Модернизация криогенной воздухоразделительной установки малой производительности на базе ОАО «УКЗ».

Основными потребителями установок являются предприятия машиностроения, втормета, атомной промышленности, хи­мической промышленности, газо- и не- фте-перерабатывающей и добывающей промышленности, горнодобывающей про­мышленности, энергетики, электронной промышленности, крупные объекты строи­тельства, медицинские учреждения, предприятия сельского хозяйства, научные уч­реждения и др.

В результате постоянного совершен­ствования конструкции ВРУ была создана и серийно выпускается в настоящее время станция АжКж-0,06. 

Установка предназначена для производ­ства газообразного и жидкого кислорода и азота 

из окружающего воздуха по циклу вы­сокого давления с поршневым детандером и насосом сжиженных газов.

"Широкое распространение ВРУ малой производительности обусловлено еще и тем, что во многих случаях доставка кислорода и азота в баллонах на большие расстояния оказывается не оправданной экономически. "

Технологические возможности позволя­ют вести эксплуатацию станции в одном из четырех режимов:

1. Получение газообразного кислорода давлением 14,5МПа (150 кгс/см2), чисто­той 99,7% (медицинский) по ГОСТ 5583-78.
2. Получение жидкого кислорода дав­лением до 0,098 МПа (1 кгс/см2), чистотой 99,7% по ГОСТ 6331-78.
3. Получение газообразного азота дав­лением 14,5 МПа (150 кгс/см2), чистотой 0,1% О2 по ГОСТ 9293-74.
4. Получение жидкого азота давлением до 0,098 МПа (1 кгс/см2) чистотой 0,1% О2 по ГОСТ 9293-74.

В состав установки входят:

• Воздушный компрессорный агре­гат (установка) ВШ-4,2/200, который был спроектирован и используется в установке АжКж-0,06, Уральским компрессорным за­водом. Отличительными особенностями этого компрессора являются: высокая сте­пень автоматизации (наличие микропро­цессорного щита управления продувкой, опрессовкой, запуском и т.п.), значитель­ное снижение уровня вибрации; безлу- брикаторная система смазки; встроенные холодильники; сниженные температуры нагнетания по ступеням, удобный доступ для ревизии, замены и разборки основных узлов. Применение этого современного агрегата, совершенствование теплообмен­ников, автоматических газоанализаторов и ряда других элементов значительно по­высило эксплуатационные характеристики ВРУ и позволило довести рабочую компа­нию до 120 суток.

•    Щит управления воздушной ком­прессорной установкой ВШ-4,2/200

Автоматизированный блок пред­варительного охлаждения воздуха с использованием компрессорно-конденса- торного агрегата ККА-4,2/84 на базе ком­прессора Bitzer 2CC 4.2/Y.

• Блок очистки воздуха, работающий по своему собственному графику «очист­ка-регенерация» и контролируемый авто­матической системой, расположенной в пульте управления станцией. Комплексная очистка воздуха от примесей осуществля­ется методом адсорбции на синтетических цеолитах.

•Детандер ДПВ2-200/6-3М;

• Блок разделения воздуха - включа­ет в себя воздухоразделительные колонны высокого и низкого давления и теплооб- менную аппаратуру. В кожух встроен насос сжиженных газов. В блоке разделения про­исходит сжижение и разделение воздуха методом ректификации на азот и кислород.

• Щит управления ВРУ

В качестве теплоизоляции в блоках уста­новки применен вспученный перлитовый песок.

Газообразный продукт подается на на­полнительную рампу (либо напрямую в коммуникации потребителя), жидкий про­дукт отбирается через сливной штуцер.

В настоящее время ведутся работы по модернизации и автоматизации серийно выпускаемых ВРУ АжКж-0,06.

Для заказчиков, эксплуатирующих уста­новку вне помещения, в 2003 году была спроектирована, а в начале 2004 года из

из­готовлена и успешно испытана первая мо­дульная установка АжКж-0,06-01.

Установка в модульном исполнении со­стоит из двух модулей (функциональных блоков), оборудование которых смонтиро­вано в транспортабельных помещениях.

В компрессорном модуле размещен компрессор, система оборотного водо­снабжения (состоящая из баков, вентиля­торной установки, калориферов, центро­бежного водяного насоса, коммуникаций), щит управления компрессором, щит вво­дный распределительный.

В технологическом модуле располо­жены блок очистки, блок разделения с насосом сжиженных газов, блок предва­рительного охлаждения, детандер, щит управления ВРУ.

Наполнительная рампа расположена снаружи под откидным навесом.

Установка может размещаться на откры­той бетонированной площадке или пло­щадке с уплотненным грунтом.

Контейнеры предусматривают макси­мально возможные удобства для обслужи­вающего персонала: просторные помеще­ния, отопление, освещение, вентиляцию, переходные мостики и т.д.

ВРУ АжКж-0,06-01 может транспорти­роваться любым видом транспорта, в том числе может перемещаться волоком на салазках или переноситься на вертолете.

Как для всех других модульных станций, АжКж-0,06-01 не требует дорогостояще­го капитального строительства, затрат на проектирование и монтаж, может эксплу­атироваться в труднодоступных и малоос­военных районах.

В части модернизации уже реализовано:

1.  Частичная замена арматуры на более качественную и экономичную;
2.   Доработана система охлаждения мо­дульной ВРУ АжКж-0,06-1 (установлены индикаторы потока охлаждающей жидко­сти);
3. С целью снижения уровня вибрации в конструкцию компрессорного отделения модульной ВРУ АжКж-0,06-1 введены ви­броопоры под компрессорный агрегат и электродвигатель;
4. Доработана конструкция регулирую­щих вентилей блока разделения с целью более плавного регулирования;
5. Заменены перемычки смены режимов работы блока разделения на запорные вентили (что позволило сократить время «простоя» станции при смене режимов, а так же увеличило безопасность данного рабочего процесса).
6. Замена приборов УЖК-5 (входящих в состав блока разделения) на современные уровнемеры;
7. Замена прибора УЖК-5 и электродиа­фрагмы (входящих в блок очистки) на со­временный расходомер;
8. Замена морально устаревшей арма­туры на более современную и эргономич­ную;
9. Расширение продукционной линейки ВРУ (в первую очередь за счет изменения производительности ВРУ как в большую, так и в меньшую сторону);
10. Введение дополнительного щита ви­зуализации и контроля параметров рабо­чих процессов ВРУ.
11. Автоматизация протекает параллельно с модернизацией серийных ВРУ. При раз­работке автоматизированной ВРУ в пер­вую очередь во внимание принимаются вопросы безопасности и удобства эксплу­атации станций, экономические стороны изготовления (а также эксплуатации).

Техническое описание системы авто­матизации.

Функции системы автоматизации:

• Обработка сигналов с датчиков и выдача управляющих команд на исполни­тельные механизмы. Щит реализует управ­ление блоком разделения, блоком очистки, компрессором, холодильной машиной, де­тандером, насосом сжиженных газов, а так же всеми электрообогревателями;

Архивация технологических параме­тров. Данная функция позволит:

•   анализи­ровать и определять причины возникнове­ния аварийных ситуаций на ВРУ;

Визуализация технологических процес­сов: 

• Реализуется на базе панели местного управления (ПМУ), встроенной в дверце щита. ПМУ реализует эргономичный ин­терфейс управления визуализацией тех­нологических параметров АжКж. Много­уровневый доступ к информации позволит предотвратить несанкционированное из­менение технологических параметров.

Вся аппаратная часть реализована на современной базе ведущих мировых про­изводителей (Siemens, PhoenixContact, IEC, и т.д.), что значительно облегчает сер­висное обслуживание (ремонт и замену вышедшего из строя оборудования).

Безопасность при эксплуатации:

АСУ обеспечивает звуковую и световую сигнализацию при возникновении аварий­ных ситуаций (превышение давления на каком-либо участке ВРУ, отказ оборудова­ния во время эксплуатации, и т.д.), что по­зволит персоналу вовремя отреагировать и принять необходимые меры по предот­вращению серьезных последствий.

АСУ контролирует уровень концентра­ции кислорода в окружающей среде, и при превышении/понижении оповещает персо­нал об опасности.