作者：李萌、李朋飛
摘要：論述了製氧車間新建液氧供氣系統必要性和液氧供氣工藝的優點，介紹了液氧供氣系統的選型、流程和組成，從滿足用氧需求出發，合理優化系統的配置和流程，使該系統成功應用，替代了原制氧系統，達到了節能降耗的目的，並介紹了系統的使用維護要點。
關鍵詞：液氧供氣系統；節能降耗；使用維護；
一、引言
隨著近年來公司生產規模的迅速擴大，煉鋼用氧量持續增加，對氧氣**的可靠性、經濟性要求越來越高。製氧車間現有兩套小型製氧系統，最大產氧量僅為800 m3/h，難以滿足煉鋼高峰時的用氧需求，氧氣壓力流量不足的情況時常發生，而煉鋼間歇期間，大量氧氣又只能排空處理，既不適應當前的生產模式，又造成用氧成本很高，不符合節能降耗、降本增效的要求，因此，需要改進現有的製氧系統。
液氧供氣是將儲存的液態氧經過增壓汽化後變為氧氣使用，標準狀態下，1 m3液氧可汽化為800 m3氧氣。作為一種新的氧氣**工藝，與製氧車間現有製氧系統相比，具有以下明顯優點：
1、系統可隨時啟動和停止，適合公司目前的生產模式。
2、系統供氧量可根據需求實時調整，流量充足，壓力穩定。
3、系統流程簡單，損耗小，操作維護方便，製氧成本低。
4、氧氣純度可達99%以上，有利於降低氧氣用量。
因此公司決定在製氧車間新建一套液氧供氣系統作為主供氧系統，將現有製氧系統作為備用系統。
二、液氧供氣系統的選型、流程和組成
該系統主要**煉鋼公司煉鋼用氧和鍛壓公司氣割用氧，後者用氧量較少，可以忽略不計。煉鋼公司主要用氧裝置為兩台電弧爐和兩台精煉爐，間斷用氧，經統計，煉鋼高峰時，最大用氧量≥2000 m3/h，最大用氧量持續時間1.5h，要求爐前氧氣動態壓力≥1.
0mpa。
系統的選型應確定液氧容量和每小時最大供氧量這兩個關鍵引數，在綜合考慮合理性、經濟性、穩定性和安全性的前提下，確定系統液氧容量為50 m3，最大供氧量為3000 m3/h，並由此對整個系統的流程和組成進行了設計，然後在充分利用原有裝置的基礎上進行了系統優化。
液氧供氣系統的基本流程如圖1所示，該系統主要由液氧儲槽、液氧幫浦、汽化器、儲氣罐、調壓裝置、安全裝置等組成，每部分的功能及特點如下：
1、液氧儲槽
液氧儲槽儲存-183℃的液氧，是整個系統的氣源，結構上採用立式雙層真空粉末絕熱形式，占地面積小，絕熱效能好，儲槽設計壓力0.8mpa，有效容積50 m3，正常工作壓力0.2—0.
6mpa，工作液位10m3-40 m3，儲槽底部按照車載灌裝標準設計充液口，由外部槽車充裝液氧。
2、液氧幫浦
液氧幫浦將儲槽內液氧增壓後輸送至汽化器，是系統中唯一的動力裝置，為確保系統的可靠執行，滿足隨時啟停的需要，配置兩台相同的液氧幫浦，一用一備。液氧幫浦採用臥式活塞低溫幫浦，以適應小流量、高壓力的工況，工作流量2000-4000l/h，出口壓力3.0mpa，電機採用西門子變頻控制，可根據用氧需求實時設定幫浦的工作頻率，通過調整幫浦出口的壓力和流量來調節系統的供氧量。
3、汽化器
汽化器採用空浴式汽化器，又稱空溫式汽化器，為星形翅片管結構，採用空氣自然對流加熱方式將液氧將汽化為常溫氧氣。系統中配置兩台kq-3500汽化器，正常情況下使用一台汽化器，當氣溫較低，單台汽化能力不足時，可將兩台汽化器輪流切換使用或者同時使用，保證充足的供氧量。
4、儲氣罐
儲氣罐儲存汽化後的氧氣，作為系統的儲存和緩衝裝置，能夠補充瞬時供氧量並平衡系統的壓力，避免波動和衝擊。該系統與備用製氧系統共用一套儲氣罐和供氧主管道，充分利用了原有裝置，儲氣罐最大儲氣壓力2.0mpa，最大儲氣量為250 m3。
為增大供氣流量，將汽化器至儲氣罐之間的供氧主管道管徑由dn65改為dn100，保證系統充足的供氧能力。
5、調壓裝置
系統中設定兩套調壓裝置，第一套是液氧儲槽調壓裝置，一小部分液氧由儲槽底部小汽化器汽化後，經儲槽頂部進入儲槽內氣相部，液氧幫浦回流管路也將一部分氣液混合體回流至儲槽內，從而調整儲槽的工作壓力，改善出液環境。第二套是供氧調壓裝置，利用原儲氣罐出氣口處的調壓閥，根據用氧需求調節供氧主管道內的壓力，滿足爐前氧氣動態壓力≥1.0mpa的要求。
6、安全裝置
液氧供氣系統設定了多個安全裝置。儲槽上設有壓力、液位指示表，液氧幫浦出口管路設有壓力指示表，方便操作人員隨時監控系統狀態。汽化器至儲氣罐中間管路上設有溫度、壓力感測器，能反饋系統的壓力、溫度訊號並參與系統控制，當氧氣溫度過低或壓力過高時，系統將自動停止，防止低溫和超壓引發事故。
在系統各管路上均設有安全閥、放空閥、止回閥等，有效保證了系統安全可靠的執行。
三、液氧供氣系統的使用維護
液氧供氣系統作為作為低溫壓力系統，有著嚴格的操作和維護程式，誤操作和維護不當將會引發嚴重的事故，因此要特別注意該系統的安全使用和維護。
系統的操作和維護人員應經過專門的培訓後方可上崗，必須熟練掌握系統的組成和特性，熟悉系統各部分的操作及《安全操作規程》，嚴格按照《系統使用維護說明書》及各部件說明書的要求進行操作和維護。
液氧儲槽、汽化器、儲氣罐是壓力容器，必須取得當地技術質量監督局的特種裝置使用證後方可使用，系統中的壓力表、安全閥必須定期送檢，管道上的截止閥、指示儀表應定期檢查是否靈敏可靠。
液氧儲槽的絕熱效能取決於儲槽內外筒夾層的真空度，真空度一旦破壞，液氧將迅速公升溫膨脹，所以當真空度未破壞，或者不需要填充珠光砂重抽真空時，嚴禁拆卸儲槽真空閥，在使用中可通過觀察液氧揮發量大小來估計液氧儲槽的真空效能。
系統在使用中應建立定時巡檢制度，實時監控記錄系統的壓力、液位、溫度等關鍵引數，了解系統的變化趨勢，發現異常問題應及時通知專業技術人員處理。
四、結論
該液氧供氣系統自7月份建成並投入試執行以來，經過連續使用，系統執行穩定，各項引數符合設計要求，達到了預期的效果。目前該系統作為主要的氧氣**系統，替代了原制氧系統，確保了生產用氧安全、穩定、可靠的**，同時降低了氧氣成本，節能降耗、降本增效成果顯著。
由於該系統是我公司首次將大規模液氧供氣技術用於生產中，在使用中發現還存在一些不足之處，比如長時間執行時現場冷凝霧氣排放不暢，規劃時未充分考慮現場排水等，仍需要相關技術人員在實踐中不斷的總結和改進，使該系統更好的為生產所用，也為今後同類系統的應用提供一定的借鑑經驗。
參考文獻
1、《氧氣充裝站設計規範-2009》
2、jb6898-1997《低溫液體貯運裝置使用安全規則》
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