瑞气制氮机说明书新.docx
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瑞气制氮机说明书新
PSA变压吸附制氮说明书
一、瑞气简介:
瑞气公司自1979年从事常温空分领域的开发与研究以来，通过二十多年不断开拓，已形成变压吸附制氮设备、变压吸附制氧设备、氮气纯化设备及膜制氮设备配套生产能力，是中国目前研发力量最雄厚、技术最先进、生产规模最大、质量管理最完善的常温空分设备制造商，产品遍布石油、化工、电子、磁材、玻璃、金属热处理、冶金、食品保鲜、医药、化肥、塑料、橡胶、煤炭、海运、航天等行业。
瑞气的研发历程
——1979年瑞气参与了中国第一台可投入工业运行的真空脱附式变压制氮机的研制
——1989年企业成功研制出中国第一台变压吸附（常压脱附）空分制氮装置及氮气纯化设备。
1995年为克拉玛依炼油厂成功提供第一台全自动的氮气纯化设备，纯氮含氧≤1ppm，氢<5ppm。
——1996年研制成功中国第一台井下移动式制氮车；通过煤部科鉴字[1996]第215号鉴定，研究成果处于变压吸附卧式制氮技术的国际领先水平
——1997年研制成功中国第一台全自动PSA制氮机氮气净化设备
——1998年KYZD型地面大型移动式制氮装置，通过煤行管科鉴字[1998]第153号鉴定，研究成果达到了变压吸附制氮技术的国内领先水平
——2000年研制成功并推广的主导产品节能型变压吸附制氮机，2000年通过浙江省科委鉴定[2000]418号鉴定，以其先进的流程专利技术填补了国内空白，研究成果达到了变压吸附制氮技术的国内领先水平
——2001年研制成功变压吸附医用氧机，被评为温州知名商标，并列入浙江省新产品项目
——2003年7月研制成功无再生气、节能型氮气纯化设备新产品，并通过省级新产品鉴定，同行国内专家评委鉴定一致认为其技术水平达到国际先进水平。
——11项新技术获得国家专利，5项科技成果通过省（部）级鉴定，5项产品获省、市科技进步奖，3项产品获浙江省高新技术产品称号
二、瑞气制氮设备的命名
一、 型号规格说明：
氮气纯度*
BGPN×××-×××
BGPN—节能型变压吸附制氮设备
氮气产量（Nm3/h）
BGPN－普通常规型
PGPN－食品专用型
KYZD－矿用地面移动式
KYGD－矿用地面固定式
举例说明：
BGPN295-1000表示普通常规型制氮机，产品氮气纯度为99.5%，产氮规格为1000Nm3/h。
常规产品规格：
规格
氮气纯度（%）
氮气流量（Nm3/h）
氮气压力*（Mpa）
BGPN97-×××
97
5～3000
0.05～0.8
BGPN98-×××
98
4～2500
BGPN99-×××
99
3～2100
BGPN295-×××
99.5
2～1800
BGPN39-×××
99.9
1.5～1300
BGPN49-×××
99.99
1～800
BGPN59-×××
99.999
0.5～500
*氮气压力≤进口压力－0.1MPa
三、设备组成及工作原理
1、设备组成
变压吸附制氮设备由空气净化组件、空气缓冲组件、PSA氧氮分离组件、氮气缓冲组件、电气控制系统五大部分组成。
见图1
图1
2、工作原理
变压吸附制氮设备，是采用碳分子筛作为吸附剂，利用变压吸附的原理来获取氮气的设备。
在一定的压力下，利用空气中的氧、氮在碳分子筛表面的吸附量的差异，即碳分子筛对氧的扩吸附远大于氮，通过可编程序控制气动阀的启闭，达到A、B两塔交替循环，加压吸附、减压脱附的过程，完成氧氮分离，从而得到所需纯度的氮气。
3、空气净化组件
空气净化组件由管道过滤器、精过滤器、超精过滤器、活性炭除油器、自动排污阀、球阀等组成，
3.1过滤器
一、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。
二、
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
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
3.1.1 管道过滤器
压缩空气进入管道过滤器，将压缩空气中的>5µm的固体微粒及大部分的液态水和油雾滤除，保障冷冻干燥机和后级过滤器的正常使用。
过滤器分为：
管道过滤器（代号MV）、粗过滤器（代号MA）、精过滤器（代号MB）
1、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
＞5
＜80
6个月
MA
≦0.015
＞0.1
＜80
12个月
MB
≦0.02
＞0.01
＜120
18个月
2、维护及保养
a.请按滤芯正常使用寿命及时更换。
b.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。
c.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。
d.当发现过滤器内有大里油时,请及时更换滤芯。
3.1.2精过滤器
作用：
压缩空气中的>0.5µm的固体微粒及大部分的液态水和油雾滤除，保障超精过滤器和后级活性炭除油器的正常使用。
管道过滤器为MA型，过滤精度>0.5µm，使用温度为<80℃，正常使用下的寿命为12个月，压力损失≤0.015Mpa.
3.1.3超精过滤器
压缩空气进入精过滤器后，将压缩空气中的>0.01µm的固体微粒及大部分的液态水和油雾滤除，保障超精过滤器和后级活性炭除油器的正常使用。
管道过滤器为MB型，过滤精度>0.01µm，使用温度为<120℃，正常使用下的寿命为12个月，压力损失≤0.02Mpa.
3.1.4活性炭除油器
除油器内装填15＃颗粒活性炭，它的作用是将超过精过滤器过滤后的压缩空气通过活性炭的吸附作用进行深度除油雾处理，使用寿命为12个月。
3.1.5自动排污阀
1）内置自动排污阀
内置自动排污阀是安装在过滤器下体上，如发现其不排污或漏气应及时清洗，清洗时使过滤器压力为零，拆下下体后拆出排污阀进行清洗。
2）外置自动排污阀
新机在初入使用时，应经常手动排污，在运行过程中应定期手动排污，以保证自动排污阀畅通。
3）电子排污阀
电子排污阀是由电力及人为设备时间来控制其排污频次，如发现其不排污或漏气应及时维修。
注意：
清洗自动排水器时，使用肥皂沬清洗即可。
严禁使用汽油、曱笨、松香水等侵蚀性溶剂。
3.1.6球阀
与自动排阀安装在一起的球阀起开关作用，正常时处于“开”状态，当自动排污阀被脏物堵塞时，可切断对应球阀检修，无需设备停机。
安装在排污总管上的球阀起设备停机时开启排污泄压的作用。
4、空气缓冲组件
空气缓冲组件由空气缓冲罐、安全阀、截止阀、球阀、压力表等。
见图4
图4
4.1空气缓冲罐
作用：
缓解设备切换时对滤芯冲击及提高进入吸附塔的压缩空气的品质作用，同时可沉降由活性炭除油器产生的粉尘，通过手动排污阀定时手动排出。
每年由相关部门对压力容器进行检验。
4.2安全阀
作用：
系统超压时安全阀开启泄压，保证制氮系统安全运行，每年由相关部门进行检验。
4.3截止阀
作用：
设备停机时或空气净化组件维修时关阀该阀，避免空气缓冲罐内的压缩空气放空而造成浪费。
4.4压力表（带专用阀）
作用：
显示空气缓冲罐内气体压力，专用阀用于维护压力表时切断压力表气路，请按照压力表校验的规定，定时由相关部门进行检验。
4.5球阀
作用：
停、开机时开启排污。
5、PSA氮氧分离组件
氮氧分离组件是制氮设备的主要部件，由两个交替工作的吸附塔和气动阀、减压阀、消声器、程序控制器等组成。
净化后压缩空气经调压阀TV1、通过管道式气动阀QV1（或QV2）的开启，以一定的压力和时间间隔，交替进入吸附塔A（或B）内，经过管道式气动阀QV11（或QV12）、过滤器QL进入缓冲罐中以备输出。
当一只吸附塔处于进气吸附产氮过程中时，另一只吸附塔则处于排气解吸再生过程。
5.1管道式气动阀
国家专利产品ZSGP系列瑞气制造管道式气动阀，是自动化系统的气动执行器之一，也是我公司在二十年研制变压吸附装置在管道控制介质流通上起主要切断和接通作用。
适用于水、蒸汽及弱腐蚀性气体、液体等多种介质。
该管道式气动阀是瑞气公司集二十多年来变压吸附设备研制经验精心设计而成，结构简单且紧凑，构思巧妙，突破传统设计，执行机构与阀芯一体制造；启动过程中，密封面的摩擦力小，耐磨性好；启闭行程小，等于活塞的行程；启闭灵活，反映迅速，最适合于PSA设备使用，在控制信号为0.3-0.5Mpa的压力下，能在0.3秒内迅速完成启闭动作；指示直观，有反馈指示件的指示作用；安装维修方便，密封性能好，绝对零泄漏，便于远程气动控制；阀前后压差波动小，对阀芯不平衡力及启闭速度无任何影响；使用寿命长，最高可达150万次以上。
作用:
气路开关,通过气动阀的开、关，两只吸附塔交替工作，一只吸附、另一只再生，使设备不断产出氮气。
ZSGP系列管道式气动调节阀
瑞气管道式气动阀的故障处理
常运行时应定时检查阀门的易损件，具体检查为法：
a、当流过阀的介质为气体时，用中性肥皂液涂覆在12或13检漏口，发现有气泡现象出现，则判断密封圈“5”与防尘圈“8”已损坏，这时切断控制气源，即可判断是哪只密封圈损坏；
b、过阀的介质为液体时，如在检漏口发现液体渗出，就可判断防尘密封圈“8”及相应的密封圈“5”损坏。
c、封圈“6”的检查方式：
打开阀A（或B）口用中性肥皂液涂覆，如有气泡现象出现，则可判断密封圈“6”损坏，该密封圈严重磨损会导致切换速度减慢，甚至切换控制气源而达不到阀开关之目的。
d、在反馈指示件和主阀相对运动面处涂肥皂水，即可检查，密封圈“3”“4”有无渗漏。
该密封圈磨损会导致开关速度减慢，严重时导致阀门无法关闭。
3、“3”、“4”、“5”、“6”、“O”形密封圈与“8”防尘圈，阀座密封垫片等易损件要求注意其磨损程度。
为确保自动化系统正常运行，建议正常运行超过二年要求更换。
5.2压紧气缸
气缸是吸附塔的压紧机构，它的作用是：
利用吸附塔内的压缩空气，对碳分子筛进行动态压紧，即分子筛一旦下沉，气缸就会有相应的补偿位移，从而确保吸附塔内的分子筛始终处于压紧状态。
5.3消声器
作用：
降低吸附塔气体排空时产生的噪音。
5.4压力表
作用：
吸附塔上压力表显示的为吸附塔内的压力，气源三联件上压力表显示仪表控制气源压力，气缸上压力表显示气缸内压力。
5.5单向阀
作用：
“回氮”冲洗用，控制吸附的塔的气体未经过“回氮”吹扫阀返回到再生塔。
单向阀出现卡死或漏气，氮气纯度会随着下降或波动，此时需停机维修单向阀。
5.6球阀
作用：
控制仪表气开关。
球阀功能：
设备无故障情况下，此阀门常开。
维修气动阀、电磁阀等气路控制部分时关闭。
6氮气缓冲组件
氮气缓冲系统主要由缓冲罐、流量计、调压阀、节流阀、出口气动阀、氮气纯度分析仪等组成。
其主要作用是使氮气压力、纯度和流量平稳，氮气纯度分析仪可即时测出氮气纯度，并自动控制气动阀将不合格氮气排空。
如图10
图10
6.1粉尘过滤器
作用：
将产品氮气中>0.01µm的粉尘滤除。
设备正常使用下粉尘过滤器的寿命为18个月，压力损失≤0.015Mpa.如发现压差时应及时更换。
6.2调压阀
作用：
调节产品氮气出口压力。
设备出口流量计为金属流量计时，调压阀所调节的压力应为金属流量计的标定压力。
为玻璃流量计时，出口压力与玻璃流量计显示的刻度进行换算，得到实际流量。
6.2.1调整与使用
在通气前松开锁紧螺母，然后将调整手柄逆时针方向旋转，直至工作弹簧及处于自由状态时为止。
接着开始通气，并调节手柄，顺时针调节，直至压力表读数达到所需的压力，调整完毕、拧紧螺母。
注：
此项调整是流量为零时进行的，即在静止状态下进行调整，工作时则在有流量的状态下发生变化。
6.3流量计
作用：
在线测量产品氮气流量。
操作：
开流量时请将出口压力调整到工作压力，缓慢打开流量计出口阀门。
最基本的，应通过调整阀门的开度改变流量，以防止浮子突然加速。
上冲撞击限位器，这时可能损坏测量部件。
6.3.1金属流量计的维修：
金属流量计一般是不需要维修。
然而，如果测量管或浮子被介质污染时，就有必要进行清洗。
请按以下步骤进行维修：
1）卸压后，卸下流量计；
2）从流量计顶部将卡圈卸下，取出导向杆和浮子；
3）清洗导向器杆、陶瓷套、导向器的阻尼管及流量计内壁；
4）按照原结构安回；
5）将流量计安装到管道上。
6.3.2玻璃流量计的维修：
1）使用中的流量计，如发现有渗漏、应均匀地紧固压盖螺栓（或压紧帽），此时应避免过分紧固而夹碎锥管。
若上述方式不行，一般是密封填料失效，应更换锥管密封填料；
2）更换密封填料，锥管或浮子时，先拆下罩壳，小心均匀地扳松压盖螺栓（或压紧帽），然后拆下支承板、上、下基座。
在上述过程，切勿用力过大，同时在拆下时要托住锥管，以免碰损锥管及浮子；
3）如锥管和浮子沾污，应及时清洁；
4）被测流体的状态（密度、温度、压力等），与流量计刻度状态不同时，必须对显示值进行修正；
6.4节流阀
作用：
调节产品氮气流量，控制合格氮气输出和不合格氮气放空。
6.5不合格气体排空
本装置由两只气动阀控制气源串联，开关状态相反，一开一关，通过PLC对氮气纯度设定报警值的信号的处理，判断氮气纯度合格与不合格，对电磁阀通电或断电来控制气动阀的关、闭，自动排空不合格的气体。
7、电器控制系统
电气控制系统包括可编程序控制器CPU、气源三联件、电磁阀、指示灯、报警器、氮气分析仪等，主要集中安装在电控柜中。
7.1可编程序控制器CPU
作用：
根据程序控制电磁阀工作状态，信号采集处理。
7.2电磁阀
作用：
根据程序要求控制气动阀门的开关。
7.3气源三联件
气源三联件由空气过滤器、减压阀、油雾器组成。
作用：
为电磁阀、气动阀驱动气缸提供干净、润滑、适当压力的气体。
排水阀（过滤器）：
排水有自动、压差与手动排水三种方式，当水位达到滤芯座下方水平之前必须排出。
压力调节（调压阀）：
在调节压力前，先拉起旋钮，左旋为降低出口压力，右旋为调高出口压力，调节压力时，应逐步均匀地调至所需压力值，不应一步到位。
阀门驱动正常使用压力范围为0.3～0.5Mpa。
7.4KY-2N型氮气分析仪的使用
7.4.1、概述
它是通过采用测量氧气浓度的方法，来倒算出氮气浓度。
采用空气定标7.90%方法，操作方便，并设量程自动转换电路。
仪器测量范围为99.99%。
纯度下限报警设置：
当氮气纯度低于下限设定值时，报警灯亮，本机输出-220V5A信号，并带4-20mA信号输出（含氧量为0-1%）可与记录仪连接。
设定范围为99.0-99.9。
7.4.2、原理：
电极反应如下：
阴极：
O2+2H2O+4e→4OH
Ag+Cl→AgCl
电极电流成正比于气体中的氧含量，此信号经放大器、减法器，A/D转换器由LED数字显示器显示出氮气浓度。
7.4.3、技术性能：
（1）、测量范围70-99.99（7）、稳定性24小时±0.5
（2）、精度98-99.99±0.03%N：
（8）、外形尺寸152×75×160
（3）、响应时间15秒（9）、重量约1.8公斤
（4）、环境温度0-50℃（10）、电极寿命6个月左右
（5）、环境湿度〈85%（11）、控制精度±0.5
（6）、电源220V±10（12）、记录输出4-20mAo2%0-1%
7.4.4、使用方法：
打开电源开关，开机稳定三分钟后，（氧电极通空气）调节校准电位器，使数字显示79.0，再将下限设定开关调至所需的设定值（设定开关按+-钮调节）调校完毕后，通被检测气体，流量控制3-5L/h，另一头排空，即可连续检测。
7.4.5、仪器维修：
（1）、仪器如发现反应迟钝，标定后又明显漂移，原因是电极头部被污染，可用药棉沾少许酒精轻轻将电极头部擦一下，沾去水珠及灰尘即可排除。
（2）、电极头部的外表有层透气膜，注意请不要用硬物碰及或用手摸，如膜破裂电极内电液漏出，电极很快失效，故应小心对待，不要随便拆开电极。
（3）、氧电极通空气后，仪器读数调不上79%，或调不下79%（读数一直在99.99）需换氧电极。
（4）、氧电极是否正常，检查方法一是通空气稳定30分钟，79.0漂移小于0.3正常，二是通纯氮气或纯氩气，读数应大于99.98，如达不到要求需换氧电极。
7.5EN-550型氮气分析仪的使用
7.5.1．概述
EN-550型氮气分析仪采用了进口高性能的电化学式气体检测器和微处理机技术，具有数字显示、上下限报警、标准信号输出及继电器触点报警输出等功能。
适用于对氮气浓度的连续监测，也可用于对空气、氮气、氢气、氩气等气体中的氧气浓度连续监测。
主要特点：
●仪器采用新型燃料电池式氧检测器
●具有两路报警接点输出，可分别设置上、下限报警点
●可用空气在线校准
●具有N2或O2两种显示
●具有四位数字显示
7.5.2主要技术指标
1）．测量范围：
98～100%、95～100%、90～100%、80～100%、75～100%N2
0～2、0～5、0～10、0～20、0～25%O2
2）.分辨率：
±0.01%N2或±0.01%O2
3）基本误差：
±0.1%%N2或±0.1%O2
4）响应时间：
T90≤20秒
5）输出信号：
4～20mA
6）电源：
220VAC±10%，50HZ±1HZ
7）环境温度：
0～40℃
8）样气流量：
200～800毫升／分
9）进气温度：
0～40℃
10）报警继电器开关接点容量：
265VAC/1A
11）外型尺寸：
96×96×130mm
12）开孔尺寸：
90+1×90+1mm
13）仪器重量：
0.5kg
7.5.3．仪器组成、安装与接线
3.1仪器的组成
仪器由微机显示控制器、氧检测器两部份组成。
3.2仪器的安装
3.2.1控制器的安装
控制器外形为嵌入式机箱，通常安装在仪表盘上，也可平放在工作平台上。
在仪表盘上,开一个90+1×90+1mm的通孔,将控制器嵌入表盘，用随机所附的安装支架紧固即可。
3.2.2氧检测器的安装
将氧检测器平置安装在支架上，底部用两只M4螺钉紧固。
3.3仪器的接线
仪器的背部是接线端，具体接线如下图：
“1”、“2”端：
4～20mA标准信号输出
“3”、“4”、“5”端：
空置端子
“6”、“7”、“8”端：
接220VAC电源
“9”、“10”端：
氧检测器信号
“11”、“12”、“13”端：
继电器1报警信号输出
“14”、“15”、“16”端：
继电器2报警信号输出
3.4将电源相线接入仪器背面“6”、“7”、“8”端子。
3.54～20mA标准输出通过“1”、“2”端子输出。
3.6如果需要，可外接报警装置，本仪器有两路报警接点输出。
“12”端是“报警1”继电器输出公共端；“11”是常开端、“13”是常闭端。
“15”端是“报警2”继电器输出公共端；“14”是常开端、“16”是常闭端。
用户可根据需要，组成各种报警功能。
3.7将被测气体用管路接到氧检测器的“进气口”（可用软管）。
3.8保证进入仪器的被测气体是干燥、洁净，被测气体的流量应控制在200～800毫升/分，且保持恒定（用户可根据实际使用工况，在气体进入仪器前加净化过滤、稳压、恒流装置）。
3.9将氧检测器输出的信号正端（红芯线）接到“9”端、负端（黄芯线）接到“10”端。
7.5.4.面板按键操作说明
4.1“消音”键：
“消音”键，当报警声响时，按压该键，即关闭报警铃声，但报警指示灯仍然亮。
4.2“功能”键：
●在测量状态时，按住“功能”键10秒：
即进入调校状态。
●在调校状态时，逐次按压“功能”键，数显窗将循环转换调试状态参数内容。
●在调校状态时，按住“功能”键10秒：
即进入测量状态。
4.3“▲”、“▼”上、下调整键：
当进入调校状态时，使用“▲”、“▼”键可实现对可调参数的增加或减少。
7.5.5．仪器的使用
5.1开机
接通电源，仪器应显示“550”，待2秒钟后进入测量状态，显示N2值（或O2值）。
5.2校准
当仪器使用一段时间后，可对仪器进行校正。
将氧检测器吸入新鲜空气，用“▲”、“▼”键将显示值微调为79.10N2或20.90O2（详见7.1和7.2节）。
7.5.6．调试
若需调试,只需按住“功能”键10秒：
即进入调校状态，数显窗交替显示调试符号“p--n”及被调参数值。
逐次按压“功能”键，数显窗将按如下循环转换调试状态参数内容：
上述调试符号所表达的功能及调试方法如下表：
符号
功能
方法
P--0
氧量零点调整
短路“9”、“10”，调为0.00O2或100.00N2
P--1
氧量量程调整
通空气，调为20.90O2或79.10N2
P--2
输出零点调整
接电流表，调为4mA
P--3
输出量程调整
接电流表，调为20mA
P--4
输出量程选择
0~2%、5%、10%、20%、25%O2或98~100%N2
P--5
显示切换
“0”表示显示氧气含量，“1”表示氮气含量
P--6
报警1设置
设置报警1报警点值“---”表示关闭报警1
P--7
报警2设置
设置报警2报警点值“---”表示关闭报警2
P--8
报警方式选择
“0”表示上下报警“1”表示上上报警“2”表示下下报警
P--9
输出切换
“0”表示输出氧气含量，“1”表示输出氮气含量
完成调试后,只需按住“功能”键10秒，即退出调校状态。
7.5.7．日常使用与维护
该仪器由于采用了新型免维护检测技术，故正常使用中无须维护。
日常应该注意的是：
必须保证被测气体洁净；被测气体流量恒定。
7.5.7.1“零点”校准
仪器零点出厂时已校好，用户一般情况不需要自行校准。
7.5.7.2“量程”校对
仪器校正一般建议3-6个月校准一次。
将氧检测器进气管拔掉，用吸球对氧检测器进气口打入新鲜空气,待数据稳定后，按住“功能”键10秒，即进入调校状态。
逐次按压“功能”键，使数显窗显示调试符号为“p--1”时，用“▲”、“▼”键将显示值调为79.10N2（如果显示方式为O2，将显示值调为20.90O2）。
7.5.7.3氧检测器
仪器采用的电化学式检测原理，检测器使用寿命约2年。
在使用中若出现下列情况有可能是检测器失效，需更换：
●在仪器电源、气体流量等正常的情况下，仪器显示变化很大，不能正常工作，检测器使用期限将到或己到时；
●当氧检测器通入洁净空气，仪器指示无法调到79.10%N2。
7.5.8．仪器贮存和质保
7.5.8.1仪器在仓库存放时，原箱有效保管：
存放温度为5～40℃，相对湿度不大于85％，没有强腐蚀性气体。
7.5.8.2在用户遵守保管和使用规则条件下，从制造厂发货日起十二个月内，因产品制造不良而发生向损坏或不能常工作时、本公司免费修理更换零件。
四：
制氮机故障处理表
1、
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