Sebagai proses teras untuk pengeluaran oksigen, nitrogen dan gas nadir dalam industri moden, teknologi pemisahan udara kriogenik semakin banyak digunakan dalam industri kimia, keluli, elektronik dan bidang perubatan. Dengan pertumbuhan berterusan permintaan gas perindustrian, operasi stabil peranti pengasingan udara kriogenik menjadi sangat kritikal. Walau bagaimanapun, peranti sedemikian adalah kompleks dan mempunyai penggunaan tenaga yang tinggi, dan proses permulaannya amat kritikal. Sebarang operasi yang tidak betul boleh menyebabkan kerosakan peralatan, mengurangkan kecekapan atau kemalangan keselamatan. Artikel ini akan menerangkan secara sistematik perkara utama yang memerlukan perhatian khusus semasa proses permulaan dan memberikan cadangan praktikal berdasarkan data industri.
Pemeriksaan dan penyediaan peralatan
Pemeriksaan menyeluruh sebelum dimulakan adalah asas untuk memastikan kelancaran operasi peranti. Pemeriksaan sistematik hendaklah dijalankan ke atas komponen utama seperti pemampat, penyejuk, menara pemisah, injap, saluran paip dan sistem kawalan. Statistik daripada Persatuan Jurutera Mekanikal Amerika (ASME) menunjukkan bahawa kira-kira 30% daripada kegagalan peralatan boleh dielakkan melalui penyelenggaraan berkala dan pemeriksaan teliti sebelum memulakan. Untuk perhatian khusus:
- Pastikan semua penyambung diikat dan pengedapnya utuh dan tua
- Periksa sistem pelinciran untuk memastikan tahap minyak pelincir yang betul dan kualiti yang layak
- Sahkan bahawa instrumen dan fungsi sistem kawalan adalah normal, dan tentukur penderia utama
- Sahkan bahawa injap keselamatan, tolok tekanan dan peranti keselamatan lain berada dalam keadaan berkesan
Kawalan utama dalam fasa penyejukan
Peringkat penyejukan ialah salah satu pautan paling sensitif dalam proses permulaan dan sistem perlu disejukkan secara beransur-ansur daripada suhu biasa kepada suhu operasi-rendah di bawah -150 darjah . Tempoh proses ini berkisar antara beberapa jam hingga 24 jam, bergantung pada saiz dan reka bentuk peranti. Kajian telah menunjukkan bahawa kadar penyejukan harus dikawal ketat dalam 50 darjah sejam. Penyejukan yang berlebihan akan membawa kepada tekanan haba yang tidak sekata dalam pelbagai bahagian peralatan, yang boleh menyebabkan retak mikro dalam struktur logam dan menjejaskan hayat peralatan dengan serius. Terutama untuk peranti pemisah udara yang besar, disyorkan untuk menggunakan strategi penyejukan berperingkat, yang mula-mula menyejuk perlahan-lahan di bawah beban rendah, dan kemudian secara beransur-ansur meningkatkan intensiti penyejukan.
Permulaan pemampat-dan pengoptimuman prarawatan udara
Pemampat hanya boleh dimulakan dan prarawatan udara selepas sistem mencapai keadaan suhu rendah yang sesuai. Kunci kepada peringkat ini adalah dengan berkesan membuang kekotoran seperti lembapan, karbon dioksida dan hidrokarbon di udara, menghalang komponen ini daripada membeku pada suhu rendah dan menyumbat peralatan dan saluran paip. Penjerap seperti ayak molekul, gel silika atau alumina teraktif biasanya digunakan untuk penulenan. Data eksperimen menunjukkan bahawa jika prarawatan tidak mencukupi, kandungan kekotoran melebihi standard akan membawa kepada pengurangan 15%-20% dalam kecekapan pemisahan, dan meningkatkan risiko peralatan tersumbat. Perhatian khusus harus diberikan kepada:
- Periksa prestasi penjerap secara kerap untuk memastikan kapasiti penjerapannya
- Pantau perubahan dalam kandungan kekotoran udara dan laraskan parameter prarawatan tepat pada masanya
- Sediakan sistem penapisan berbilang-peringkat untuk meningkatkan kecekapan penyingkiran bendasing
Strategi pengoptimuman operasi untuk menara pemisah
Sebagai peralatan teras pemisahan udara kriogenik, menara pemisah secara langsung mempengaruhi ketulenan dan hasil gas produk. Untuk mencapai kesan pemisahan terbaik, kawalan tepat suhu dan kecerunan tekanan dalam menara diperlukan:
- Tekanan di bahagian atas menara atas biasanya dikekalkan antara 0.5-1.0 MPa
- Tekanan menara bawah adalah lebih tinggi sedikit daripada menara atas. Nilai khusus diselaraskan mengikut keperluan produk.
- Perbezaan suhu antara menara atas dan bawah hendaklah stabil dalam julat 80-90K
Dalam operasi sebenar, parameter ini perlu diselaraskan-dalam masa nyata mengikut keperluan ketulenan produk. Penyelidikan menunjukkan bahawa mengawal turun naik suhu dalam ±2K dan turun naik tekanan dalam ±0.05 MPa boleh meningkatkan kadar pengekstrakan oksigen sebanyak kira-kira 5%-8%.
Pemantauan keselamatan dan sistem tindak balas kecemasan
Semasa keseluruhan proses permulaan, adalah penting untuk mewujudkan pemantauan keselamatan yang lengkap dan mekanisme tindak balas kecemasan. Pemantauan dan rakaman masa nyata-parameter utama seperti tekanan, suhu, kadar aliran dan kepekatan gas hendaklah dijalankan. Menurut Pertubuhan Piawaian Antarabangsa (ISO), lebih daripada 70% kemalangan industri besar boleh dielakkan dengan segera mengesan keabnormalan dan mengaktifkan pelan kecemasan. cadangan:
- Sediakan sistem penggera berbilang-untuk bertindak balas kepada parameter tidak normal secara hierarki
- Membangunkan prosedur respons kecemasan yang terperinci, termasuk tempat letak kereta kecemasan, pelepasan tekanan sistem, dsb.
- Latihan keselamatan yang kerap untuk meningkatkan keupayaan pengendali menangani kecemasan
- Wujudkan sistem penilaian integriti peranti dan jalankan analisis risiko secara berkala
Pengoptimuman penjimatan tenaga dan kawalan kos
Pemisahan udara kriogenik ialah proses penggunaan-tenaga-yang tinggi dan pengoptimuman penggunaan tenaga dalam peringkat permulaan tidak boleh diabaikan. Data menunjukkan bahawa strategi permulaan yang munasabah boleh mengurangkan jumlah penggunaan tenaga sebanyak 10%-15%. Langkah-langkah khusus termasuk:
- Menggunakan teknologi penukaran frekuensi untuk mengawal kelajuan pemampat untuk mengurangkan penggunaan kuasa
- Optimumkan keluk penyejukan dan pendekkan masa permulaan sambil memastikan keselamatan peralatan
- Kitar semula dan gunakan tenaga sejuk yang dijana semasa penyejukan untuk meningkatkan kecekapan penggunaan tenaga
Permulaan peranti pemisah udara kriogenik yang berjaya adalah projek sistematik yang memerlukan pertimbangan menyeluruh tentang status peralatan, parameter proses, faktor keselamatan dan ekonomi. Melalui penyediaan pra-yang teliti, kawalan proses penyejukan yang ketat, operasi menara pemisah yang dioptimumkan dan pemantauan keselamatan yang lengkap, kadar kejayaan permulaan boleh dipertingkatkan dengan ketara, hayat perkhidmatan peralatan dapat dilanjutkan dan proses pengeluaran dapat dipastikan cekap. Dengan pembangunan teknologi kawalan pintar, proses permulaan peranti pemisahan udara kriogenik berkembang ke arah yang lebih automatik dan halus, memberikan sokongan teknikal yang lebih dipercayai untuk pengeluaran gas perindustrian.
