I. Projekthintergrund und Spezifikationen der Produktionslinie
Die vorliegende Fallstudie befaßt sich mit einer Warmverzinkungsanlage für Stahlbauteile in großem Maßstab, mit einem Zinkkessel mit Innenabmessungen von 13 m Länge, 1.8 Meter breitDiese Abmessungen entsprechen einer Nennkapazität von 420 Tonnen Zink und einer maximalen Stundenausbeute von ca. 18 Tonnen.Dies ist eine Schwerlast-Produktionslinie für den Dauerbetrieb.Die Leitung ist für die direkte Erdgasverbrennung ausgelegt und für eine dreiphasige 380V/50Hz-Stromversorgung ausgelegt.zur Festlegung einer anderen Basislinie als das 60Hz-Projekt für Südamerika im vorherigen Fall.
Das Tanksystem verwendet ein Betonsubstrat mit einer korrosionsschutzfähigen Auskleidung aus glasfaserverstärktem Kunststoff (FRP).und Passivierung ¥ teilen sich einheitliche Außendimensionen von 13 Metern Länge, 1,8 Meter breit und 3 Meter tief, wodurch ein Tiefendifferenz von 0,5 Meter vom Zinkkessel entsteht, der bei der Planung des Fahrweges berücksichtigt werden muss.
II. Parameter der Heizung und der Gasversorgung
Die Heizenergiequelle ist Erdgas durch Rohrleitungen, wobei der erforderliche Wärmeverbrauch zwischen 8400 und 8600 multipliziert mit 4,18 kJ/m3 liegt,Einlassdruck zwischen 100 und 200 kPa gehaltenDer Verbrennungsbereich ist mit sechs Hochgeschwindigkeits-Impulsbrennern des Typs TJ300 ausgestattet.mit einem Gasverbrauch von etwa 70 m3/h, wodurch der Gesamtverbrauch auf 420 m3/h erreicht wird. Die Gasversorgungsanlage ist mit zwei Haupteinlässen konfiguriert, wobei eine Anlage in Betrieb und eine in Standby steht.Gewährleistung einer ununterbrochenen Versorgung während der Dauerproduktion.
Der Ofen arbeitet mit einem Mikro-Positivdruckverbrennungsmodus. Bei Volllastproduktion wird der Konstruktionsgasverbrauch auf etwa 12,5 Kubikmeter pro Tonne Werkstück geschätzt.Die Temperaturregelung verwendet eine 3-stufige PID-Regulierungsschleife, mit Zinkbadtemperatur, die über Thermoelemente ermittelt und auf einem großen Bildschirm angezeigt wird.mit einem System, das die Brennerleistung automatisch anhand der Abweichung vom Setpoint anpasstDie Flammdetektion verwendet ultraviolette Sensoren, und das Zündsystem unterstützt sowohl den automatischen als auch den manuellen Hoch-Niedrig-Doppelmodus.
III. Werkstoffe für den Tankbau und Korrosionsbekämpfung
Im Gegensatz zur Stahlkonstruktion mit Stahlplattenkonstruktion, die im vorherigen Fall verwendet wurde,Diese Produktionslinie verwendet Betontank mit FRP-Antikorrosionsverkleidungen für die Vor- und Nachbehandlung von Abschnitten.Insgesamt haben sechs Tanks für die Beizung, Spülung, Flüssigkeit, Kühlung und Passivierung eine einheitliche äußere Dimension von 13 Metern Länge, 1,8 Metern Breite und 3 Metern Tiefe.Der Bau des Betontankes liegt in der Verantwortung des Käufers., wobei der Verkäufer ausschließlich die FRP-Verschlussinstallation bereitstellt.Diese Aufteilung der Arbeiten eignet sich für Szenarien, in denen der Käufer bereits bestehende Tankgruben besitzt oder schwere Festbehälterkonfigurationen bevorzugt..
Der Beikartenabschnitt besteht aus drei geschlossenen Beikartensäulen.Die Eintauchzeit pro Behälter beträgt ca. 6 Minuten unter normalen Rostbedingungen und kann bei stark verrosteten Werkstücken auf 30 Minuten verlängert werden.Der Beikamer arbeitet unter negativem Druck.mit dem Einstellpunkt für den negativen Druck von 5 bis 10 Pa ∼ 5 Pa an klaren Tagen und an regnerischen Tagen auf 10 Pa angepasst, um die Schwankungen des Luftdrucks auszugleichenDer Ventilator mit variabler Frequenz reduziert automatisch die Frequenz, wenn der eingestellte Druck erreicht wird.Bei der Materialbelastung und -entladung werden Gleiswagen eingesetzt, um sicherzustellen, dass sich saurer Nebel nicht in die Werkstatt diffundiert..
Es gibt einen Flussbehälter, bei dem die Betriebstemperatur zwischen 50 und 70 °C gehalten wird und der pH-Wert bei etwa 5 kontrolliert wird.Eine automatische Eisenentfernungsanlage begrenzt die Eisen-Ionenkonzentration auf 1 mg/lDie Kühl- und Passivierungsbereiche bestehen jeweils aus einem Behälter, wobei der Passivierungsvorgang chromfrei erfolgt.
IV. Konfiguration des Systems zur Behandlung von Säure- und Zinkrauch
Der geschlossene Beizraum hat eine Länge von 17.150 mm, eine Breite von 15.000 mm und eine Höhe von 6.350 mm, wobei die äußere Stahlkonstruktion 17.150 mm mal 15.600 mm mal 8.450 mm beträgt.Der Säure-Nebel geht zunächst durch eine Verdünnungsphase das Verdünnungswasser wird auch zur Herstellung von frischer Säure verwendet, der den Alkaliverbrauch reduziert und anschließend in den Säure-Nebel-Absorptions-Neutralisationsturm gelangt.mit pH-Erkennungssonden, die sowohl am Eingang als auch am Ausgang installiert sind, um die Neutralisierungseffizienz in Echtzeit zu überwachen.
Zinkrauchbehandlung setzt zwei unabhängige Sammellogiken ein. Eine ist eine mobile Abdeckung, die über dem Zinkkessel installiert ist und die natürliche steigende Tendenz des Rauches zur Aufnahme nutzt.Das andere ist ein doppelseitiges Saug-Aufnahme-System auf beiden Seiten des KesselsBeide Verfahren verwenden eine variable Frequenzregelung, die bei 50 Hz beginnt und 2 bis 3 Minuten dauert, bevor die Werkstücke in den Wasserkocher gesenkt werden.Verringerung auf 10 Hz während der Zeit ohne Verzinkung zur Minimierung des Stromverbrauchs.
Die entnommenen Zinkdämpfe durchlaufen einen Beutelfilter zur Partikelentfernung, dann durch eine Wasservorhang-Deodorierungsphase,und werden schließlich durch einen 160 kW-Variable-Frequenz- induzierten Zugventilator entladenDer Staubsammler ist so ausgelegt, daß er beim Hochgeschwindigkeitsblasen stoppt und bei geringer Geschwindigkeit arbeitet, um eine wirksame Reinigung der Filterbeutel zu gewährleisten.
V. Kaskadierungssystem zur Verwertung der Abwärme (Kerntechnologie-Modul)
Das System zur Verwertung der Abwärme für diese Produktionslinie ist umfassender als im vorherigen Fall und umfasst sechs Stufen.Die Rauchgastemperaturen sinken von etwa 500°C am Ofenanschluss auf nahe Umgebungsbedingungen.
Stufe 1: Flussflüssigkeitsheizung. Das Rauchgas verlässt den Ofen bei etwa 500°C und fließt durch einen Wärmetauscher aus Edelstahl, um das zirkulierende Wasser auf etwa 90°C zu erhitzen.Dieses heiße Wasser wird dann an eine Titanlegierung Wärmeaustauschspule im Flussbehälter geschickt, wobei die Flüssigkeit auf den Prozesswert von 50 bis 70 °C angehoben wird.Titallegierung ist aufgrund der korrosiven Eigenschaft von Zinkchlorid und Ammoniumchlorid in der Flusslösung eine obligatorische Materialauswahl.
Stufe 2: Trocknung des Werkstücks: Nach dem ersten Wärmeaustausch gelangt das Rauchgas in die Trocknungsgrube, die 14 Meter lang, 5 Meter breit und 3 Meter tief ist.Das Rauchgas geht durch einen Wärmetauscher, und ein Hochtemperaturbläser liefert heiße Luft auf die Werkstückoberfläche für eine schnelle und gleichmäßige Trocknung.Der Trocknungseffekt kombiniert Strahlungswärme aus der Grube selbst mit konvektivem Heißluftstrom.
Stufe 3: Verbrennungsluftvorheizung (patentiert): Während das Rauchgas weiter auf etwa 200°C abkühlt, gelangt es in den Verbrennungsluftwärmetauscher,Vorwärmung der von den Brennern benötigten Verbrennungsluft von der Umgebungstemperatur auf 50 bis 150 °CDiese vorgeheizte Verbrennungsluft erhöht die theoretische Verbrennungstemperatur, wenn sie in den Ofen geleitet wird.Die Konstruktion schätzt eine Gasersparnis von etwa 2 bis 3 m3 pro Tonne verzinkter Teile..
Stufe 4: Schlammtrocknung (patentiert): Ein 316L-Schlammtrockentank aus Edelstahl mit einer Länge von 6000 mm, einer Breite von 750 mm,und 375 mm hoch über dem Rauchgaskanal des Verbrennungsluftwärmetauschers installiertEs verwendet Rauchgas bei ca. 150 bis 200°C, um Filterpressschlamm vom Feuchtigkeitsgehalt von ca. 80% auf ca. 10% zu trocknen, wodurch das Entsorgungsgewicht außerhalb des Standorts erheblich reduziert wird.
Stufe 5: Abwärmerückgewinnung am Topfrand (patentiert).Eine zweischichtige Spirale aus Edelstahl, die an der Kesselkante angebracht ist, erwärmt das zirkulierende Wasser für das Baden, Säurevorheizung oder Werkstattheizung.
Stufe 6: Heizung der Abgaswerkstatt: Die vor der Endentladung verbleibende Abwärme von geringer Qualität wird direkt durch Stahlrohre in die Werkstatt abgegeben, wobei Brennschutzmaßnahmen eingeführt werden.
Zusätzlich wird heißes Wasser aus dem Kühlbereich durch Wärmeaustauschrohre mit der kalten Säure in den Beikegelbehälter geleitet.gleichzeitig eine Verringerung der Kühlwassertemperatur und eine vorwärmende Säure in flüssiger Form zu erreichen.
VI. Logistik für das Heben und das Online-Wagen
Das Aufheben des Werkstücks erfolgt in einer Doppelhebeaufstellung von 5 t und 5 t. Vier Sätze von Heben dieser Spezifikation befinden sich in der Beikläge, die an der Außenseite des geschlossenen Raumaufbaus montiert sind.mit einem Durchmesser von mehr als 20 mm,Die Werkstücke werden manuell mit Hilfe eines Hubraums an große Stellträger befestigt, auf eine bestimmte Höhe angehoben und dann mit einem Erdbahnkarren in den Beizraum transportiert.bei denen sie von den Oberkranen durch jede Tankstelle sequentiell verarbeitet werden.
Diese Produktionslinie ist mit einem Online-Gewichtssystem ausgestattet, das sowohl das Rohgewicht des Werkstücks vor dem Beimühlen als auch das fertige Gewicht nach dem Verzinken berechnet.Es überwacht den Eisenverlust bei der Beizung und die Zinkbeschichtung Gewichtszunahme, die eine Echtzeitverfolgung des Zinkverbrauchs und eine Prozessanpassung ermöglicht, die im vorherigen Fall nicht vorhanden war.
Die Logistiklösung bietet dem Käufer zwei Automatisierungsmöglichkeiten: einen elektrischen Portalheber mit Fernbedienung oder einen elektrischen Ringspurheber mit RGV-Wagen für eine PLC-programmierte Steuerung.Der programmierte Steuerungsansatz steuert die Tauchzeit genau, um zu verhindern, dass die Bediener die Tauchzeit aufgrund individueller Erfahrungen verlängern, wodurch übermäßig dicke Zinkbeschichtungen vermieden werden.
VII. Verteilung der elektrischen Last
Die gesamte installierte elektrische Leistung der gesamten Produktionslinie beträgt ca. 530 kW. Die wichtigsten Lasten verteilen sich wie folgt:Säure-Nebel-induzierte Zuglüfte bei 45 kW, Abfallsäurebehandlungsanlage mit 80 kW, Oberkranmotor mit 15 kW, Eisenentfernungsanlage mit 15 kW, Luftkompressor mit 7,5 kW, Sprühpumpen mit insgesamt 26 kW (davon zwei 7,5 kW).5 kW und eine 11 kW Einheit), Hubmotoren mit insgesamt 40 kW, Kühlturm mit 4 kW, Beleuchtung mit 20 kW und Aufzugsstation mit 22,5 kW. Eine Reserve von 30 kW wird für zukünftige Erweiterungen bereitgestellt.
VIII. Wahlmodul: System zur Regeneration von Abfallsäuren
Dieser Vorschlag umfaßt ein optionales Modul eine Abfallsäurebehandlungsanlage mit Schwefelsäure-Verdrängungsmethode mit einer geplanten Verarbeitungskapazität von 5 bis 10 Tonnen pro Tag.Die Abfallsäure muss eine Eisen-Ionenkonzentration von mehr als 120 g/l aufweisen., Eisen-Ionenkonzentration von weniger als 5 g/l und freie Säurekonzentration von mehr als 5%.der dann mit konzentrierter Schwefelsäure reagiert, um Eisensulfat und Wasserstoffchloridgas zu erhaltenDas Wasserstoffchloridgas wird als regenerierte Salzsäure zurückgewonnen und in den Beizbereich zurückgebracht, während Eisensulfat als Nebenprodukt in Form von Monohydrat Eisensulfat verkauft wird..
Die Ausrüstung verfügt über eine Gesamtleistung von ca. 200 kW und einen Stromverbrauch von ca. 40 kWh pro Tonne behandelte Abfallsäure.mit einer Ausrüstungshöhe von 7 m und einer erforderlichen Installations- und Betriebsfreiheit von 9 mDie Verfahrensspezifikationen verlangen, daß die regenerierte Säure weniger als 4% Eisenrückstand enthält und eine regenerierte Säurekonzentration von 15% bis 22% erreicht.Das Nebenprodukt Eisensulfat muss eine Reinheit von mehr als 90% aufweisen., mit Verunreinigungsgrenzwerten von Titan unter 0,75%, Arsen unter 0,0002%, Blei unter 0,0001%, Cadmium unter 0,0001%, Quecksilber unter 0,00002%, Chrom unter 0,001%, freie Säure unter 1%,und unlösliche Stoffe unter 00,5%.