eliminar completamente la humedad y el dióxido de carbono del aire, ya que el agua y el dióxido de carbono que se congelan a bajas temperaturas obstruyen los tubos del aparato de oxígeno y es necesario detener la instalación para descongelarla y purgarla.

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. Por lo general, no se utiliza gas nitrógeno con una pureza del 96-98% y se libera del intercambiador de calor a la atmósfera. El oxígeno se envía al recipiente de gas y se suministra para llenar los cilindros de oxígeno bajo una presión de hasta 165 en; 1 metros 3 oxígeno a 760 mmHg Arte.(1 kgf/cm2) y 0 o C pesa 1,43 kg, y a 20 o C – 1,31 kg; 1 yo El oxígeno líquido pesa 1,13. kg y al evaporarse forma 0,79 metros 3 mmHg calle; 1 kg de oxígeno líquido ocupa un volumen de 0,885 yo y, al evaporarse, se forma

0,70 metros 3 gas oxígeno a 0 o C y 760 mmHg calle.

Nuestra industria produce instalaciones de oxígeno para el procesamiento de metales con llama de gas con una capacidad de 17-275 metros cúbicos / hora gas oxígeno. Según GOST 5583-58, el oxígeno técnico para el procesamiento de metales con llama de gas se produce en tres grados: grado premium, con una pureza de al menos 99,5%; 1er grado, con una pureza mínima del 99,2%; 2º grado, con una pureza de al menos 98,5% de oxígeno en volumen.

En la época prerrevolucionaria, nuestro país contaba con 21 instalaciones de oxígeno importado con una capacidad total de 530 oxígeno por hora. La primera planta de oxígeno doméstica con una capacidad de 100 m3/hora fue fabricada en 1932 por la Planta Autógena de Moscú.
En los años treinta Rusia dominaba la producción de unidades estacionarias con una capacidad de 30 m3/hora, unidades de oxígeno líquido con una capacidad de 250 l/hora y unidades de oxígeno líquido para automóviles con una capacidad de 7 l/hora. y en los años anteriores a la guerra se diseñaron, fabricaron y pusieron en funcionamiento las primeras grandes instalaciones que permitían obtener de cada unidad 5.000 m3/hora de aire enriquecido con oxígeno hasta un 60%.
Potencia de todas las instalaciones según Unión Soviética Construido en la posguerra, está previsto aumentarlo a 460 mil m3/hora en 1960. La implementación de este programa permitirá a nuestro país ocupar el primer lugar mundial en volumen y tecnología de producción de oxígeno, así como en cantidad de oxígeno utilizado en metalurgia.
Es apropiado señalar que Alemania produce 350.000 m3/hora de oxígeno, y la productividad total de las estaciones de oxígeno estadounidenses en 1952 se estimó en 200.000-250.000 m3/hora, incluidas 4 instalaciones de Stessy Dresser con una capacidad de 29.000 m3/hora. hora cada uno, que posteriormente fueron suspendidos por su inoperatividad. Actualmente, según la literatura, en EE.UU. se utilizan unidades con una capacidad de hasta 5000 m3/hora.
En Rusia se han completado con éxito los trabajos para la creación de nuevos tipos eficaces de instalaciones de oxígeno, garantizando así la posibilidad de un uso industrial generalizado del oxígeno en las principales industrias.
Los científicos e ingenieros soviéticos tienen prioridad en la obtención de oxígeno mediante la separación de los componentes del aire: enfriamiento profundo; Esta dirección es actualmente la principal en la creación de grandes instalaciones de oxígeno y nitrógeno tanto en el país como en el extranjero. En particular, todas las centrales potentes construidas para intensificar los procesos en nuestra metalurgia ferrosa y no ferrosa funcionarán según este método, basado en diferentes temperaturas de ebullición del oxígeno líquido (-182,9°) y del nitrógeno líquido (-195,8°). El proceso de producción de oxígeno consiste en la obtención de aire líquido mediante la compresión del aire atmosférico con compresores, su posterior expansión con retorno del trabajo producido en expansores, la rectificación con separación en oxígeno y nitrógeno, pudiendo liberar el primero en forma de gas o líquido.
Al enriquecer el aire con oxígeno, se considera inapropiado obtener oxígeno relativamente puro y costoso debido al inevitable alto grado compresión reduciendo la productividad de la instalación. Pero tampoco se considera práctico obtener oxígeno con una pureza inferior al 90%, ya que en este caso el tamaño y el coste del equipo de instalación aumentan significativamente. El cambio en el costo del oxígeno con un aumento en el grado de su pureza se caracteriza aproximadamente por los siguientes datos:

En Rusia se ha creado una instalación de oxígeno BR-1 con una capacidad de 12 a 18 mil m3/hora de oxígeno. Una unidad de este tipo se instaló en Novo-Tulsky planta metalúrgica y opera sin fallas, reemplazando en ciertos períodos seis instalaciones de los tipos KT-3600 y KT-2400. Consume un 60% menos de energía que la unidad de la empresa estadounidense Stessi Dresser, y un 30% menos que las unidades de la empresa Linde; El personal de mantenimiento de BR-1 es 5 veces mayor y el consumo de metal es un 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 en el desarrollo y despliegue de plantas de producción de oxígeno cada vez más grandes se debe al hecho de que los costos de capital específicos (por 1 m3) y los costos de producción disminuyen drásticamente a medida que aumenta la productividad unitaria. Se cree que con un aumento de 3 veces la productividad de la instalación, las inversiones de capital específicas se reducen 1,5 veces y el costo del producto (oxígeno, argón) se reduce 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 que se están construyendo en Rusia. 2.
En los casos en que la necesidad de oxígeno técnico no es grande y no es práctico construir una estación de oxígeno, se entrega al punto de consumo en cilindros, cisternas, cisternas de ferrocarril o, finalmente, a través de una tubería desde las estaciones vecinas. Se sabe, por ejemplo, que actualmente en Suecia se utiliza oxígeno para intensificar los procesos metalúrgicos en 10 plantas, mientras que sólo se dispone de una estación de oxígeno en la planta de Domnarvet y en una planta pequeña, donde la productividad de la planta de oxígeno es de sólo 315 m3. /hora, y otras fábricas utilizan oxígeno del exterior y lo reciben a través de tuberías, tanques y cilindros. 3 En los Estados Unidos, aproximadamente el 75% de todo el oxígeno producido en el país se suministra en forma líquida. Los tanques de transporte instalados en los vehículos contienen 1.200 y 6.000 litros de oxígeno líquido, lo que corresponde a 1.000 y 5.100 litros de oxígeno gaseoso; Las pérdidas de oxígeno en los tanques son del 0,1 al 0,3% por hora. Los tanques de oxígeno ferroviarios se fabrican con capacidad de 10, 13,5 y 32 g de oxígeno líquido; Las pérdidas de oxígeno de los tanques son del 3 al 5% por día.

El oxígeno líquido suministrado en tanques o tanques se convierte a estado gaseoso en estaciones de evaporación especialmente construidas, que consisten en tanques estacionarios, gasificadores y receptores de oxígeno gaseoso (recipientes de gas) o sopladores de gas para suministrar oxígeno directamente a la unidad de proceso. Cuando se utiliza oxígeno suministrado al punto de consumo en cilindros, para mayor comodidad de trabajo, es recomendable utilizar una rampa a la que se pueden conectar, dependiendo de la cantidad requerida de oxígeno, desde varios hasta varios cientos de cilindros.

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El taller de oxígeno es una unidad estructural y de producción de producción de energía de OJSC NLMK. La instalación de producción de oxígeno incluye dos estaciones de compresión para suministrar aire comprimido y seco a los talleres de la planta.

La tienda de oxígeno tiene derecho a realizar actividades en:

• 1. Operación de producción para la producción, procesamiento, almacenamiento y utilización de productos de separación de aire.
• 2. Instalación y puesta en marcha de instalaciones y producciones metalúrgicas y coquequímicas.
• 3. Reparación de unidades y equipos de instalaciones metalúrgicas y coquequímicas.
• 4. Explotación de instalaciones de producción de explosivos.
• 5. Implementación de actividades de manejo de residuos peligrosos.
• 6. Actividades ambientales (reciclado, almacenamiento, movimiento, colocación, entierro, destrucción de residuos 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 estación deshumidificadora) distrito aéreo AGP).

Actualmente se está completando el reequipamiento técnico en el taller. 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 las computadoras.

El aire de la atmósfera, a través de filtros, es aspirado por compresores y comprimido a 6 kgf/cm2, con posterior suministro a la ASU para obtener productos de separación (SP), nitrógeno, oxígeno, argón, una mezcla de gases inertes (criptón-xenón concentrado), mezcla de neón y helio (neón técnico), y luego se suministran a los consumidores de PRV.

El oxígeno técnico con una pureza del 99,5% a una presión de hasta 1,9 MPa se utiliza en la fundición de acero en talleres convertidores de oxígeno (OBS).

Procesar oxígeno de 95% de pureza con una presión de 400 mm de agua. st - intensificar la producción de hierro fundido en altos hornos, enriquecer el alto horno con oxígeno al 30-40%, mejorar el equilibrio térmico de la fundición y aumentar la productividad del horno.

El nitrógeno se consume al 99,999% en los talleres de laminado de láminas (LPT-2; LPT-3; LPP; LPT-5), taller de refractarios, CCC-1, CCC-2 y taller de gas.

Nitrógeno al 98%: para purgar los espacios entre conos en el proceso de alto horno (DP-6), en USTK (KHP), KKTs-1 y KKTs-2.

Argón: para purgar durante la fundición de grados de acero especiales de alta calidad para eliminar gases disueltos (KKTs-1, KKTs-2). El argón se libera lateralmente en forma líquida y gaseosa.

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