Основна охладителна кутия за криогенно разделяне на въздуха

Във всяка единица за криогенно отделяне на въздух, основната студена кутия се справя с действителното разделяне и интегрирането на студена енергия. Това не е просто изолирана стоманена кутия. Съдържа дестилационни колони, топлообменници, тръбопроводи и изолация в една ниско-температурна структура. Разбирането на този компонент е ключово за разбирането на промишленото производство на газ.

Преглед на функциите

Студената кутия поддържа течния кислород, течния азот и течния аргон при ниски температури до -196 градуса в съответните им колони, като същевременно минимизира външната инфилтрация на топлина. Това се постига с изолационен слой от перлит и обвивка, проектирана да издържа на термични цикли.

Често срещано съображение при проектирането: вътрешните компоненти се монтират при температура на околната среда. Когато устройството се охлади до работни условия, относителното изместване между корпуса и вътрешните колони може да достигне няколко десетки милиметра. Ако конструкцията не побира това движение, заваръчните шевове на тръбопроводите могат да се уморят и да се напукат в рамките на няколко години, което води до непрекъсната загуба на студ и в крайна сметка изисква пълно отстраняване и ремонт на изолацията.

Температурен диапазон

Правилно проектираната студена кутия работи между -196 градуса и +50 градуса. Първоначалното охлаждане от околната до работната температура обикновено отнема от 24 до 48 часа. Този постепенен процес помага за предотвратяване на повреда от топлинен стрес на алуминиевите уплътнения и заваръчните съединения.

Практическа проверка на място: температурата на външната повърхност на охладителната кутия трябва да е близка до тази на околната среда. Ако се наблюдават големи зони с кондензация, скреж или необичаен студ, изолацията може да се е утаила поради проникване на влага или може да има незначителен теч от вътрешна криогенна тръба. И двата случая обикновено водят до по-високи оперативни разходи.

Типични показатели за ефективност

Различните отрасли имат различни изисквания за чистота. Таблицата по-долу обобщава общите диапазони.

Консумация на енергия: За всеки 1 Nm³ кислород, произведен при изход от 0,5 MPa(g), малките-до-средни единици обикновено консумират 0,55–0,68 kWh. Големите инсталации се възползват от мащаба и могат да го намалят до 0,40–0,48 kWh. Ефективността на структурираните уплътнения, лог-средната температурна разлика на главния топлообменник и изолационните характеристики заедно определят дългосрочните-оперативни разходи.

Ключови технически параметри за инженерен избор

При закупуване или искане на оферта за хладилна кутия, следните параметри трябва да бъдат ясно определени и включени в техническото споразумение.

• Проектно налягане: Работно налягане на колоната обикновено е 0,6 до 1,6 MPa. Обвивката на охладителната кутия се поддържа при леко положително налягане (около 5 kPa), за да се предотврати проникването на влажен въздух.
• Геометрични граници: Ширината на пътния транспорт е ограничена до 4,5 метра. Височината може да бъде сегментирана за транспортиране и сглобена вертикално на място до 60 метра.
• Материали: Shell използва нискотемпературна въглеродна стомана Q345R. Вътрешните тръби в контакт с криогенна среда трябва да са от неръждаема стомана 304 или 304L. Пътищата на течния кислород изискват отчитане на рисковете от натрупване на въглеводороди.
• Проверка на заваръчните шевове: Всички челни заваръчни шевове на вътрешните колони и главните технологични тръбопроводи изискват 100% радиографски тест, степен на приемане II.
• Изисквания за изолация: Перлитът трябва да бъде уплътнен след пълнене, като се постигне насипна плътност от най-малко 60 kg/m³, с отвор за утаяване отгоре-нагоре на покрива на охладителната кутия.

Пейзаж на приложението

Тези системи се използват в множество индустрии.

• Стомана и металургия: насипен кислород за доменни пещи, азот за инертно екраниране. Голям обем, средна чистота.
• Химикали и въглищни химикали: инсталации за амоняк, метанол, MEG. Ниска толерантност към престой; типични са две или повече години непрекъсната работа. Надеждността е критична.
• Електроника и слънчева енергия: Чистота на азот от 99,9995% или по-висока, почти-нулева влажност. Вътрешната чистота е основно изискване.
• Храна и фармацевтика: Течен азот за бързо замразяване, медицински кислород. Проследяемостта и сертификатите за материали често са по-важни от дебита.

Съображения за избор на доставчик

За професионални купувачи доставката на оборудване е само първата стъпка. Някои доставчици включват електрически-нагреватели против замръзване в долната част на охладителната кутия. Те извършват анализ на напрежението в тръбопровода с помощта на CAESAR II с проверка-по-секция. Перлитът се напластява и уплътнява според спецификациите. По-важното е, че някои доставчици провеждат локален анализ на крайните елементи на всички отвори на дюзите и ъглови заварки, за да намалят риска от напукване при термични циклични натоварвания.

По време на етапа на запитване един способен доставчик обикновено може да предостави:

• Стойности на загубите при студ
• Стартови криви
• Листове за сравнение на потреблението на енергия

Наличието на тези данни позволява на купувачите да оценят оперативните разходи, преди оборудването да пристигне на място.

Популярни тагове: криогенно разделяне на въздуха основна охладителна кутия, Китай криогенно разделяне на въздуха основна охладителна кутия производители, доставчици, фабрика