Молодежникова Л.И. Технологические энергоносители промышленных предприятий. Часть 2

Подождите немного. Документ загружается.

191

Обогащение первичного криптоно-ксенонового концентрата, полу-

чаемого на воздухоразделительных установках, осуществляется в уста-

новках типа УСК-Ш.

7 Хранение, транспорт и распределение продуктов

разделения воздуха

К оборудованию для хранения, транспортировки и распределения

продуктов разделения воздуха относятся газгольдеры (сухие – резинот-

каневые и мокрые – металлические), газопроводы, баллоны для сжатых

газов, наполнительные и распределительные рампы, реципиенты,

транспортные и стационарные резервуары и трубопроводы сжиженных

газов, газификационные установки.

Транспортирование продуктов разделения воздуха от места их произ-

водства к потребителю (рис. 14) может осуществляться в газообразном

и в жидком виде по трубопроводам, в сосудах или баллонах. На рис. 14

продукты разделения, поступающие к потребителям: 1 – жидкий

чистый азот – непосредственно к месту потребления; 2 – чистый азот

высокого давления – в трубопроводную сеть потребителя; 3 – чистый

азот высокого давления – в баллонах; 4, 5 – чистый азот низкого дав-

ления – в трубопроводную сеть потребителя; 6, 7 – чистый азот под

давлением нижней колонны – в трубопроводную сеть потребителя; 8, 9

– кислород технологический – в трубопроводную сеть потребителя:

10 – кислород технический среднего давления – в трубопроводную

сеть потребителя; 11 – кислород технический высокого давления – в

баллонах; 12 – кислород технический высокого давления – в трубо-

проводную сеть потребителя; 13 – жидких технический кислород –

непосредственно к местам потребления; 14 – чистый аргон высокого

давления – в баллонах; 15 – чистый азот высокого давления – в тру-

бопроводную сеть потребителя; 16 – жидкий чистый аргон – непо-

средственно к месту потребления; 17 – криптоно-ксеноновая смесь;

18 – криптон; 19 – ксенон; 20 – неон; 21 – неоно-гелиевая смесь.

Выбор того или иного способа или их сочетания определяется на

основании технико-экономических расчетов.

192

Рис.14. Принципиальная схема снабжения потребителей продуктами разделения воздуха.

отбр

– отбросный азот; А

– жидкий чистый азот; А

в.д.

– азот чистый высокого давления (после насоса); А – азот чистый низкого давления;

Ад – азот чистый под давлением нижней колонны; К

– кислород технологический; К – кислород технический; К

в.д.

– кислород технологический

высокого давления (после насоса); К

– кислород технический жидкий; Ар– аргон чистый высокого давления (после насоса); Ар

– аргон чистый

жидкий; Ар

– аргон сырой; Ар

– аргон технический; (Кр+Кс)

– криптоно-ксеноновый концентрат; (Не+Ге)

см

– неоно-гелиевая смесь;

ЖХ – жидкостное хранилище; Г – газгольдер; РЦ ВД – реципиент высокого давления; РЦ, СД – реципиент среднего давления; РР – распределительная

рампа; Р – редуктор; ТР – транспортный резервуар для ожиженных продуктов разделения воздуха; АГУ – автомобильная газификационная установка;

СГУ– стационарная газификационная установка; HP – наполнительная рампа; УОК – установка обратной конденсации паров;

КП – «пиковый» кислородный компрессор для закачки кислорода в реципиенты под повышенным давлением

193

7.1 Транспорт кислорода, азота и аргона в жидком виде

Транспорт жидкого кислорода (а также азота и аргона) по трубо-

проводам производится, как правило, на небольшие расстояния (от

двух-трех до нескольких сотен метров), когда необходимо перелить

продукт из установки в близрасположенное хранилище или из одного

хранилища или сосуда в, другие. В этих случаях применяются трубо-

проводы с тепловой изоляцией и гибкие шланги.

Транспорт жидкого кислорода (азота, аргона) в теплоизолирован-

ных сосудах применяется в случаях, когда эти продукты используются

потребителем в жидком состоянии и когда их газифицируют на месте

потребления.

Продукты разделения воздуха получают в жидком виде не только с

целью снижения затрат на транспортировку. Иногда жидкие кислород и

азот используют для аварийного резервирования и для покрытия «пико-

вых» нагрузок. После газификации эти газы под необходимым давлени-

ем подаются в соответствующие трубопроводы.

Доставка жидкостей потребителям осуществляется:

1. в автомобильных газификационных

установках (АГУ), имеющих в

своем составе сосуд для перевозки жидкости и оборудование для ее

газификации; этот способ наиболее целесообразен для мелких потреби-

телей;

2. в автомобильных танках (для перевозки на сравнительно близкие рас-

стояния – порядка десятков километров) или в железно дорожных цис-

тернах (для перевозки на значительные расстояния). Газификация жид-

кости

у потребителя осуществляется стационарными газификационны-

ми установками (СГУ). Крупные стационарные хранилища снабжаются

оборудованием для обратной конденсации образующихся вследствие

тепло притоков извне паров (УОК) или компрессорами для их сжатия и

закачки в реципиенты;

3. в сосудах Дьюара для подачи небольших количеств жидкости непо-

средственно к месту потребления.

7.2 Транспорт продуктов разделения воздуха в газообразном виде

Транспорт газообразных продуктов разделения воздуха по трубо-

проводам производится в пределах воздухоразделительных станций и

цехов на сравнительно небольшие расстояния, но может применяться и

для снабжения кислородом и азотом крупных потребителей, находя-

щихся в десятках километров от места производства этих газов.

194

Транспортирование кислорода, азота и аргона в баллонах под вы-

соким давлением (до 15,0 МПа) применяется при сравнительно неболь-

ших или нерегулярных расходах газа у потребителя. В баллонах по-

ставляются также криптон, ксенон и криптоно-ксеноновая смесь, неон и

неоно-гелиевая смесь.

Баллоны, используемые для транспортирования сжатых продуктов

разделения воздуха, изготовляются в соответствии

с ГОСТ 949-57. При

окраске, маркировке, наполнении, освидетельствовании, хранении н

транспортировании баллонов руководствуются «Правилами устройства

и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», ут-

вержденными Госгортехнадзором.

Для сбора и хранения под необходимым избыточным давлением

газообразных продуктов разделения, а также для компенсации неравно-

мерности их расхода применяются газгольдеры.

В качестве промежуточных сосудов для

хранения продуктов разде-

ления воздуха в газообразном состоянии под средним (до 6,4 МПа) или

высоким (до 40,0 МПа) давлением применяются стационарные реципи-

енты, служащие также для компенсации неравномерности отбора газа в

сеть.

Хранилища для сжиженных продуктов разделения воздуха ком-

плектуются из стандартных стационарных сосудов, имеющих емкость 8;

30; 80; 100 и 200 м

. Размещение сосудов в хранилищах может быть как

подземным, так и надземным.

8 Себестоимость промышленного производства кислорода

Себестоимость технического кислорода:

с = И/П,

где И – полные годовые издержки на производство, р.; П – годовой

выпуск целевого продукта, м

(кг).

Издержки производства могут быть подсчитаны в соответствии с

выражением:

И = И

+ И

где И

– энергозатраты, р/м

; И

– амортизационные отчисления,

р/м

; И

– заработная плата обслуживающего персонала с начислениями,

р/м

; И

– цеховые затраты, р/м

; И

– общезаводские затраты, р/м

Энергозатраты на производство О

оцениваются в соответствии с

формулой:

1..

/( )/,

год э р э э п п в в

V цПцV ц V ц V П



 



195

где ц

, ц

– тарифы на электроэнергию, водяной пар и воду

(р/(кВт-ч), р/МДж и р/м

); V

, V

– соответственно-годовые расходы

энергоносителей.

Амортизационные отчисления составят

21122

()/,ИККП







где



– соответственно норма амортизационных отчислений

для зданий и сооружений и технологического оборудования, %; К

– капитальные затраты на здания и сооружения, а также технологи-

ческое оборудование и его монтаж, р.

Заработная плата находится по формуле

= n ПФз.п/П,

где n – штатный коэффициент работающих на 1 м

; Ф

..пэ

– фонд

заработной платы с начислениями, р.

Цеховые затраты:

= Ф

цех

/П,

где Ф

цех

– цеховые затраты, определяемые суммированием затрат

на текущий ремонт оборудования, здания, затрат на мероприятия по ох-

ране труда, р. В приближенных расчетах Ф

цех

= (0,1...0,3) X (И

+ И

.. рт

), где И

т.р.

– затраты на текущий ремонт технологического обору-

дования и зданий.

Общезаводские затраты принимаются равными 10 % суммарных

затрат.

При расчете И

нужно учитывать параметры целевого продукта

(кислорода) на выходе из ректификационной колонны и, в частности,

его концентрацию. Для этого значение И

, найденное по записанной ра-

нее формуле, умножают на коэффициент пересчета а. Коэффициент а

может быть найден из соотношения

а = е

/е

%99

где е

– относительная эксергия кислорода (находится из графика,

изображенного на рис. 6.6); е

%99

– относительная эксергия кислорода,

концентрация которого 99 %: е

%99

= 0,94.

196

Вопросы к разделу «Производство и разделение воздуха»

1. Каково назначение систем криообеспече6ния?

2. В каких случаях используются адсорбционно-десорбционные методы

разделения компонентов?

3. Где применяют чистый кислород?

4. Что является необходимым условием низкотемпературной ректифи-

кации?

5. В связи с чем возникла потребность в разработках модификаций схем

ожижения воздуха?

6. Что характерно для процесса Капицы?

7. Для чего используют двойную ректификацию?

8. С какой целью используют установку

Кг – 300 М?

9. Как осуществляется осушка воздуха?

10. Где происходит очистка воздуха от двуокиси углерода в установках

низкого давления?

11. Какие условия должны соблюдаться при расположении КРП в зда-

нии?

197

Литература

1. Бродянский В.М. Производство кислорода / В.М. Бродянский,

Ф.И. Меерзон. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1970.

– 384 с.

Глизманенко Д.Л. Производство кислорода / Д.Л. Глизманенко. –

М.-Л.: Изд-во химической литературы, 1941. – 274 с.

Разделение воздуха методом глубокого охлаждения. Технология и

оборудование: В 2 т. / под ред. В.И. Епифановой; Л.С. Аксельро-

да. – М.: Машиностроение, 1973.

Соколов Е.Я. Энергетические основы трансформации тепла и

процессов охлаждения: учебное пособие / Е.Я. Соколов,

В.М. Бродянский. – 2-е изд., перераб. – М.: Энергоиздат, 1981. –

320 с.

Скотт Р. Техника низких температур: перевод с английского /

Р.Б. Скотт; под ред. М.П. Малкова. – М.: Изд-во иностранной ли-

тературы, 1962. – 413 с.

Учебное издание

МОЛОДЕЖНИКОВА Лидия Иосифовна

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЭНЕРГОНОСИТЕЛИ

ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Часть 2

Учебное пособие

Издано в авторской редакции

Научный редактор

доктор физико-математических наук,

профессор С.В. Голдаев

Дизайн обложки ХХХХХХ

Отпечатано в Издательстве ТПУ в полном соответствии

с качеством предоставленного оригинал-макета

Подписано к печати хх.хх.2011. Формат 60х84/16. Бумага «Снегурочка».

Печать XEROX. Усл. печ. л. 11,52. Уч.-изд. л. 10,41.

Заказ ххх-11. Тираж 100 экз.

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Система менеджмента качества

Издательства Томского политехнического университета сертифицирована

NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту BS EN ISO 9001:2008

. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30

Тел./факс: 8(3822)56-35-35, www.tpu.ru