說明書制氮機

1、目錄一、產(chǎn)品簡介21.1PSA制氮機工作原理21.2PSA制氮裝置技術特點31.3PSA制氮裝置性能指標41.4本套裝置平面布置示意圖51.5PSA制氮裝置主要部件圖解5二、PSA制氮裝置使用說明621制氮機閥位示意說明622閥組工作說明表723閥組分布圖824PSA制氮系統(tǒng)控制說明82.4.1.控制面板示意圖82.4.2.面板操作說明92.4.3.制氮機操作使用說明122.4.4.PSA制氮系統(tǒng)故障診斷與排除132.4.5.PSA制氮系統(tǒng)的維護與保養(yǎng)17三、系統(tǒng)操作過程注意事項18附錄測氧儀19附錄渦接流量計20附錄開機順序21附錄關機順序23附錄電氣原理圖24附錄系統(tǒng)流程圖25附錄易損件清

2、單26一、 產(chǎn)品簡介1.1 PSA制氮機工作原理氮氣在自然界中分布很廣，是空氣的主要成分，在干燥空氣中，氮氣含量占空氣的78%，因此空氣是制取氮氣的最大原料庫，它取之不盡，用之不竭。變壓吸附(PRESSURE SWING ADSORPTION -P.S.A ):如果溫度不變,在加壓的情況下吸附,減壓(抽真空或常壓)解吸的方法,稱為變壓吸附。碳分子篩( MOLECULAR SIEVING CARBONM .S .C ):是一種以煤為主要原料經(jīng)過特殊加工而成的活性炭、黑色，表面充滿微孔晶體的顆粒，是一種半永久性吸附劑。制氮原理：碳分子篩對氧和氮的分離作用主要是基于N2和O2在碳分子篩表面上的擴散速

3、率不同,較小直徑的氣體分子(O2 )擴散較快,較多進入分子篩固相(微孔)中， 較大直徑氣體分子(N2)擴散較慢，進入分子篩固相較少。 氧的臨界直徑為2.8A，氮的臨界直徑為3，這樣在氣相中可得到氮的富集成份。壓縮空氣進入碳分子篩吸附塔，當吸附壓力增加時，氧和氮的吸附同時增加。吸附開始后較短時間內(nèi)，氧的吸附速度大大地超過氮的吸附速度，因此利用碳分子篩對氧和氮在某一時間內(nèi)吸附量的差別這一特性，由程序控制器按特定的時間程序，結合加壓吸附，減壓解吸的循環(huán)過程（變壓吸附過程），完成氮、氧分離，從而在氣相中獲得含氧量1%的普通氮氣。本制氮系統(tǒng)為變壓吸附式制氮裝置，它是以壓縮空氣（空壓機提供）為原料，無熱吸

4、附干燥機除去壓縮空氣中的水分子，過濾器除去空氣中的油和粉塵使氣體達到制氮設備入口的空氣要求。設備利用碳分子篩的吸附特性，結合加壓吸附、減壓解吸，實現(xiàn)空氣中的氮、氧分離，從而獲得產(chǎn)品氮氣。1.2 PSA制氮裝置技術特點u 多點復合式壓緊裝置可以有效的提供分子篩的使用壽命，降低分子篩的粉化率；u 分子篩選用日本武田3KT-172型分子篩，使用壽命長，氣耗比低；u 復合流化床采用復合式流化床，有效的保持分子篩的吸附效率，并給分子篩提供良好的解析環(huán)境；u 氣流擴散器將進氣集中的氣流均勻的擴散，為吸附打下基礎；u 氣流收集器將制備的高純度氮氣最大量的收集，減小因氣流收集而造成的效率降低；u 氣動閥選用德

5、國寶德角座式氣動閥，使用壽命可達300萬次，密封面采用聚四氟乙烯材料，密封性強，維修保養(yǎng)簡單，維修成本低；u 程控閥選用日本SMC電磁閥，使用壽命可達500萬次；u 自動排空裝置具有氮氣不合格自動排放功能，并設有手動供氣、排空閥，用戶可根據(jù)用氣情況自行選用手動/自動功能，且手動閥的設置有利于維修氣動閥、排除故障；u 控制柜采用雙層門柜體，防護等級高；PLC采用西門子品牌，人機交換界面采用西門子品牌，可直觀的顯示設備的工作狀態(tài)、故障時間、故障愿意，且修改設備的參數(shù)；u 控制系統(tǒng)使用全自動無人值守控制系統(tǒng)，自動記錄運行時間、氮氣純度、流量等參數(shù)，并預留遠傳DCS接口；多臺設備時，可實現(xiàn)根據(jù)用戶用氣

6、量大小自動、梯度開關機，用氣量小時，可以自動將三臺制氮機定義為主、輔、備機，實現(xiàn)真正的智能、節(jié)能；u 控制氣路控制氣路采用不銹鋼材質(zhì)，耐腐蝕性強，不易老化，且布局美觀，配合銅制卡套，避免跑冒滴漏。1.3 PSA制氮裝置性能指標氮氣產(chǎn)量：260Nm3/h氮氣純度：98% N2(無氧含量)氧含量： 2%氮氣露點：-40工作壓力：0.75-0.95MPa輸出壓力：0.1-0.6Mpa可調(diào)電源： 空壓機撬塊380V 50Hz 160KW電源一路制氮機撬塊220V 50Hz 0.5KW電源一路干燥機撬塊220V 50Hz 0.5KW電源一路空氣總管道口徑DN80氮氣總管道口徑DN401.4 本套裝置平面

7、布置示意圖1.5 PSA制氮裝置主要部件圖解二、 PSA制氮裝置使用說明21 制氮機閥位示意說明圖2-1氣動閥待機閥位圖 圖2-2氣動閥控制程序圖：工作狀態(tài)-左塔吸附（時間0 58）圖2-3氣動閥控制程序圖：工作狀態(tài)-均壓過程（時間5860）圖2-4氣動閥控制程序圖：工作狀態(tài)-右塔吸附（時間058）22 閥組工作說明表附2-1表：FDA空分制氮機閥位工作程序表 閥位工況QV1左排QV2右排QV3均壓1QV4左進QV5右進QV6左出QV7右出QV8均壓2左塔工作t=058s關開關開關開關關均壓過程t=5960s關關開關關關關開右塔工作t=61118s開關關關開關開關表2-2：制氮機自動運行表顯工

8、況表顯示工況左塔壓力右塔壓力空氣罐壓力氮氣罐壓力控制氣源壓力自動燈電源燈左塔工作t=1min0.750.85MPa00.8-0.85MPa0.70.75MPa0.4-0.5 MPa亮亮均壓過程t=2s0.350.4MPa0.350.4Mpa0.60.65MPa右塔工作t=1min00.750.85MPa0.70.75MPa23 閥組分布圖上閥組實物圖下閥組實物圖24 PSA制氮系統(tǒng)控制說明2.4.1. 控制面板示意圖2.4.2. 面板操作說明開-關：旋轉(zhuǎn)到相應指示，控制系統(tǒng)啟停手動-自動：旋鈕開關開啟后，可選擇自動控制或手動控制電源燈：旋鈕開關開啟后，電源燈亮（紅色）手動燈：選擇手動控制后，手

9、動燈亮（黃色）自控燈：選擇自動控制后，自控燈亮（綠色）測氧儀：顯示實時氧含量(%)左吸按鈕：手動控制時可控制“左進氣”“左出氣”“右排氣”閥門開啟右吸按鈕：手動控制時可控制“右進氣”“左出氣”“右排氣”閥門開啟均壓按鈕：手動控制時可控制“上均壓”“下均壓”閥門開啟2.4.3. 制氮機操作使用說明a) 壓縮空氣系統(tǒng)調(diào)試完成后，空氣貯罐壓力達0.75MPa以上時，制氮設備進入調(diào)試狀態(tài)。調(diào)試前的準備1. 檢查各組閥門處于待機狀態(tài)：按制氮機待機狀態(tài)閥位示意圖檢查設備是否處于待機狀態(tài)，否則按制氮機待機狀態(tài)閥位示意圖設置各閥門開關位置，使之處于待機狀態(tài)。2. 查控制柜處于待機狀態(tài)：按制氮機控制面板示意圖檢

10、查各控制開關處于關閉狀態(tài)，檢查控制柜中控制氣源三聯(lián)體上的減壓閥并調(diào)節(jié)壓力至0.5MPa,制氮機吸附塔壓力表壓力顯示0 MPa、空氣氣源壓力表壓力顯示大于0.75 MPa、氮氣罐壓力表處于0 MPa，并按圖調(diào)整相應開關使之處于待機狀態(tài)。b) 啟動c) 檢查壓縮空氣壓力：按制氮系統(tǒng)操作程序，供制氮機無油無水油含量0.003ppm，壓力0.75MPa 的壓縮空氣。d) 調(diào)試控制氣源壓力：當空氣貯罐壓力0.75MPa，調(diào)整控制氣路氣源三聯(lián)體減壓閥的壓力表讀為0.5-0.6MPa，作為先導電磁閥控制器及氣動閥的動力源。e) 開啟壓縮空氣總進氣閥f) 啟動制氮機程序控制器：將開關旋轉(zhuǎn)至“開”狀態(tài)，電源燈亮

11、，旋轉(zhuǎn)手動-自動旋鈕，開啟自動運行開關，模式自動指示燈亮；g) 啟動氮氣罐入口閥：當吸附塔達吸附壓力0.60.75MPa時（見圖示吸附塔壓力表），打開氮氣貯罐入口閥門，旋轉(zhuǎn)角度根據(jù)壓力現(xiàn)場調(diào)試確定。h) 不合格氮氣排空：按表2-3順序調(diào)試表2-3 制氮機運行手動閥狀態(tài)表自動供氮氣/排空截止閥手動供氮氣截止閥手動排空截止閥金屬流量計調(diào)節(jié)閥備注關閉關閉開啟緩慢開啟流量調(diào)試至額定量的1/5,開啟時間不低于2min參見LZZH型金屬流量計使用說明書i) 調(diào)試氮氣出口減壓閥：當?shù)獨赓A罐與吸附塔壓力達到平衡時，調(diào)節(jié)氮氣出口減壓閥達到用戶使用壓力（或制氮機入口壓力-0.05Mpa），調(diào)節(jié)范圍0.10.7Mp

12、a。2.4.4. PSA制氮系統(tǒng)故障診斷與排除u 純度超標（一）設備工作壓力正常（與調(diào)試驗收時比較）1、檢查設備產(chǎn)出流量是否超出額定值2、如設備工作超過一年，請檢查空氣過濾器濾芯是否及時更換，如果過濾器濾芯超期使用，對空氣中的油、水的過濾能力下降，將導致分子篩進油中毒，造成制氮機產(chǎn)能下降，純度超標。3、工作區(qū)瞬時流量加大，使設備工作狀態(tài)改變，工作幾個周期就會恢復。4、檢查測氧儀檢測氣體流量是否過大檢測管路是否連接好氧電極是否過期儀表是否已校準（二）設備工作壓力異常1、空壓機出氣壓力比制氮機工作壓力高0.15MPa以上檢查空氣過濾器中的濾芯是否堵塞空氣入口閥口是否打開到位2、空壓機出口壓力與制氮

13、機工作壓力一致1）有大量氣體從消聲器排出左塔工作時，有大量氣體排出，工作壓力趨向正常a.將制氮機運行模式切換到靜態(tài)模式b.如果右吸附塔壓力不斷大幅上升，與空氣源壓力相等時，請檢查右進氣閥墊是否損壞c.將制氮機運行模式切換到手動工作模式d.按下左吸鍵5-10秒后還原左吸鍵初始狀態(tài)e.如有大量氣體從消聲器排出請檢查右出氣閥墊及左排氣閥墊是否損壞右塔工作時，有大量氣體排出，工作壓力趨向正常a.將制氮機運行模式切換到靜態(tài)模式b.如果左吸附塔壓力不斷大幅上升，與空氣源壓力相等時，請檢查左進氣閥墊是否損壞c.將制氮機運行模式切換到手動工作模式。d.按下右吸鍵5-10秒后手動還原初始狀態(tài)e.如果出現(xiàn)右吸附壓

14、力在右吸鍵手動還原后大幅下降并且消聲器大量排氣的情況，請檢查右排氣閥墊及左出氣閥墊是否損壞左右塔工作時都出現(xiàn)大量排氣現(xiàn)象請檢查均壓墊閥是否損壞。2）消聲器排氣正常（一分鐘排一次）a.檢查空壓機工作是否正常b.檢查制氮機氣動閥門工作狀態(tài)是否正常c.檢查空氣供氣管道及制氮機手動進空氣閥門是否打開到位d.檢查在對空狀態(tài)下，氮氣出口流量是否超出額定值（三）制氮機工作狀態(tài)異常（1）左吸狀態(tài)下，所有閥門不動作請檢查控制左吸狀態(tài)的先導電磁閥片是否損壞或連接線路故障（2）均壓狀態(tài)下，所有閥門不動作請檢查控制均壓狀態(tài)的先導電磁閥片是否損壞或連接線路故障（3）右吸狀態(tài)下，所有閥門不動作請檢查控制右吸狀態(tài)的先導電磁

15、閥片是否損壞或連接線路故障u 、系統(tǒng)氮氣出口壓力下降（一）純度一起下降（跳到純度檢測）（二）純度未下降：工作點瞬間氮氣流量變大用戶氮氣需求量超出制氮機額定輸出量。u 、流量不能達到額定值（一）檢測流量時是在對空狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)氮氣出口流量控制閥加大流量但開大流量后純度下降并超標（跳到純度檢測）（二）檢測流量時未在對空狀態(tài)下可直接從流量積算儀上顯示流量u 從消聲器排出的氣體中有黑色物質(zhì)（一）黑色物質(zhì)為粉末狀請旋轉(zhuǎn)壓緊裝置（二）黑色物質(zhì)為顆粒狀請立即通知廠家人員u 罐體上法蘭有大量氣體泄漏并伴有尖銳的哨聲（一）法蘭密封墊損壞，請更換（二）法蘭緊固螺絲松脫，請緊固。u 自動排空異常（一）持續(xù)排空純度超標（

16、跳純度檢測）純度不超標 純度報警參數(shù)設置應與設備技術參數(shù)要求一致（二）間歇式排空檢查控制電磁閥是否故障檢查測氧儀是否故障檢查PLC輸出是否正確檢查電磁閥與PLC之間的電氣線是否正常周圍環(huán)境中是否有干擾磁場。2.4.5. PSA制氮系統(tǒng)的維護與保養(yǎng)a) 氣動閥的維護保養(yǎng)本設備采用德國寶德氣動閥，其執(zhí)行機構為氣動活塞制動控制閥門的開啟，此閥門具有氣動先導驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機構，制動器彈簧直接關閉閥門，自動調(diào)校插座位置，可達每秒一周期的運作。維護保養(yǎng)詳見氣動閥操作說明書。b) 吸附塔組的維護與保養(yǎng)吸附塔組為本機的關鍵件，其維護的好壞直接影響設備的使用壽命。設備運行4-6個月時應進行維護，維修時先將吸附塔和連接

17、管路內(nèi)的壓力排空，表壓為0。吸附塔壓緊裝置內(nèi)有彈簧，法蘭蓋有預緊力，如需打開法蘭蓋，拆卸時要將法蘭蓋螺栓緩慢松開，把預緊力全部釋放，防止崩傷，以免發(fā)生危險！吸附塔體（見附圖）上的壓緊裝置維護時，先旋開絲杠帽，檢查絲桿座上的O型圈是否完好，如破損需及時更換。然后將壓緊絲桿對角依次均勻用力旋緊，直至無法旋緊為止，以補償分子篩下沉量。如不能及時旋緊絲杠，將會造成彈簧預緊力降低，分子篩產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象，導致分子篩泄漏（消聲器排出黑色煙霧），當壓緊絲杠旋到接近法蘭蓋時（約50mm），應及時加裝分子篩。當設備消聲器處排空時有黑色煙霧并同時氮氣輸出氣也伴有黑色粉塵時，說明吸附塔組分子篩下沉量超出極限，分子篩沸騰

18、，應立即停機，維修壓緊裝置，加裝分子篩至正常位置。O型圈絲杠帽c) 消聲器的維護當設備停機或長期不用時，消聲器上的蓋子要蓋上,防止其它東西進入產(chǎn)生堵塞，避免排空不暢.d) 活性炭罐和過濾器的維護當活性炭罐和過濾器正常使用4-6個月時，活性炭和過濾器濾芯的使用壽命基本到期，其過濾油和水的能力大大降低，應及時進行更換。如果不及時維護，殘留的油和水會污染制氮機的碳分子篩，造成碳分子篩中毒，導致分子篩吸附效率大幅降低，失去活性，給用戶造成重大損失。e) 測氧儀的氧電極是有使用壽命的，一般為1-2年（具體見測氧儀說明書），為保證測量準確，請及時更換。三、 系統(tǒng)操作過程注意事項氮氣供氣閥：作用為調(diào)節(jié)吸附罐

19、產(chǎn)出的氮氣流入氮氣緩沖罐。氮氣回吹閥：均壓流程后有部分成品氮體通過此閥門回流到吸附罐中參與下一個流程的吸附，增強吸附效率。單向閥的作用是控制氣流的方向。此部分供氣閥、回吹閥和單向閥配合使用，即可保證氮氣供出氣量又可調(diào)節(jié)回吹氮氣量，為調(diào)試設備時使用。警 告 ！氮氣不能維持人的生命。氮氣為無色無味的惰性氣體，是一種窒息性氣體。氮氣是無毒的，但大量的氮氣不能取代維持生命所需的氧氣。人在含氮85以上的環(huán)境中短時間內(nèi)即可導致窒息或死亡。操作中要保證工作間通風及足夠的氧含量，絕對避免氮氣直入人的口鼻。氮氣排空口要遠離人員工作區(qū)域！1、 在斷開連接管線或管件進行焊接補漏或裝配之前，要釋放所有管線內(nèi)和容器內(nèi)的

20、壓力，否則會導致嚴重傷害或死亡。2、 氮氣為無色無味無毒無氧氣體，人體直接吸入易造成窒息，排放氮氣時要遠離人的口鼻，直接排入大氣。3、 電源必須符合國家安全操作規(guī)范，必須可靠接地。附錄測氧儀當被測氣體為制氧機等正壓氣源時，被測氣體經(jīng)流量計從儀器進氣口通入氣室，由出氣口經(jīng)一段短膠管排入大氣；對于負壓氣源需用微型氣泵將氣體泵入氣室；測量時需維持氣體流量在300mL/min（毫升/分鐘）左右。對于常壓環(huán)境氣體氧含量測量，只需將儀器置于被測氣體環(huán)境中即可。1. 全自動空氣定標（一鍵定標）準備工作：拔掉氧管，將氣室置換為新鮮空氣，保證氣室中為新鮮空氣，至少10分鐘以上。2. 儀器一般性檢驗首先將氣室通入

21、新鮮空氣，觀察氧含量顯示值是否為20.90%左右，然后用嘴向氣室吹氣，觀察顯示值是否變低（一般顯示值在18%以下），隨后顯示值逐漸恢復為20.90%左右。如果顯示值變動與上述情況相符，儀器屬于正常。3. 傳感器失效檢查 拔掉氧管，將氣室內(nèi)置換為新鮮空氣，既保證氣室中為新鮮空氣，至少10分鐘以上，打開儀器電源開關等待顯示氧含量后，按一下【時間】鍵，顯示傳感器電壓，若顯示電壓低于0.2800V，表明傳感器已經(jīng)失效，請聯(lián)系生產(chǎn)廠家更換傳感器！4. 調(diào)整測氧儀HD-CA參數(shù),設定：a. 按時間鍵可依次顯示傳感器電壓、溫度，最后回到顯示氧含量；b. 按任意鍵可點亮背光4秒鐘；c. 按 鍵可消除報警狀態(tài)下

22、蜂鳴報警聲、再按鍵可恢復報警聲；d. 全自動定標（一鍵定標）。氧電極使用說明技術指標：測量范圍：025% 環(huán)境溫度：040工作壓力：1個大氣壓 氣體流量：50500ML/分1，溫度：氧電極使用環(huán)境溫度和存放環(huán)境溫度，不應低于0。如環(huán)境溫度低于零下溫度，可導致氧電極內(nèi)電解液結冰、膨脹，將氧電極透氣膜擠破，使氧電極無法正常工作，故障現(xiàn)象：21調(diào)節(jié)不下，數(shù)字跳不穩(wěn)定。2，氣流：通過氧電極的氣體流量應在50500ML/分,或者將皮管放入水中，每秒產(chǎn)310個氣泡。注意：不要堵住氣口，以防氧電極內(nèi)薄膜被壓破，故障現(xiàn)象同上。3，擺放位置：KY氧電極應垂直放置，導線一頭在上方，通氣一頭在下方。OX氧電極應水平

23、放置。故障現(xiàn)象：讀數(shù)為零或很小。4，人為：切勿用硬物碰撞薄膜（氧電極頭部）。5，定標：開機穩(wěn)定2分鐘后，氧電極通氣，吸氣球吸氣45次，或逆時針擰開氧電極頭部有機玻璃，取出氣頭，2分鐘后調(diào)到21%。6，溫差：如將氧電極從一環(huán)境中移至另一環(huán)境中。它們溫差在5以上，最好1小時后再標定21%。7，檢定：氧電極通空氣3分鐘后校正21，穩(wěn)定30分鐘后其誤差應小于0.3。21穩(wěn)定后，再通純氮氣，其讀數(shù)應小于0.5。兩項指標合格后，該氧電極正常，有條件可用標氣檢定。注：標氣濕度較低，空氣定標20.6，通標氣5分鐘后計數(shù)誤差小于0.3，標氣氧含量小于0.5，測量誤差小于0.05。氧電極插頭連接方法：棕色為熱敏電

24、阻，橙色為熱敏電阻，2515K。紅色線 陽極-極化電壓0.7V黑色線 陰極-至放大器輸入端21O2 0.9Ma。附錄 金屬流量計安裝前準備1，流量計用塑料袋和紙箱（或木箱）加防震等包裝，開箱后，用戶應按附錄（裝箱單）檢查流量計及有關部件是否齊全、相符。查看流量計在運輸過程中有否損壞。如有不符或運輸中造成損壞，請與我們聯(lián)系。2，儀表為了防止在運輸過程中的損壞，在儀表的指示器中裝有固定指針的橡皮筋，安裝前請打開指示器左蓋，把橡皮筋輕輕取走，不要使指針位置變動。3，取出在運輸中防止浮子振動的阻動件，用手指頂動浮子，使浮子能夠上下移動自由，并觀察指針也能隨之上下擺動。安裝流量計必須垂直安裝，進出口保證

25、有5倍儀表口徑的直管段。對于新安裝的管路，流量計安裝前應該將管道沖洗干凈。為便于檢修、維護、更換流量計及清洗管路。在流量計上游應該安裝閥門，在下游510倍儀表通徑處安裝流量調(diào)節(jié)閥，對于小口徑（DN25以下）儀表上游應安裝磁過濾器及濾網(wǎng)過濾器。使用流量計使用時應緩慢開啟進口閥門至全打開，然后用流量計出口的調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量；流量計停止使用時，應先緩慢關閉流量計出口的流量調(diào)節(jié)閥。使用時應避免被測流體壓力有急驟變化。附錄 開機順序1) 開關機操作步驟1 啟動壓縮機，點擊壓縮機控制面板的上啟動按鈕；（用戶自備）2 啟動冷凍干燥機，點擊冷凍干燥機面板上的啟動按鈕，觀察運行燈是否指示正常；3 調(diào)節(jié)控制氣路的二聯(lián)體減壓閥壓力至0.5Mpa；4 等待空氣儲罐的壓力到達0.8Mpa，打開制氮機入口閥門，啟動制氮機，將制氮機控制面板上的電源旋鈕鈕旋至開位置，觀察電源燈是否指示正?？刂菩o旋至自控位置，觀察自控燈是否指示正常。8.打開制氮撬上自動排空裝置的自動送氣閥門自動供氣閥門：制氮系統(tǒng)根據(jù)實時監(jiān)測的氮氣中的氧含量判斷是否合格，合格送氣，不合格排空手動供氣閥門：制氮系統(tǒng)不根據(jù)實時監(jiān)測