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    【項目資訊】華西科技承建首鋼京唐公司60000m3/h低成本制氧項目正式投產并穩定運行

    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/小時低成本制氧項目正式投產成功,迄今已穩定運行1年。氧氣產品作為機前富氧通過鼓風機送至高爐,開創了行業內大型高爐機前機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內單體最大的15000立方米/小時(氧氣濃度80%)變壓吸附機組項目于2022年初開工建設,該項目在國際上首次將永磁電機、變頻控制技術和大型離心鼓風機、大型離心真空泵應用在變壓吸附裝置上,與傳統電機和控制方式相比,能耗大幅降低,同時配套大型液動程控閥,大大提高了設備穩定性,降低高爐新增富氧成本40%。對進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。




    在京唐公司制氧項目中,成都華西化工科技股份有限公司的自主創新技術包括:


    (一)該裝置所配置的動力源為脈沖式高效離心設備,其結構緊湊,較同規模的應用羅茨設備的制氧裝置占地面積減小了20%以上;在制氧過程中,該設備較傳統離心設備操作簡單,并采用先進的自動化控制與智能變頻調節技術,在VPSA制氧過程中實現了離心設備的升壓比變化與吸附壓力和解析壓力曲線的跟隨性,使離心設備高效性在VPSA制氧技術得到充分利用,較傳統制氧節電≥10%;與此同時,該設備采用了高品質的航空材料、先進的制造工藝與完善的保護功能,充分保證設備全年無故障運行。



    (二)該裝置首次采用超大型脈沖式高效離心設備,突破傳統羅茨設備大型化的桎梏,同時,對傳統VPSA制氧裝置噪音特性實現了革命性的改變,由極難處理的低頻噪音變為了極易處理的高頻噪音,為用戶隔音降噪節約成本400余萬元。


    (三)開發了高爐鼓風機安全富氧技術,自主設計一種全新的噴管式混氧裝置,兼顧了混氧的安全性、均勻性與穩定性,解決了機前富氧易發生混氧不均的難題。配套設計了相應的安全控制系統,包括與機前氧氣純度連鎖的氧氣快速切斷閥和保護氮氣快開閥,為鼓風機在富氧環境下的安全運行提供雙重保險。


    (四)開發了以變壓吸附工藝和大型化離心壓縮機為核心的低能耗機前富氧技術,突破了羅茨壓縮機產能的限制,實現了低壓低純低能耗氧氣在高爐富氧中的應用。在變壓吸附制氧領域,國際上首次用永磁電機直驅匹配變頻控制方式代替普通異步電機增速器驅動方式,實現了壓縮機高效率運行、高精度調節,配套設計了壓縮機可調擴壓器,更高效匹配變壓吸附變壓和變流量的工況要求,同時采用自吸排氣和均壓罐均壓部分沖洗工藝技術,實現了變壓吸附低能耗,達到了行業領先水平。




    隨著高爐富氧技術的發展,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量高達60%。而國內大型鋼鐵企業制氧站均采用深度冷凍法進行空氣分離制取氧氣、氮氣、氬氣。由于深冷空分生產的是高壓高純度氧氣,需要是經過兩次減壓后與冷風混合后供給高爐,不僅造成氧氣能級的損失,也是對氧氣品位的浪費,而且隨著高爐用氧量的提升,這就意味著能源浪費越來越多。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%,同時提高富氧增加了高爐鐵產量,降低了高爐焦比,提高了煤氣熱值,為鋼鐵企業高爐高富氧,低成本實現高爐節能減排、減碳目標具有重要的示范作用,有效推動鋼鐵行業降低高爐富氧成本,具有較大的推廣和借鑒意義。



    同時,在整個項目建設過程中,成都華西化工科技股份有限公司積極響應首鋼京唐公司降本增效工作的需要,主動加壓,始終圍繞標準化、專業化、品質化的目標全力推進項目建設,克服新冠肺炎疫情帶來的人員短缺等各種困難,強化工作部署,創新思路、攻堅克難解決了兩種分子篩同步填裝、沒有任何經驗可循的國內首套高速永磁同步電機與變頻控制系統調試等行業難題,進一步壓縮工期,按時全部投產。


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