DT系列制氮设备使用说明书.docx
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DT系列制氮设备使用说明书
安全警示
为了保证安全并获得最佳效能，安装、使用产品前，请详细阅读本使用说善保管，以备今后参考；
安全标志控制件的使用维护要求严格按各元器件的说明书执行；
不得联接未经联检的本安电器设备，否则会影响设备的防爆性能;
元件中的本安回路不得擅自更换或接线,以免影响设备防爆性能;
压力容器的使用、维护、定期检验应严格按照《压力容器安全技术监察规程》的相关条款执行；
设备在卸压之前，不得进行任何与压力有关的维修、拆卸工作；
本设备在装卸、移动及安装时，均需使用起吊设备，切勿在管道上受力搬运设备。
执行标准：
Q/WKF·FJ·002-2006
版本号：
1.2
出版日期：
2006年4月
DT-700/8型煤矿用碳分子筛制氮装置
1、概述
DT-X/Y型系列煤矿用碳分子筛制氮装置是采用变压吸附碳分子筛制氮新工艺，为煤矿氮气防灭火而研制的新型氮气源设备。
具有结构合理，操作简单，维护容易，能耗低等优点。
它特别适合于煤层自然发火严重的矿井综采面和综放面氮气防灭火的井下氮源设备，也可作为地面氮源设备使用。
2、适用条件
2.1大气压力：
86～106KPa
2.2环境温度：
2～40℃
2.3相对湿度：
≤80%
2.4使用环境：
含有爆炸危险的气体（甲烷）和煤尘，但无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体及蒸气；煤矿井下主要进风大巷或采区进风巷,通风量不得小于50m3/min,无大量粉尘产生的场合。
3、制氮装置的命名
DT—X/Y
示例:
DT-800/8表示煤矿用碳分子筛制氮装置，氮气产量为800Nm3/h，氮气出口最高压力为8Bar。
4、规格参数
DT-X/Y型系列煤矿用碳分子筛制氮装置各型参数见附表1。
附表1
型号
项目
DT-100
/Y
DT-200
/Y
DT-300
/Y
DT-400
/Y
DT-500
/Y
DT-600
/Y
DT-700
/Y
DT-800
/Y
DT-900
/Y
DT-1000
/Y
产气量（Nm3/h）
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
氮气纯度（%）
≥97
氮气出口压力（Bar）
≤（入口压力-2）
启动时间（min）
≤30min
装机功率（kW）
45
75
90
132
160
185
222
242
264
317
电源电压
380/660±19%或660/1140±19%V
冷却水量（T/H）
2.5
7.5
11
14.5
15.4
19
25.5
28
29
33.5
平板
车数量
4
5
轨距（mm）
600或900
单车最大重量（Kg）
2120
2500
2800
3800
5000
5800
6500
7500
8800
9500
单车最大外形尺寸（mm）
长
2970
3100
3400
3700
3800
4000
4000
4000
4200
4200
宽
1200
1200
1300
1350
1400
1400
1400
1500
1500
1500
高
1650
1700
1800
1900
1950
1950
1950
2000
2000
2000
注1：
以上露点均为常压露点。
注2：
本说明书中压力均为相对压力（表压）。
注3：
本说明书中流量单位“Nm3/h”均是指1个大气压下，20℃时的流量单位。
注4：
装机功率是在设备使用地为0海拔,氮气纯度为97%时的参数。
注5：
DT-200/Y～DT-800/Y原型号为JXZD-200～JXZD-800。
注6：
单车最大重量和单车最大外形尺寸均为纯度为97%时的对应值。
5、设备构成
本制氮装置为组合式结构，主要由气源车、净化车、制氮车和缓冲车四个单元组成。
5.1气源车
选用隔爆兼本安型矿用无油或微油螺杆空压机（已安装在矿车底盘上）。
5.2净化车
主要由除油净化器、精过滤器、超精过滤器、活性炭过滤器、除油器、矿用隔爆型电控箱、工具箱等组成，通过配管将其组装在槽钢底盘上。
5.3制氮车
主要由四只卧式吸附塔（内装满进口碳分子筛，并在其吸附器的顶部各设置两条气囊）、消声器及其10只ZSGP管道式气动阀和10只矿用浇封型电磁阀组成，通过配管将其组装在槽钢底盘上。
5.4缓冲车
主要由氮气缓冲罐、粉尘过滤器、减压阀、流量计（金属管浮子或玻璃转子）、甲烷氧气两参数测定器、节流阀等通过配管将其组装在槽钢底盘上。
5.5本机型制氮装置外形尺寸图见附图1。
6、工艺流程简介
本机型制氮装置工艺流程图见附图2。
6.1气源车
空气经螺杆空压机压缩后输出，为制氮装置提供原料气。
6.2净化车
空压机提供的压缩空气主流气首先进入除油净化器除去大部份水和油，残余含油量小于1PPm,再经精过滤器，滤除直径大于1μm的固体颗粒和水滴及油滴，残余含油量小于0.1PPm,然后经超精过滤器和活性炭过滤器过滤处理，残余含油量可达0.01PPm,接着进入活性炭除油器，通过除油器内的活性炭除去压缩空气中的残余油分，残余含油量可达0.003PPm。
经过这几个环节，得到洁净的压缩空气。
6.3制氮车
洁净的压缩空气进入制氮系统，分为三路：
第一路经节流阀LV1进入氧氮分离系统；第二路经球阀BV10，气源三联件（QL-1、TV1、L-1）输入气体，为矿用浇封型电磁阀DV1-DV10控制管道式气动阀QV1-QV10的开和关提供动力源。
第三路经球阀BV9、空气过滤器QL-2、针形阀LV2～LV9和单向阀ZV1～ZV8进入吸附塔内的气囊充气压紧碳分子筛，防止碳分子筛下沉而引起沟流现象和碳分子筛粉化现象的发生，确保整制氮装置正常工作。
氧氮分离系统由两组吸附塔（A1-A2组和B1-B2组）、管道气动阀QV1-QV10、节流阀、单向阀、消声器等组成。
经过节流阀LV1的压缩空气，通过管道气动阀QV1（或QV2）的开启，以一定的压力和时间间隔，交替进入两组吸附塔，其中直径较小的氧分子优先被碳分子筛吸附，直径较大的氮分子则经吸附塔流出，然后经管道气动阀QV9（或QV10）输出。
当A1-A2组吸附塔处于进气吸附产氮过程时，B1-B2组吸附塔则处于排气解吸再生过程。
所谓排气解吸再生过程，就是通过管道气动阀QV5、QV7（或QV4、QV6）的开启，将碳分子筛所吸附的氧通过消声器排入大气中，使碳分子筛卸压获得再生。
同时A1-A2组（或B1-B2组）吸附塔所产生的氮气中一部分通过针形阀LV10和单向阀ZV9（或ZV10）流入正在解吸的B1-B2组（或A1-A2组）吸附塔内，起回流冲洗作用，以提高碳分子筛的吸附效果。
为了提高氮气回收率，在吸附和解吸过程之间有一个短时间的均压过程，即通过开启管道气动阀QV3、QV8使二组吸附塔压力均衡。
制氮车的吸附—均压—解吸过程，循环周期约为2分钟，全过程由S7-224可编程序控制器按设定的程序自动控制。
6.4缓冲车
制氮车输出的氮气经节流阀LV11进入氮气缓冲罐内，然后经过滤器QL－3滤除粉尘，由调压阀TV2将压力调节到所需压力并通过节流阀LV13调节输出流量，同时通过针形阀LV12输出一小部分氮气供甲烷氧气两参数测定器进行氧含量检测。
7、电气控制（本机型制氮装置电气原理图见附图3）
本制氮装置所用电气设备由KXB0.5/660矿用隔爆型电控箱、CZ4/25（A）甲烷氧气两参数测定器（以下简称氧测定器）、DGG20/127（Y）防爆荧光灯等组成。
7.1KXB0.5/660矿用隔爆型电控箱
本矿用隔爆型电控箱为S7-224可编程序控制器和矿用浇封型电磁阀供电。
通过S7-224可编程序控制器，控制二位五通矿用浇封型电磁阀DV1～DV10按设定程序工作，从而使管道式气动阀QV1～QV10作关闭或开启动作，使两组吸附塔轮流工作或再生，输出氮气。
详见KXB0.5/660矿用隔爆型电控箱使用说明书。
7.2CZ4/25（A）甲烷氧气两参数测定器
CZ4/25（A）甲烷氧气两参数测定器为便携式仪表，主要用于对输出的氮气进行氧含量检测，详见CZ4/25（A）甲烷氧气两参数测定器使用说明书。
7.3DF10-0.6矿用浇封型电磁阀
切换气路，实现气动阀的开或关。
矿用浇封型电磁阀的使用和维护详见矿用浇封型电磁阀使用说明书。
8、安装及仪表设定
8.1地面安装
本机型制氮装置各部分已安装在矿车底盘上。
若用户专门为制氮装置制作矿车底盘，则本制氮装置的净化车、制氮车、缓冲车三部分的槽钢底盘上有预设的安装孔，用相适应的螺栓、螺母、垫圈和弹簧垫圈与矿车底盘相连接即可，要求安装牢固可靠。
若用户用已有载重合适的矿车底盘，则应分别将上述三部分吊放在矿车底盘上，然后将设备的底盘焊接在矿车上。
8.2井下安装
8.2.1制氮装置下井时，务必注意单车的前后顺序，并将各车连接口用法兰盖密封，避免空气中的水分或粉尘进入管道内对碳分子筛造成影响。
8.2.2各车下井后，用金属软管，密封垫片、螺栓、螺母等连接，并应确保无泄漏。
8.2.3各车应按 气源车－净化车－制氮车－缓冲车 的顺序布置。
巷道通风风向
8.2.4按KXB0.5/660矿用隔爆型电控箱说明书的要求与矿用浇封型电磁阀对应接线，最后进行检查，确保正确无误。
8.2.5按空压机说明书，检查空压机是否正常，确保正常工作。
8.2.6通电。
8.3仪表设定
8.3.1仪表设定值
序号
调节内容
仪表名称
仪表代号
设定值
1
气源压力
P1
0.8MPa
2
吸附压力
P9、P14
0.7～0.8MPa
3
仪表气压力
调压阀TV1
P6
0.3～0.5MPa
4
产品气出口压力
调压阀TV2
P18
0.6MPa
5
气囊压力
P7-8、10-11、12-13、15-16
≥0.7MPa
8.3.2气源压力
螺杆空压机油气分离器上的安全阀，当压力超过0.85MPa时便自动卸压。
8.3.3操作指标
序号
操作内容
仪表名称
仪表代号
指标
1
吸附压力
压力表
P9、P14
0.7～0.8MPa
2
产品气流量
流量计
FL
700Nm3/h
3
产品气取样流量
手感
LV12
3～5L/h
4
产品气出口压力
压力表
P18
0.6MPa
9、操作（详见附录Ⅱ--操作规程）
10、维护与保养
为了制氮装置能平稳运行，并尽可能延长设备的正常使用期限，对制氮装置应加强维护与保养，进行日常检查和周期检查，发现问题，及时处理。
10.1日常检查
对下列项目，在正常情况下，每天至少检查一次，并按下表的要求检查，检查情况和处理结果做好记录。
序号
设备名称
代号
检查内容
1
产品流量
FL
流量是否符合要求
2
调压阀
TV1、TV2
压力表P6、P18
3
管道气动阀
QV1～QV10
应符合预定动作程序
（见管道气动阀动作时序表）
4
氧测定器
CZ4/25（A）
按说明书
5
油雾器
L-1
油杯是否有足够油面
6
除油净化器
Pd1
如果压差过大，检查滤
芯是否需要清洗或更换
7
精过滤器
P2－P3
8
超精过滤器
P3－P4
9
活性炭过滤器
P4－P5
10
空压机
MLG-30.4/8-185G
按说明书，出气温度，油面等
11
吸附塔吸附压力
P9、P14
压力是否符合要求
12
气囊压力
P7-8、10-11、12-13、15-16
每记录一次，需检查气囊压力
（吸附塔再生时）是否符合设定值。
10.2周期检查
以下设备、仪表的周期检查项目和时间见下表，具体尚需随环境条件和操作情况而定。
按设备所随机附带的各附件说明书，详细检查。
序号
设备名称
代号/型号
周期
内容
1
空压机
MLGF-20/8-132G
半年
按说明书
２
矿用隔爆型电控箱
KXB0.5/660
按说明书
３
管道气动阀
QV1～QV10
九个月
按说明书
4
调压阀
TV1、TV2
一年
膜片
5
矿用浇封型电磁阀
DV1～DV10
半年
操作状态
6
过滤器
半年
清洗或更换滤芯
7
除油器
半年
更换或再生活性炭
8
油雾器
L-1
半月
加润滑油
9
压力表
一个季度
校正
10
气囊
下井前
试压检漏
11
流量计
LZZH-50
按说明书
12
氧测定器
CZ4/25（A）
半月
校验
11、故障排除
11.1产品气压力下降
序号
原因
排除
1
TV2未调整好
调节TV2，使P18达到设定值
2
气源压力偏低
空压机故障，检查按说明书排除空压机故障。
3
除油净化器、精过滤器、超精过滤器、活性炭过滤器、除油器压差过大
清洗或更换过滤元件
4
氮气输出超过范围
使用氮气量超出制氮能力范围，调节LV13使输出氮气在额定范围内。
11.2产品氮气纯度降低
序号
原因
排除
1
氧测定器失灵
按说明书
2
氮气流量超出范围
调节LV13使流量在额定范围内。
3
吸附压力低
①空压机故障，检查按说明书排除空压机故障。
②除油净化器、精过滤器、超精过滤器、活性炭过滤器、除油器压差过大，清洗或更换相关元件。
4
管道气动阀动作失常
对照管道气动阀操作时序，检查PLC输出信号及矿用浇封型电磁阀的动作是否正常。
5
管道气动阀漏气
按说明书检修，更换密封圈。
6
气囊破损
重新更换
11.3电气故障
按各电气设备说明书排除。
11.4空压机排气温度
空压机排气温度超温请按空压机说明书排除。
12、正常运行时管道气动阀动作时序表
名称
代号
时间（秒）
0～2
2～4
4～59
59～60
60～62
62～64
64～119
119～120
进气阀
QV1
B
K
K
K
B
B
B
B
QV2
B
B
B
B
B
K
K
K
放空阀
QV4
B
B
B
B
B
K
K
B
QV5
B
K
K
B
B
B
B
B
QV6
B
B
B
B
B
K
B
B
QV7
B
K
B
B
B
B
B
B
均压阀
QV3
K
B
B
B
K
B
B
B
QV8
K
B
B
B
K
B
B
B
出气阀
QV9
B
K
K
K
B
B
B
B
QV10
B
B
B
B
B
K
K
K
注：
1、气动阀序号参考附图2；
2、“K”表示阀门“开”，“B”表示阀门“关”；
3、放空阀QV6、QV7的开启时间长短可以调整。
13、注意事项
13.1设备的起吊
用户在对本制氮装置的各单元进行起吊时，必须采用起吊能力大于单台最大质量的起吊设备进行装车或卸车，起吊时，严禁在起重物下站人。
13.2计量仪表的定期校验
本制氮装置所配的CZ4/25（A）氧测定器、流量计、压力表、安全阀、压力容器等在超过规定的使用期限时，应由当地计量部门或送回制造厂家进行校验，严禁超期使用。
13.3压力容器
除油净化器、过滤器、除油器、吸附塔、缓冲罐均属第三类压力容器，应根据国家有关规定，定期加以检查。
并接受当地锅检所的监督检查。
13.4电器元件
电器元件的使用、维护应严格按各元件的使用说明书执行。
13.5定期试车
当长时间不用时，应每月试车一次，确保设备能正常运行，以免应急时设备无法使。
附录Ⅰ
过滤器使用说明书
1、概述
过滤器是压缩空气等各种流体干燥和净化的必备元件。
瑞气牌过滤器采用90年代国内外最新型滤芯，具有流通面积大、压力损失小、过滤精度高等特点。
极大的满足了各种气体过滤的要求。
2、型号规格及外形尺寸
MV型—管道过滤器
MA型—精过滤器
MB型—超精过滤器,粉尘过滤器
MC型—活性炭过滤器
MD型—除菌过滤器
1、头座2、滤体3、O形圈
4、O形圈5、滤芯6、铭牌
7、拉杆8、螺母9弹簧垫
10、平垫11、密封垫片12、堵头
型号
流量
Nm3/min
A
H1
mm
L
mm
H
mm
滤芯代号
MV
MA
MB
MC
MD
M-0025
1.5
G3/4
206
89
232
V-0025
A-0025
B-0025
C-0025
D-0025
M-0060
3.6
G1
255
120
296
V-0060
A-0060
B-0060
C-0060
D-0060
M-0080
4.8
G11/2
355
120
396
V-0080
A-0080
B-0080
C-0080
D-0080
M-0101
6.1
G11/2
355
120
396
V-0101
A-0101
B-0101
C-0101
D-0101
M-0145
8.7
G11/2
355
120
396
V-0145
A-0145
B-0145
C-0145
D-0145
M-0200
12
G2
412
160
463
V-0200
A-0200
B-0200
C-0200
D-0200
M-0266
16
G2
612
160
663
V-0266
A-0266
B-0266
C-0266
D-0266
M-0333
20
G2
812
160
863
V-0333
A-0333
B-0333
C-0333
D-0333
M-0400
24
G21/2
635
216
700
V-0400
A-0400
B-0400
C-0400
D-0400
M-0533
32
G3
735
216
800
V-0533
A-0533
B-0533
C-0533
D-0533
M-0666
40
G3
835
216
900
V-0666
A-0666
B-0666
C-0666
D-0666
注：
RICH牌空气净化组件中三级过滤器（粗、精、超精）所配滤芯依次为MV、MA、MB
RICH牌后净化装置中二级过滤器（活性炭、除菌）所配滤芯依次为MC、MD
3、技术参数
型号
压力损失（Mpa）
过滤精度（μm）
环境温度（℃）
使用寿命
MV
≤0.01
>2
<80
6个月
MA
≤0.01
>1
<80
12个月
MB
≤0.012
>0.01
<120
18个月
MC
≤0.02
对油过滤≤0.003PPM
<80
1000小时
MD
≤0.02
>0.01
<200
100次
4、安装与配管
4.1过滤器安装时必须和地面呈垂直方向安装。
4.2过滤器采用英制管螺纹接口，连接时按箭头认清进出口方向；本套设备过滤器采用容器式，内装三只滤芯，采用法兰连接，连接时认清进出口方向。
4.3过滤器可根据使用要求安装手动排污装置或自动排污装置，手动排污必须定期及时排放；本套设备过滤器安装了手动排污装置和自动排污装置，如果自动排污阀发生故障时，且不能停机检修时，应隔一小时手动排污一次。
4.4当用于粉尘过滤时，底部螺纹接口可用堵头密封。
4.5过滤器顶部可安装压差表，显示过滤器进出口的压差。
不配压差表时可用盖板密封；本套设备过滤器采用进出口安装压力表来显示压差。
5、维护保养
5.1刚开机时，应缓慢开启进气阀门，以防击穿滤芯。
5.2请按滤芯正常使用寿命及时更换。
5.3更换滤芯时应将系统内的压力降为零，用专用扳手拧开螺母卸下下体，即可更换；本套设备过滤器更换滤芯时应将系统内的压力降为零，然后卸下过滤器盖，即可更换。
16
5.4当发现压差表的指针指向红色区域时，应及时用洁净的压缩空气或氮气回吹，或更换滤芯。
附录Ⅱ
9
10
气囊使用、维护说明书
1、概述
气囊是制氮装置的关键部件。
它的作用是：
气囊在原始状态下占用吸附塔的最少空间，而在充压状态下，一旦分子筛发生下沉，气囊能在瞬间发生体积变化，填充分子筛下沉所形成的空间，从而始终保证分子筛处于压紧状态。
解决了因分子筛下沉而引起的沟流现象，确保制氮装置氮气产量与纯度的稳定性。
每只吸附塔内装有两条气囊，各自单独进气。
2、组成
气囊由高压带、管夹、堵头及气嘴等组成。
3、单条气囊技术指标
项目
型号
设计压力
试验压力
最大
充气体积
最大
补充分子筛
DT-100.QN
1.6MPa
2.0MPa
6L
4Kg
DT-200.QN
8L
5.5Kg
DT-300.QN
10L
6.8Kg
DT-400.QN
11L
7.5Kg
DT-500.QN
14L
9.5Kg
DT-600.QN
16L
11Kg
DT-700.QN
16L
11Kg
DT-800.QN
16L
11Kg
DT-900.QN
16L
11Kg
DT-1000.QN
16L
11Kg
4、使用
1、气囊在制氮装置出厂时，已安装在吸附塔内，并与针形阀、单向阀、压力表、充气管路等相接。
2、空压机起动后，待净化车压力升到0.7～0.8MPa时，打开球阀BV9向吸附塔内的各个气囊充气，严禁先开启制氮装置后向气囊充气。
3、在制氮装置运行期间，每30min记录一次吸附塔吸附时和再生时各气囊的压力（压力表P7-8、10-11、12-13、15-16）。
当吸附塔处于吸附产氮时，气囊的压力将上升；吸附塔处于解吸再生时，气囊的压力将降低,均属正常情况。
5、维护与检修
1、每次下井前，应对气囊进行气密性检查，气囊保压30分钟压力下降不大于0.025MPa属正常。
2、制氮车在下井和上井时，吸附塔顶上的卡套接头严禁与其它任何物体发生碰撞，以免损坏接头，影响气囊的气密性，造成气囊漏气。
3、制氮装置在运行中，发现气囊压力明显下降，应对卡套接头、针形阀、单向阀等处的接头进行检漏，并进行处理。
4、制氮装置在运行中，发现气囊压力下降很快，应对气囊的各接头进行检漏，若正常则可能是气囊已损坏存在漏气现象，如该气囊所在的吸附塔的另一条还正常，只需将气囊的进气针形阀关闭即可。
在产氮量与纯度下降的情况下，应更换气囊和添加分子筛。
5、测定气囊膨胀体积的方法是：
用已知容积的高压氮气瓶，向气囊充到0.7或0.
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