MZD膜制氮车说明书.docx

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MZD膜制氮车说明书

为了使膜分离制氮系统获得较高的利用价值同时获得较长的使用寿命，NEWCEN确定本公司的膜分

离制氮系统基本操作特性为：

压缩空气进膜组压力：

10barg---13barg

压缩空气进膜组温度：

5℃---45℃

3．中空纤维膜制氮系统工程配置的一般要求

保证纯净、干燥的压缩空气是中空纤维膜制氮系统正常使用的前提条件。

为达到膜分离制氮系统能够正常地运行，必要的工程配置是必须的。

（附图为系统配置简图）本部分描述的是工程配置典型结构，对于（使用）工艺有不同要求的情况需进行全部或部分的选配。

膜分离制氮系统的配置一般包括：

空气压缩机、空气缓冲罐、冷冻式干燥机、膜分离制氮机、氮气储罐、其他相关设备。

3.1压缩空气源

膜分离制氮系统尽量采用独立的气源即空压机，也可利用已有的空压站提供压缩空气，但必须要保证供给制氮系统足够的气量和相对恒定的输入压力。

若气源的使用点较多的话，就必须对系统进气压力进行控制，以保证正常平稳的运行。

保证稳定的进气压力是制氮系统正常工作的必备条件。

我们一般向用户推荐的空气压缩机是具有世界先进水平的，运转可靠、维护简单、维修周期长、低噪音运转的喷油螺杆式空气压缩机。

用户也可根据自己实力、需求，选配往复式空气压缩机。

若用户自备空气源进气压力低，会导致相应低的氮气产量，所以自备空气源的进气压力应稳定和达到一定要求，以满足预定的膜空分制氮系统设计性能。

3.2空气缓冲罐

主要功能是作为压缩空气的缓冲器，起稳定和贮存作用，除此外还可收集和排除进入压缩空气源的大部分油水冷凝液。

贮气罐装有压力表、安全阀和冷凝液排放管路。

3.3冷冻式干燥机

制氮系统前端加装冷却器或冷冻式干燥机，使进入制氮系统的压缩空气干燥，对保证制氮设备正常的使用寿命是十分关键的.冷冻式压缩空气干燥机是根据冷冻除湿原理，压缩空气在冷冻器中和致冷剂进行热交换，空气中的水分冷却后再次发生冷凝，从而将其中所含的大量水蒸气、油雾冷凝成液滴，由自动排水器排出。

经此处理后的压缩空气，其干燥度可达常压露点-23℃（压力露点可达1.6℃）。

3.4中空纤维膜分离制氮系统主机

主机按产气量大小不同配置不同型号的膜组。

附图为中空纤维膜制氮主机流程图。

本节是对膜分离制氮系统主机运作部件的解释。

A．油水分离器—F1

当含有大量油和水固体杂质的压缩空气进入分离器后，高效除去99%的水份，并除去锈迹等管道碎屑,阻力小，使油水从汽流中析出并沿壁向下流到油水分离器底部，自动排污。

B．高效通用保护过滤器—F2

高效通用保护过滤器（F2），装有滤除1μm和更大的固态与液态颗粒的过滤芯，主要是去除进气中存在的0.5PPm以上的残留油，其中包括聚结的水、油，使得经处理后的气体残留油含量小于0.5ppm。

定期更换滤芯是保证过滤器正常工作、确保膜组使用寿命所必须的,更换时间一般为3000--4000小时。

C．活性炭过滤器—F3

活性炭过滤器内装填有活性炭，其作用主要是滤除压缩空气中残留的微量油蒸汽，F3过滤器下部排放口不应有液体排除，如出现，将是前置处理部件的失效或故障。

定期更换滤芯是保证过滤器正常工作、确保膜组使用寿命所必须的,更换时间一般为5000--6000小时。

D．高效除油过滤器—F4

高效除油过滤器装有0.01μm过滤芯，用于清除进气源中剩余的全部悬浮颗粒物质（锈蚀，碳粉尘等），类似聚结过滤器一样的功能，是进入膜分离体的最后一次过滤。

高效除油过滤器装有冷凝排放管路，包含有滤芯及排放阀。

F4在使用中不应有液体排放，如出现，将是前置处理部件的失效或故障。

定期更换滤芯是保证过滤器正常工作、确保膜组使用寿命所必须的,更换时间一般为3000--4000小时。

E．过程加热器—HT

过程加热器（HT）是由温控仪和管状加热器组成，通过它将进气流加热，恒定在预设的温度（15—45℃）范围内,从而使膜分离系统具有最佳的工况。

加热器控制来自膜分离系统主电源板的控制。

F．膜组M

膜组是将每根细小的中空纤维集合在一起，卷成一密度高且表面积大的纤维束。

在纤维束的两头用环氧聚合物固定住，以分隔膜组的高压及低压带。

G．纯度调节阀

每个系统都设有一个纯度控制阀以根据用户的不同需求调节纯度，一般来说随着纯度的提高氮气的流量会相应的减少。

顺时针旋转纯度提高，逆时针旋转纯度减小。

H．氧分析仪（CE）

氧分析仪（氧电池）位于膜分离系统控制柜中，连续监测产品氮气的氧含量。

操作期间，从产品集气管中取出的试样气体，流过分析仪检测池（标准干燥空气中含氧20.9%），由此产生一个与氧浓度成比例的信号。

控制器监测产品试样纯度，通过纯度调节阀，以控制氮气纯度。

氧电池使用寿命一般为1.5年左右，如果设备闲置则氧电池寿命会缩短。

I．截止阀和排空阀

这些阀门都是为控制氮气生产而设置。

在启动时或万一出现故障状态，氮气不能达到设定要求时，截止阀将关闭，排空阀打开，以防不纯气体进入用气管道。

这些阀的开、闭对于防止不纯气体进入用气管道是至关重要的。

4．技术特性：

4.1技术参数：

4.1.1膜分离制氮机：

a.型号：

NC—3120

b.功率：

3.6KW

c.纯度：

99.5%

d.温度：

15～45℃可调

e.压力：

输入11-12bar；输出4～8bar，取决于用气负荷

f.制氮能力：

99.5%时40Nm3/h

4.2系统指标

最大运行压力：

13barg最大运行温度：

45℃

最大环境温度：

40℃所需标准电源：

380V/50Hz

标准纯度范围：

95.0%~99.9%

注意：

为能产生高于标准的氮气，系统必须达到正常的压力和温度。

经过一段较长的关机时间，分离器

必须回到正常的温度；重新启动投入正常运行时间的多少，取决于加热温度、纯度和周围环境的温度。

膜制氮机部分见下表

温度

纯度

电流

达到设定温度红色指示灯熄灭，严重超温强制切断加热主回路；过程控制方式

PID，设定范围15～45℃。

达到设定纯度绿色指示灯亮，产品氮气电磁阀导通；低于设定纯度红色指示灯亮，

排放不合格氮气电磁阀导通；，设定范围90～99.9%。

当出现过流或短路故障时，熔断器断开，空开自动跳闸。

4.3环境条件：

a.环境温度：

5~35℃，存贮期间≥5℃；

b.相对湿度：

≤80%，湿度较高时，空压机的效率将有所下降；

c.海拔高度：

≤2500m，海拔高度较高时，空压机效率有所下降；

d.环境要求：

室内使用，具有良好的通风，具备平整的混凝土坪地，无明显的粉尘、

易燃性烟雾或蒸汽、腐蚀性气体；

氮气站设计为地面室内固定使用！

5．中空纤维膜制氮主机控制系统

5.1中空纤维膜制氮主机控制系统由采样检测、纯度控制、温度控制及系统保护等环节组成。

本节列出对纯

度、温度控制器的设定、调整和使用。

通过产品气采样检测支路，由氧电池在线随机检测气体含氧量并通过氧分析仪显示当时气体含氧量（即

反馈产品气纯度）通过调节纯度控制阀使得膜组获得合理的压差而调节气体的纯度。

该系统设计有气体达标

自动排放的切换支路，将所需产品气纯度设定，即设定排放切换点，当由纯度控制阀调节达到设定纯度，即

含氧量低于设定排放点时，气体通过合格产气支路输入使用点；而当含氧量高于设定排放点时，即产品气达

不到设定纯度时，排放支路自动打开，将超标不合格氮气排空,同时在仪表面板上显示报警状态。

该系统中

温度控制是为保护膜组及提高氮气产量而设置的。

中空纤维膜膜组需要在一定的温度下工作,方具有适宜的产气率，因此在进气管路中设有能自动控温的

空气电加热器。

温度控制由Pt-100热电阻来检测，温度控制输出是按PID进行自动调节。

因为温度过高会

损坏膜组，所以还要对膜组进行保护，过程主要是控制电加热器。

保护装置由热敏保护开关及入口压力开关

两部分组成，当温度由于初次升温的热惯性（或失控事故）而上升超过60℃（上上限）时，过热保护开关将

强制自动切断加热器控制系统的电源，阻止温度继续上升。

系统中为了避免在没有气流的情况下加热，设定

了气压达到0.2MPa以上时压力开关闭合，加热系统工作。

这样可以保护加热器不至在通电源而未输送空气

的情况下干烧。

5.2控制器的使用方法

5.2.1控制系统

系统电源为220V交流电。

当控制柜有电，且主回路开关QF处于ON状态时，电源指示灯L1亮，表示系

统处于待机状态。

5.2.2系统启动

顺时针旋转控制面板的开关，系统电源接通，系统开始启动，温控仪T1和纯度仪T2分别显示“……”

与“……”，系统自检，3秒钟后，显示当前状态值，系统开始工作。

5.2.3系统参数设定

在系统工作过程中，有些参数要根据现场使用情况来设定。

制氮设备出厂前已经根据实际情况设定完毕，

无需更改。

5.2.4.1温度值设定

a.温度值设定：

按温度仪T1“”键，使设定值一栏显示“SP”，然后直接按温度仪T1“△”或

“”键，使设定值一栏中显示为工作中所要控制的温度。

本系统规定温度最高设为50℃。

温度仪T1正视图

5.2.3.2纯度值设定

a.按纯度仪“”键，使设定值一栏显示“SP”，然后按纯度仪的“△”或“”键，使设定值

一栏中显示为工作所要控制的纯度值。

b.硬件配置模式的选择：

同时按住“参数键”和“递增键”进入选择模式，进入选择模式后按“递增

键”和“递减键”选择所需要的模式“Conf”。

再按“参数键”进入，用“递增键”和“递减键”设置密

码20，再按“参数键”确认即进入硬件配置模式。

进入硬件模式配置后，按“参数键”选择“rul”用“递

增键”和“递减键”修改所需要的参数，修改完毕后按“自动/手动”键确认。

同时按住“参数键”和“递

增键”进入选择“操作模式”“optr”，然后按“参数键”即返回操作模式。

纯度仪T2正视图

5.2.4氧电池校正

本系统采用氧电池传感器测量氮气中氧气的含量，因长时间的使用，氧电池的线性电

压可能发生变化，所测值可能与实际值有所偏差，故需定期进行氧电池校正。

5.2.4.1将氧电池带电从氧电池盒里拿出并暴露在大气中，观察T2测氧表变化，待5分钟

之后，T2测氧表显示值稳定后，确定显示值与空气中氧含量（20.9%）的偏差,方法如下：

a、如果测量值为25.43，则25.43-20.9=4.53

那么偏差等于4.53

b、如果测量值为18.97，则18.97-20.9=-1.93

那么偏差等于-1.93

5.2.4.2如果偏差小于±2.10或大于±2.10，那么就需做偏差校正，方法同5.2.3.2.b。

综上所述，将校正中的测量值减去“rul”的当前值，即仪表的偏差值。

校正完后将氧电池带电放入盒中。

5.2.4.3控制系统中各元件状态

a、空气温度仪T1：

上栏显示空气温度实测值，下栏显示设定值，控制方式为PID脉冲；

b、氮气纯度仪T2：

上栏显示系统中氧含量的百分比，下栏显示排空设定值。

当测量值＞设定值时，不

合格氮气排空；

c、电源指示灯L1：

当控制柜有电，且主开关QF处于ON时，此灯亮；

d、加热指示灯L4：

当加热器加热时，空气压力＞0.2Mpa、且温度低于60℃时，此灯亮，

e、氮气指示灯L3：

当系统生产合格氮气时此灯亮；

f、排空指示灯L2：

当不合格氮气排空时此灯亮；

g、进气压力表PI1：

指示系统供气端压力。

h、产气压力表PI2:

指示系统产气端压力。

i、采样流量计FI：

指示系统采样气流量，一般设定为1.0～1.5之间；

j、采样调节阀V1：

调节采样气压力；

k、电源开关K1：

控制制氮机通断，顺时针旋转为ON，逆时针旋转为OFF。

5.3保护部分

温度保护主要是对加热器进行保护，因为温度过高会损坏膜组。

其组成是由过热保护开关及入口压力

开关两部分，当温度由于失控而上升到60℃左右时,过热保护开关将自动切断控制系统的电源,阻止温度继

续上升。

系统中为了避免在没有气流的情况下加热，设定了气压达0.2Mpa以上时压力开关闭合，加热系统

工作。

这样可以保护加热器不至在通电源而未输送空气的情况下空烧。

特别指出：

系统内部参数设定应该由专业技术人员修改。

6.中空纤维膜制氮系统的安装

6.1基本要求：

下面列出的是操作制氮系统需要提供的项目：

a．清洁、干燥的压缩空气

b．220V或380V交流电源

6.2系统的安装

氮气系统应置于移动机会最小的位置，放在水平表面上，最好用M14的膨胀螺栓把装置固定到地板上，

以防移动。

要避免把装置放到受温差影响大的地方。

装置还应位于通风良好的区域，如果装置处于房间内或

有限的区域内，则必须将富氧放空气体和不合格的氮气用管路排至室外。

电源线应通过电源入口引入到装置，电源线的连接器位于电源控制板上，核对所有电缆接头，以保证

正确连接。

把氮气产品管线、压缩空气管线、氧放空管线（要使用聚四氟乙烯或类似产品）连接至装置的对应接

口上。

所有阀门应易于操作，以便在紧急时停止向装置输入压缩空气。

给装置接通电源，然后向装置输入压缩空气，检查是否漏气。

如果怀疑漏气，使用肥皂，涂在管接口

上，有肥皂泡出现的地方说明漏气。

（本系统内已检查，达到可靠连接）。

警告：

在维修、断开管线或更换过滤器之前，要放掉所有管线和容器的压力，卸荷至表压为零，否则可

能导致严重伤害或死亡。

6.3常规的安装方式

由于每一套系统的配置都是不尽相同的，所以系统的安装也各有所异，但是，常规的安装方式是应该遵

循的。

所有管路最好采用硬连接方式（螺纹连接或焊接），应由专业人员施工，以免发生泄漏现象。

6.3.1在空压机出口处加装进气量调节阀F1

每套系统的配置都是根据膜制氮主机的运行要求，即所需产品气体的纯度和流量来制订的。

所得到的

产品气的纯度和流量不同，那么系统所应提供的空气气量亦有所不同，这些都是经过计算确定的。

系统所配

置的空气源的气量要满足系统所需气量的要求，一般要大一些。

所以在安装时要使得空气进入系统的量可以

调节，这样在安装时需装备空压机出口处的进气量调节阀。

同时此阀用来随时检查空压机排气质量。

安装进气量调节阀要遵照高位取气的原则，如图所示。

F1

当空压机有后置缓冲罐的时候，此F1阀即等同于缓冲罐出口控制阀。

6.3.2制氮主机的排放支路

制氮主机的排放支路除产品气出口外，还有超标氮气排放口、渗透气体排放口和过滤器下部水排放口。

一般来讲，水排放口因是间断少量排放可不作处理：

超标氮气排放口和渗透气体排放口必须引至适宜安全的

环境，不可加背压。

6.3.3系统中配置的各气罐特别是储气罐连入系统前，以压缩空气进行吹扫。

6.3.4各设备安装布局既要考虑现场情况又要兼顾维护方便。

空压机尽可能远一点，单独安装。

同时需良好

的通风散热和隔音，其他设备间隙应留有足够的维修空间。

7.开机和关机步骤

（此项内容由于各系统配置不同操作会略有不同，此处只用一个一般配置加以说明，以现场调试人员

现场指导为准，并且必须在单机测试和气密实验完成后方可操作。

）

警告：

开机前，一定要详细阅读各设备的使用说明书等全部技术文件。

否则将极有可能造成人身伤害和

设备损坏。

NEWCEN的制氮机均需由NEWCEN的专业调试人员进行指导安装和调试，操作系统人员必须经过纽森公

司进行严格培训。

制氮系统配套设备如空压机、冷干机、增压机的规格和品牌不尽相同，下面列出制氮主机的开关机顺

序。

针对每一套系统，NEWCEN服务人员将提出严格的操作程序。

7.1开机步骤：

1.按照系统图所示依次将所示阀门开关到位、检查各阀门的状态是否正确。

2.系统通电；

3.开启制氮主机（顺时针旋转电源开关，此时控制参数已设定完毕）；

4.开启冷冻干燥机并工作3—5分钟；

5.开启空压机，缓慢开启空压机出口的进气量调节阀，逐渐对系统加压至0.4—0.6Mpa；

6.观察各控制仪表是否正常，管路是否通畅，出口是否有气流，制氮主机取样检测支路设定是否准确；

7.继续对系统加压至工作压力（1.2Mpa），观察各控制仪表是否正常；

8.观察采样流量计，并调整减压阀和微调钮，使流量计指示于1.0~1.5左右；

9.当控制仪显示稳定后,调整纯度控制针阀达到所需纯度值。

具体按如下步骤调节：

当控制仪显示值

高于设定值时顺时针调节纯度控制针阀，当控制仪显示值低于设定值时逆时针调节纯度控制针阀。

10.调节时纯度控制针阀在调节过程中一定要缓慢微量的调节，且调整一下后，等待4～5分钟，待控

制仪数值稳定后再调节，直到控制仪PV一栏数值达到SV一栏设定要求。

11.氮气纯度达到设定值后，系统自动将合格氮气打入氮气储罐。

12.在温度和供气压力稳定后，继续调整纯度控制阀，在合格纯度下，达到最大产气量。

13.当设备正常工作之后，检查空压机排污阀排水是否正常；冷干机排污阀排水是否正常；制氮机过滤

器排污是否正常。

14.系统稳定后，操作者应定期记录压力表指示、温度、含氮量读数，以备将来故障排除时参阅。

15.设备上装有系统运行时间累计显示器，要定期检查，严格根据制氮设备维护程序更换过滤器和测氧

元件。

7.2关机步骤：

1.将制氮机温度设定到0℃，待温度表显示值低于35℃时关闭空压机。

2.关闭冷干机电源。

3.关闭氮气系统电源，将K1电源开关处于OFF状态。

注意：

在纯度调整的过程当中,都需要以稳定的进气量来保证膜系统的工作压力。

否则系统难以进入稳定

工作状态。

7.3故障紧急停车步骤

1.关闭制氮机电源。

2.关闭进入制氮机前压缩空气阀门。

3.打开空气罐排污阀放空。

8.系统维护

本系统的设计为无人监视或只需极少人监视，即可保证正常运行。

但是为了防止不正常现象的出现，

应定期对设备进行维护。

制氮系统是以高质量部件制造的，为您提供可靠、高效的系统。

为了保证长寿命和

无故障运行，每年应由NEWCEN的合格技术人员或经其培训的人员检查所有部件，与年度维修结合，系统

操作者应熟悉系统的几个关键部件，并且应精通系统的检查和最低程度的维修。

更换部件可以通过纽森公司

订购。

本节主要列出制氮主机的维护与操作要求，配置中其他设备，如空压机等应详细阅读各自的技术手册。

注意：

制氮主机属于静态运行空分设备，极少动态部件，制氮系统的正常与否很大程度上取决于供应空

气的质量。

应高度重视。

否则，将对制氮主机带来损害。

8.1过滤器

8.1.1过滤器

膜分离系统的性能是进气压力的函数，随着压差的增大而下降。

为了保证膜分离系统的最佳性能，应

按规定定期检查油水分离器及颗粒过滤器、聚结过滤器的滤芯。

滤芯更换的方法：

旋下过滤器外壳，然后旋下旧过滤器芯换上新过滤器芯,再将过滤器外壳旋紧即可。

注意：

更换滤芯时不能损坏或漏装起密封作用的金属压圈或“O”型密封圈，否则，过滤器将无法使用。

制氮主机配置的油水分离器、聚结过滤器和颗粒过滤器各自担负着不同的功用，对于第一级过滤器是以

分离作用为去除液滴的手段，同时兼顾去除较大颗粒的过滤作用，同样，对于第二级过滤器也担负着去除少

量液滴的分离作用。

每只过滤器均配有备用粘签，以便于每次更换记录使用，即以使用时间和观察过滤器滤

芯的过滤效果来共同确定滤芯的更换。

8.1.2各级水分离器、过滤器的排放

对于固体颗粒，将被阻挡在滤芯的高压侧，但液滴（油和水混合物）大部分透过过滤器到达过滤器的

低压侧并不显著地带来压差升高。

对于液滴的去除是以及时排放为条件的，所以应该随时检查油水分离器和

聚结过滤器的排放，对于这二级均配有自动排污浮阀。

膜分离系统中的膜组寿命和完整性取决于高质量的进气。

第一级过滤器与第二级过滤器冷凝液排放装

置必须是正常使用的，以防油水不排放，进入膜组损坏膜组件。

浮子排放装置应每周检查一次，方法是松开

排水疏水器低部的滚花钮，让积水排出，并用中性溶液清洗，同时每班、每周检查排放液的含油量是否正常。

注意：

不能保证正确排放及排放油量超标，可导致设备故障和膜组损坏。

在正常运行下，操作人员应每

15天观察一次，过滤器能否自动排水。

若发现含油量增大时，应立即停机检查，以免将油打入膜组，造成

永久性损坏！

8.1.3滤芯建议更换时间

在正常供气条件下，应遵循运行时间的标准

初级预过滤器F1—3000-4000小时

高效通用保护过滤器F2—3000-4000小时

活性炭过滤器F3—5000-6000小时

高效除油过滤器F4—3000-4000小时

测氧仪

本设备选用的测氧仪应每季用压缩空气校准一次，并作好检测记录。

如氧分析仪无法校准，那么传感

器（氧电池）可能失效，需要更换。

8.2纯度保证系统

氧分析仪、排空阀和出气阀，是关键的安全保证部件，能防止不合格的氮气进入使用管线。

这些部件

应定期进行检查和校准，以保证系统的安全生产。

8.4空气压缩机及配套设施（冷冻干燥器等）的维护

膜分离系统的空气源是空气压缩机。

而且它是唯一运动部件，所以它的操作维护非常重要，要按空气

压缩机制造厂家的使用说明书进行操作维护。

8.4.1对于NEWCEN膜制氮主机其分离部件—膜组

膜组接受空气是有严格要求的，所以系统配置的各级过滤是必须的，但它们要建立在有良好的供气质

量基础上。

膜组接受空气品质的要求：

含油量：

≤0.01ppm；颗粒物：

≤0.01um。

因为空气中的油水往往组成混合物滴液，所以处理空气含油量又与去除空气中水