Cutie rece principală de separare a aerului criogenic

În orice unitate de separare a aerului criogenic, cutia frigorifică principală se ocupă de separarea efectivă și integrarea energiei reci. Nu este doar o carcasă din oțel izolată. Conține coloane de distilare, schimbătoare de căldură, conducte și izolație într-o structură cu temperatură joasă-. Înțelegerea acestei componente este cheia pentru înțelegerea producției industriale de gaze.

Prezentare generală a funcției

Cutia rece menține oxigenul lichid, azotul lichid și argonul lichid la temperaturi de până la -196 de grade în interiorul coloanelor respective, reducând în același timp infiltrația externă de căldură. Acest lucru se realizează cu un strat izolator de perlit și o carcasă proiectată pentru a rezista la ciclul termic.

O considerație comună de proiectare: componentele interne sunt instalate la temperatura ambiantă. Când unitatea se răcește până la condițiile de funcționare, deplasarea relativă între carcasă și coloanele interne poate ajunge la câteva zeci de milimetri. Dacă proiectul nu acceptă această mișcare, sudurile țevilor se pot obosi și crăpa în câțiva ani, ceea ce duce la pierderi continue de frig și, în cele din urmă, necesită o îndepărtare și o reparație completă a izolației.

Interval de temperatură

O cutie frigorifică proiectată corespunzător funcționează între -196 de grade și +50 grade . Răcirea inițială de la temperatura ambientală la temperatura de funcționare durează de obicei 24 până la 48 de ore. Acest proces gradual ajută la prevenirea deteriorării cauzate de stresul termic asupra garniturilor de aluminiu și îmbinărilor de sudură.

O verificare practică pe teren: temperatura suprafeței exterioare a cutiei frigorifice trebuie să fie apropiată de cea a mediului ambiant. Dacă se observă suprafețe mari de condens, îngheț sau frig neobișnuit, izolația s-ar putea să se fi așezat din cauza pătrunderii umidității sau poate exista o scurgere minoră de la o conductă criogenică internă. Ambele cazuri conduc de obicei la costuri de operare mai mari.

Valori tipice de performanță

Diferitele industrii au cerințe de puritate diferite. Tabelul de mai jos rezumă intervalele comune.

Consum de energie: pentru fiecare 1 Nm³ de oxigen produs la ieșire de 0,5 MPa(g), unitățile mici-și-medii consumă de obicei 0,55–0,68 kWh. Instalațiile mari beneficiază de scară și pot reduce aceasta la 0,40–0,48 kWh. Eficiența garniturilor structurate, diferența de temperatură log-medie a schimbătorului de căldură principal și performanța izolației împreună determină costurile de operare-pe termen lung.

Parametrii tehnici cheie pentru selecția de inginerie

Atunci când achiziționați sau solicitați o ofertă pentru o cutie frigorifică, următorii parametri trebuie definiți în mod clar și incluși în acordul tehnic.

• Presiunea de proiectare: Presiunea de lucru a coloanei, de obicei, 0,6 până la 1,6 MPa. Carcasa cutiei rece este menținută la o ușoară presiune pozitivă (aproximativ 5 kPa) pentru a preveni pătrunderea aerului umed.
• Limite geometrice: Lățimea transportului rutier este limitată la 4,5 metri. Înălțimea poate fi segmentată pentru transport și asamblată vertical pe șantier, până la 60 de metri.
• Materiale: Shell folosește oțel carbon Q345R la temperatură joasă-. Conductele interne în contact cu mediile criogenice trebuie să fie din oțel inoxidabil 304 sau 304L. Căile oxigenului lichid necesită luarea în considerare a riscurilor de acumulare a hidrocarburilor.
• Inspecția sudurilor: Toate sudurile cap la cap pe coloanele interne și conductele principale ale procesului necesită testare radiografică 100%, acceptare de gradul II.
• Cerințe de izolare: Perlitul trebuie compactat după umplere, obținând o densitate în vrac de cel puțin 60 kg/m³, cu un orificiu superior-de decantare pe acoperișul cutiei frigorifice.

Peisaj de aplicație

Aceste sisteme sunt utilizate în mai multe industrii.

• Oțel și metalurgie: Oxigen în vrac pentru furnal, azot pentru ecranare inertă. Volum mare, puritate medie.
• Produse chimice și produse chimice pe cărbune: amoniac, metanol, centrale MEG. Toleranță scăzută pentru timpul de nefuncționare; doi sau mai mulți ani de funcționare continuă este tipic. Fiabilitatea este critică.
• Electronică și solar: puritate a azotului de 99,9995% sau mai mare, umiditate aproape de -zero. Curățenia interioară este o cerință primordială.
• Produse alimentare și farmaceutice: Azot lichid pentru congelare rapidă, oxigen medical. Trasabilitatea și certificările materialelor sunt adesea mai importante decât debitul.

Considerații privind selecția furnizorilor

Pentru cumpărătorii profesioniști, livrarea echipamentelor este doar primul pas. Unii furnizori includ încălzitoare electrice anti-îngheț în partea de jos a cutiei frigorifice. Ei efectuează analiza tensiunii la conducte folosind CAESAR II cu verificare secțiune-cu-secțiune. Perlitul este stratificat și compactat conform specificațiilor. Mai important, unii vânzători efectuează analize locale cu elemente finite pe toate deschiderile duzei și sudurile de colț pentru a reduce riscul de fisurare sub sarcini termice ciclice.

În timpul etapei de solicitare, un furnizor capabil poate furniza de obicei:

• Valori de pierdere la rece
• Curbe de pornire
• Fișe de comparație a consumului de energie

Deținerea acestor date permite cumpărătorilor să estimeze costurile de operare înainte ca echipamentul să ajungă la fața locului.

Tag-uri populare: cutie frigorifică principală de separare a aerului criogen, China, producători, furnizori, fabrică de separare a aerului criogenic principal cutie rece