空壓站工藝培訓(xùn)課件教學(xué)提綱

第一章空壓站介質(zhì)(jièzhì)分析1.1為什么要用空氣來做壓縮介質(zhì)因?yàn)榭諝馐强蓧嚎s、清晰透明的，并且輸送方便（不凝結(jié)）、無害性、安全、取之不盡。干空氣成分：氮?dú)猓∟2）氧氣（O2）二氧化碳（CO2）78.08%20.93%0.03%縮惰性氣體。干燥氮?dú)夂投趸季鶠槎栊詺怏w。1.2空氣的性質(zhì)：

常溫下的空氣是無色無味的氣體，液態(tài)空氣則是一種易流動(dòng)的淺黃色液體。一般當(dāng)空氣被液化時(shí)二氧化碳已經(jīng)清除掉，因而液態(tài)空氣的組成是20.95%氧，78.12%氮和0.93％氬，其它組分含量甚微，可以略而不計(jì)?？諝庾鳛榛旌蠚怏w，在定壓下冷凝時(shí)溫度連續(xù)(liánxù)降低，如在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（101.3KPa）下，空氣于81.7K（露點(diǎn)）開始冷凝，溫度降低到78.9K（泡點(diǎn)）時(shí)全部轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡鸵后w。這是由于高沸點(diǎn)組分（氧、氬）開始冷凝較多第一頁，共44頁。--而低沸點(diǎn)組分（氧）到過程終了才較多地冷凝。液態(tài)空氣作為混合液，在定壓蒸發(fā)時(shí)蒸發(fā)溫度也是連續(xù)變化的。隨著蒸發(fā)過程的進(jìn)行，因低沸點(diǎn)組分氮較多地蒸發(fā)，混合液組成發(fā)生變化，致使液體(yètǐ)的高組分氧含量相應(yīng)地增加，所以沸點(diǎn)也就相應(yīng)提高。液態(tài)空氣具有較低的沸點(diǎn)和凝固溫度（約為60.15K），可以用作冷卻劑。通過減壓（抽真空）的方法，還可以將其沸點(diǎn)溫度降低到65K左右。但是這種操作是危險(xiǎn)的，因?yàn)檎舭l(fā)會(huì)使剩余液體(yètǐ)中氧的濃度增加，在減壓用的真空泵里引起爆炸。來自大氣的空氣被離心式空壓機(jī)組、螺桿機(jī)壓縮到0.80MPa（G）并冷卻到40℃左右，經(jīng)空氣緩沖罐后分成三部分：一部分作為工廠空氣供用戶，為防止因冬季環(huán)境溫度低，飽和空氣中水分凝結(jié)成水，使工廠空氣管路生銹，增設(shè)工廠空氣干燥器，供冬季使用；另一部分進(jìn)入空氣后處理裝置，被各級過濾和吸附干燥凈化成為壓力露點(diǎn)≤一40℃_-70℃的儀表空氣供用戶；其余壓縮空氣作為制氮空氣進(jìn)入制氮裝置制取合格氮?dú)夤┯脩簟５诙?，?4頁。1.3N2的性質(zhì)(xìngzhì)：分子式：N2分子量：28.01，無色無臭氣體。熔點(diǎn)(℃)：-209.8，沸點(diǎn)(℃)：-195.6，含量:高純氮≥99.999％;工業(yè)級一級≥99.5％;二級≥98.5％。飽和蒸氣壓(kPa)：1026.42(-173℃)，微溶于水、乙醇，主要用途：用于合成氨，制硝酸，用作物質(zhì)保護(hù)劑，冷凍劑1.3.1危害性：危險(xiǎn)性類別：不燃?xì)怏w，侵入途徑：吸入健康危害：空氣中氮?dú)夂窟^高，使吸入氣氧分壓下降，引起缺氧窒息。吸入氮?dú)鉂舛炔惶邥r(shí)，患者最初感胸悶、氣短、疲軟無力；繼而有煩躁不安、極度興奮、亂跑、叫喊、神情恍惚、步態(tài)不穩(wěn)，稱之為“氮酩酊”，可進(jìn)入昏睡或昏迷狀態(tài)。吸入高濃度，患者可迅速(xùnsù)昏迷、因呼吸和心跳停止而死亡。潛水員深替時(shí)，可發(fā)生氮的麻醉作用；若從高壓環(huán)境下過快轉(zhuǎn)入常壓環(huán)境，體內(nèi)會(huì)形成氮?dú)鈿馀?，壓迫神?jīng)、血管或造成徽血管阻塞，發(fā)生“減壓病”。1.3.2防護(hù)迅速(xùnsù)脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。呼吸心跳停止時(shí)，立即進(jìn)行人工呼吸和胸外心臟按壓術(shù)，就醫(yī)。迅速(xùnsù)撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處，并進(jìn)行隔離，嚴(yán)格限制出入。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿一般作業(yè)工作服。盡可能切斷泄漏源。合理通風(fēng)，加速擴(kuò)散。

第三頁，共44頁。第二章設(shè)備及原理(yuánlǐ)介紹2.1我公司空壓站主要設(shè)備：離心式空壓機(jī)（3套）、螺桿機(jī)（2套）、微熱式干燥機(jī)（2套）、增壓機(jī)（3套其中儀表氣增壓機(jī)1套，高純度增壓機(jī)1套，低純度增壓機(jī)1套）、PSA變壓式制氮機(jī)（5套其中2套高純度、3套低純度）和各儀表控制設(shè)備2.2各設(shè)備原理2.2.1離心式空壓機(jī)工作(gōngzuò)原理：離心式空壓機(jī)是由葉輪帶動(dòng)氣體做高速旋轉(zhuǎn)，使氣體產(chǎn)生離心力，由于氣體在葉輪里的擴(kuò)壓流動(dòng)，從而使氣體通過葉輪后的流速和壓力得到提高，連續(xù)地生產(chǎn)出壓縮空氣。離心式空氣壓縮機(jī)屬于速度式壓縮機(jī)，在用氣負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)離心式空氣壓縮機(jī)工作(gōngzuò)穩(wěn)定、可靠。葉輪如下圖：

第四頁，共44頁。空壓機(jī)圖片(túpiàn)第五頁，共44頁。第六頁，共44頁。第七頁，共44頁。第八頁，共44頁。離心式壓縮機(jī)葉輪(yèlún)新設(shè)計(jì)(shèjì)的后彎三元流葉輪空氣(kōngqì)從軸向進(jìn)入，在葉輪里受到強(qiáng)大的離心力作用，從而獲得很大的出口速度。出口速度可以達(dá)到大約.350-400m/S第九頁，共44頁。葉輪尺寸對壓力(yālì)及流量的影響：葉輪出口(chūkǒu)直徑將影響壓力葉輪進(jìn)口(jìnkǒu)端尺寸影響將影響流量第十頁，共44頁。調(diào)節(jié)(tiáojié)時(shí)全開時(shí)進(jìn)氣導(dǎo)向閥的作用(zuòyòng)：改變進(jìn)氣氣流的角度。進(jìn)氣(jìnqì)導(dǎo)葉閥：第十一頁，共44頁。

2.2.2螺桿壓縮工作原理：

工作循環(huán)可分為吸氣、壓縮和排氣三個(gè)過程(guòchéng)。隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，每對相互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環(huán)。

螺桿式壓縮機(jī)汽缸內(nèi)裝有一對互相嚙合的螺旋形陰陽轉(zhuǎn)子，兩轉(zhuǎn)子都有幾個(gè)凹形齒，兩者互相反向旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子之間和機(jī)殼與轉(zhuǎn)子之間的間隙僅為5～10絲，主轉(zhuǎn)子（又稱陽轉(zhuǎn)子或凸轉(zhuǎn)子），通過由發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)(多數(shù)為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng))，另一轉(zhuǎn)子（又稱陰轉(zhuǎn)子或凹轉(zhuǎn)子）是由主轉(zhuǎn)子通過噴油形成的油膜進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或由主轉(zhuǎn)子端和凹轉(zhuǎn)子端的同步齒輪驅(qū)動(dòng)。所以驅(qū)動(dòng)中沒有金屬接觸（理論上）。

轉(zhuǎn)子的長度和直徑?jīng)Q定壓縮機(jī)排氣量（流量）和排氣壓力，轉(zhuǎn)子越長，壓力越高；轉(zhuǎn)子直徑越大，流量越大。

第十二頁，共44頁。螺桿(luóɡǎn)機(jī)運(yùn)行過程

螺旋轉(zhuǎn)子凹槽經(jīng)過吸氣口時(shí)充滿氣體。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子凹槽被機(jī)殼壁封閉，形成壓縮腔室，當(dāng)轉(zhuǎn)子凹槽封閉后，潤滑油被噴入壓縮腔室，起密封。冷卻和潤滑作用。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)壓縮潤滑劑+氣體（簡稱油氣混合物）時(shí)，壓縮腔室容積減小，向排氣口壓縮油氣混合物。當(dāng)壓縮腔室經(jīng)過排氣口時(shí)，油氣混合物從壓縮機(jī)排出，完成一個(gè)吸氣——壓縮——排氣過程。

螺桿機(jī)的每個(gè)轉(zhuǎn)子由減摩軸承所支承，軸承由靠近轉(zhuǎn)軸端部的端蓋固定。進(jìn)氣端由滾柱軸承支承，排氣端由一以對靠的賀錐滾柱支承通常是排氣端的軸承使轉(zhuǎn)子定位，也就是止推軸承，抵抗軸向推力，承受徑向(jìnɡxiànɡ)載荷，并提供必須的軸向運(yùn)行最小間隙。內(nèi)附運(yùn)行動(dòng)畫一套（見FlashPlayer）第十三頁，共44頁。螺桿式空壓機(jī)動(dòng)畫演示(yǎnshì)點(diǎn)擊(diǎnjī)：第十四頁，共44頁。螺桿(luóɡǎn)機(jī)主部件示意圖陰陽(yīnyánɡ)轉(zhuǎn)子及驅(qū)動(dòng)部第十五頁，共44頁。相互嚙合的陰陽(yīnyánɡ)轉(zhuǎn)子--第十六頁，共44頁。2.2.3微熱式干燥機(jī)工作(gōngzuò)原理：根據(jù)變壓吸附、再生循環(huán)的原理，采用外部（電加熱）微加熱再生方式對壓縮空氣進(jìn)行吸附干燥。該產(chǎn)品綜合了無熱再生和有熱再生干燥機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，利用外部微加熱減少了再生氣量的損耗，同時(shí)也避免了有熱再生干燥機(jī)電(jīdiàn)能消耗大的缺點(diǎn).。采用先進(jìn)的單片機(jī)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)操作的自動(dòng)控制．管路設(shè)計(jì)合理，安裝簡單，使用維護(hù)方便．采用氣動(dòng)薄膜切斷閥（或氣動(dòng)蝶閥），切換平衡，動(dòng)作準(zhǔn)確，可靠．再生過程分加熱再生、冷卻再生兩步驟，可維持穩(wěn)定的低露點(diǎn),切換周期60-80分鐘。采用氣體擴(kuò)散裝置，塔內(nèi)氣流分布均勻，避免出現(xiàn)溝流現(xiàn)象。干空氣露點(diǎn)-40∽-70℃?？諝鈮毫β饵c(diǎn)：濕空氣被壓縮后，水蒸氣密度增加，溫度也上升。壓縮空氣冷卻時(shí)，相對濕度便增加，當(dāng)溫度繼續(xù)下降到相對濕度達(dá)100%時(shí)，便有水滴從壓縮空氣中析出，這時(shí)的溫度就是壓縮空氣的“壓力露點(diǎn)”。露點(diǎn)也就是溫度值，單位為攝氏度。第十七頁，共44頁。吸附(xīfù)原理第十八頁，共44頁。干燥(gānzào)過程壓縮空氣通過充滿吸附劑的吸附塔氣體水被吸附劑吸附干燥的壓縮空氣排出(páichū)吸附塔吸附時(shí)放出了熱量第十九頁，共44頁。微熱再生(zàishēng)（TSA+PSA）所需再生(zàishēng)氣量少：7%再生(zàishēng)溫度為120oC左右加熱器功率：0.5kW/（1m3/min）再生(zàishēng)周期：100min體積與無熱再生(zàishēng)相近第二十頁，共44頁。微熱再生運(yùn)行(yùnxíng)特點(diǎn)工作周期相對(xiāngduì)較長再生氣量加熱+冷吹消耗外部能源第二十一頁，共44頁。微熱吸干機(jī)填裝吸附劑氧化鋁/分子篩直徑(zhíjìng)?3~?5mm比表面積350m2/g磨耗：0.4%第二十二頁，共44頁。2.2.4增壓(zēnɡyā)機(jī)作用：儀表空氣(kōngqì)和氮?dú)夥謩e有一小部分經(jīng)空氣(kōngqì)增壓機(jī)（08PA1004）和氮?dú)庠鰤簷C(jī)（08PA1007，08PA1008）增壓至2.5MPaG后進(jìn)入儀表空氣(kōngqì)貯罐和氮?dú)赓A罐（高純度儲罐、低純度儲罐）貯存?zhèn)溆谩．?dāng)儀表空氣(kōngqì)主管壓力低于設(shè)定值?，貯罐出口調(diào)節(jié)閥自動(dòng)開啟減壓供氣，儀表空氣(kōngqì)貯罐壓力保證事故時(shí)最低壓力下的儀表空氣(kōngqì)約30分鐘。當(dāng)儀表空氣(kōngqì)貯罐壓力低于設(shè)定值2.4MPaG時(shí)，儀表空氣(kōngqì)增壓機(jī)（08PA1004）自動(dòng)啟動(dòng)向儀表空氣(kōngqì)貯罐補(bǔ)氣，其罐內(nèi)壓力達(dá)到2.5MPaG時(shí)，儀表空氣(kōngqì)增壓機(jī)（08PA1004）聯(lián)鎖自動(dòng)停機(jī)。當(dāng)儀表空氣(kōngqì)主管壓力低于設(shè)定值時(shí)，儀表空氣(kōngqì)增壓機(jī)（08PA1004）聯(lián)鎖自動(dòng)停機(jī)，以防繼續(xù)無限制抽空損壞系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備。同樣，當(dāng)?shù)獨(dú)庵鞴軌毫Φ陀谠O(shè)定值，貯罐出口調(diào)節(jié)閥自動(dòng)開啟減壓供氣，氮?dú)赓A罐壓力保證事故時(shí)或調(diào)峰時(shí)最低壓力下約60分鐘。當(dāng)?shù)獨(dú)赓A罐壓力低于設(shè)定值：2.4MPaG時(shí)，氮?dú)庠鰤簷C(jī)自動(dòng)啟動(dòng)向氮?dú)赓A罐補(bǔ)氣，其罐內(nèi)壓力達(dá)到2.5MPaG時(shí)，氮?dú)庠鰤簷C(jī)聯(lián)鎖自動(dòng)停機(jī)。當(dāng)?shù)獨(dú)庵鞴軌毫Φ陀谠O(shè)定值時(shí)，氮?dú)庠鰤簷C(jī)聯(lián)鎖自動(dòng)停機(jī)，以防繼續(xù)無限制抽空損壞系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備。

第二十三頁，共44頁。第三章PSA制氮機(jī)流程(liúchéng)

PSA制氮機(jī)工作原理與運(yùn)行：

以分子篩作為吸附劑，運(yùn)用變壓吸附原理，利用碳分子篩對氧和氮的選擇性吸附而使氮和氧分離的方法.工藝流程簡單、自動(dòng)化程度高、產(chǎn)氣快(15～30分鐘)、能耗低，產(chǎn)品純度可在較大范圍內(nèi)根據(jù)用戶需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，操作維護(hù)方便、運(yùn)行成本較低、裝置適應(yīng)性較強(qiáng).碳分子篩是變壓吸附制氮設(shè)備的核心部分，油中毒是碳分子篩的主要失效形式之一，對水的吸附會(huì)降低碳分子篩對氧的吸附能力，有油潤滑的空壓機(jī)排出的壓縮空氣(yāsuōkōngqì)通常含有油和水，所以必須在壓縮空氣(yāsuōkōngqì)進(jìn)入氧氮分離組件之前除油除水。

第二十四頁，共44頁。工業(yè)氣體：提氫、一氧化碳、二氧化碳，濃縮甲烷、乙烯(yǐxī)；空氣：制氮、制氧。變壓吸附（PSA）在加壓的情況(qíngkuàng)下吸附，用減壓（抽真空）或常壓解吸附方法。第二十五頁，共44頁。3.1PSA機(jī)前配套(pèitào)設(shè)備：高效除油器、冷干機(jī)、精密過濾器、活性炭除油器、吸附系統(tǒng)3.1.1高效除油器作用：采取集螺旋分離，預(yù)過濾和凝聚式精密過濾三級凈化于一體，能高效除水、除油、除塵，使壓縮空氣凈化工藝流程得以縮短。其過濾精度可達(dá)0.3μm，殘余油份含量可小于0.3ppm使氣源凈化質(zhì)量得到可靠的保證.該系列產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，使用壽命長，運(yùn)行成本低，安裝方便，適用于任何空氣壓縮機(jī)。3.1.2微熱式吸干機(jī)作用：一只吸附塔在常溫高壓時(shí)吸收水分，同時(shí)(tóngshí)另一只吸附塔在常壓（高溫）時(shí)脫水再生，兩塔交替循環(huán)工作。第二十六頁，共44頁。--3.1.3精密過濾器作用：主要除去壓縮空氣中的油，液態(tài)水霧（吸附式干燥器除去）、塵。該系列產(chǎn)品具有效率高，使用壽命長，運(yùn)行成本低。3.1.4活性炭除油器作用：科學(xué)的采取物理吸附和化學(xué)吸附的雙重特性，能高效除去壓縮空氣當(dāng)中含有的廢氣及有害氣體，其殘余油份含量可小于0.001ppm，有效保護(hù)PSA制氮制氧裝置當(dāng)中的分子篩不受有害氣體的污染，延長分子篩的使用壽命，并使成品氣體和設(shè)備得到可靠和有效的保證。3.1.5吸附系統(tǒng)作用：一只吸附塔在壓力升高時(shí)吸氧產(chǎn)氮，同時(shí)(tóngshí)另一只吸附塔降壓脫氧再生，兩塔交替循環(huán)工作，不斷產(chǎn)出氮?dú)狻９ぷ鞑襟E：吸附、均壓、放空、沖洗、均壓、充壓。第二十七頁，共44頁。工作(gōngzuò)流程圖空氣(kōngqì)緩沖罐空氣(kōngqì)緩沖罐左塔右塔O2N2N2O2N2N2H2O空氣空氣H2O空氣空氣吸附左塔工作空氣空氣空氣H2O空氣空氣空氣空氣空·氣空氣空氣H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O·H2OH2O空氣空氣空氣空氣空氣空氣空氣空氣`無熱吸干機(jī)第二十八頁，共44頁。工作(gōngzuò)流程圖空氣(kōngqì)緩沖罐氮?dú)?dànqì)緩沖罐左塔右塔O2N2N2O2N2O2O2N2O2N2N2O2N2O2O2N2N2/O2測氧儀吸附O2N2O2O2N2O2O2O2O2O2O2O2O2N2解吸O2N2O2N2O2N2O2N2O2O2第二十九頁，共44頁。工作(gōngzuò)原理圖空氣(kōngqì)緩沖罐氮?dú)?dànqì)緩沖罐左塔右塔O2N2O2O2O2O2O2N2O2N2N2O2N2O2O2N2N2/O2測氧儀O2O2O2左均壓N2O2O2O2N2O2N2O2O2O2O2O2O2O2N2第三十頁，共44頁。工作(gōngzuò)原理圖空氣(kōngqì)緩沖罐氮?dú)?dànqì)緩沖罐左塔O2N2N2O2N2O2O2N2ON2N2O2N2O2O2N2N2/O2測氧儀N2吸附O2O2O2O2O2O2解吸右塔O2O2O2O2O2O2O2N2O2N2N2N2O2O2O2N2O2第三十一頁，共44頁。工作(gōngzuò)原理圖空氣(kōngqì)緩沖罐氮?dú)?dànqì)緩沖罐左塔O2N2N2O2N2O2O2N2ON2N2O2N2O2O2N2N2/O2測氧儀N2O2O2O2O2O2O2右均壓右塔O2O2N2O2N2O2O2O2O2N2O2第三十二頁，共44頁。吸附(xīfù)塔氮?dú)?dànqì)緩沖罐控制箱空氣(kōngqì)緩沖罐PSA制氮機(jī)第三十三頁，共44頁。第四章故障分析(fēnxī)及解決空壓站設(shè)備(shèbèi)常見故障及解決：第三十四頁，共44頁。離心式空壓機(jī)的開停