7制氮机设备使用与维护规程.docx
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7制氮机设备使用与维护规程
设备使用与维护规程
1制氮原理
1.1变压吸附（PRESSURESWINGADSORPTION--P.S.A）:
如果温度不变,在加压的情况下吸附,减压（抽真空或常压）解吸的方法称为变压吸附。
1.2碳分子筛（MOLECULARSIEVINGCARBON－－M.S.C）:
是一种以煤为主要原料经过特殊加工而成的活性炭、黑色，表面充满微孔晶体的颗粒，是一种半永久性吸附剂。
1.3制氮原理：
碳分子筛对氧和氮的分离作用主要是基于N2和O2在碳分子筛表面上的扩散速率不同，较小直径的气体分子（O2）扩散较快,较多进入分子筛固相（微孔）中,较大直径气体分子（N2）扩散较慢，进入分子筛固相较少。
氧的临界直径为2.8A，氮的临界直径为3A，这样在气相中可得到氮的富集成份。
压缩空气进入碳分子筛吸附塔，当吸附压力增加时，氧和氮的吸附同时增加。
吸附开始后较短时间内，氧的吸附速度大大地超过氮的吸附速度，因此利用碳分子筛对氧和氮在某一时间内吸附量的差别这一特性，由程序控制器按特定的时间程序，结合加压吸附，减压解吸的循环过程（变压吸附过程），完成氮、氧分离，从而在气相中获得含氧量0.5%的普通氮气。
1.4分子筛吸附特性曲线：
流量Nm3/h
2制氮机操作使用说明
2.1调试
压缩空气系统调试完成后，空气贮罐压力达0.75MPa以上时，制氮设备进入调试状态。
2.1.1调试前的准备
1、检查各组阀门处于待机状态：
按《制氮机待机状态阀位示意图》检查设备是否处于待机状态，否则按《制氮机待机状态阀位示意图》设置各阀门开关位置，使之处于待机状态。
2、检查控制柜处于待机状态：
按《制氮机控制面板示意图》检查各控制开关处于关闭状态，检查控制柜中控制气源三联体上的减压阀并调节压力至[0.5MPa],制氮机吸附塔压力表压力显示[0MPa]、空气气源压力表压力显示大于[0.75MPa]、氮气罐压力表处于[0MPa]，并按图调整相应开关使之处于待机状态。
2.1.2启动
1、检查压缩空气压力：
按制氮系统操作程序，供制氮机无油无水[油含量≤0.003PPM，压力0.75MPa的压缩空气。
2、调试控制气源压力：
当空气贮罐压力0.75MPa，调整控制柜内的控制气路气源三联体减压阀的压力表读数为0.4-0.5MPa，作为先导电磁阀控制器及气动阀的动力源。
3、缓慢开启压缩空气总进气阀
压缩空气总进气阀
压缩空气分进气阀
4、启动制氮机程序控制器：
电控柜
测氧仪
a.将开关旋转至“开”状态，电源灯亮，见下图操作面板。
电源开关
电源灯
自控灯
转换开关
屏控灯
流量积算仪
触摸屏
b.将控制开关旋转至“触控”状态，触控灯亮进入人机界面画面，如果触摸屏出现故障，把控制开关旋转至“自控”状态，自动灯亮，设备进入自动运行模式，触摸屏可拆卸返修。
a-1触摸屏开机画面
从此画面可以了解我公司基本信息一旦设备有任何问题，请及时与我公司联系；
a-2制氮机主画面
此画面包含了制氮设备运行相关的控制、监视、参数设置、报警信息、操作规程、注意事项等，点击即可进入相关界面；
a-3制氮机控制画面
此画面包含制氮设备运行过程的相关控制按钮。
试验时可选择手动按钮，正常运型时请选择自动按钮；
a-4制氮机监视画面
此画面可实时动画显示二组制氮设备运行时的工作状态、各个阀门的开关状态，吸附塔吸附时间等参数；
a-5制氮机参数设置
此画面可以设置制氮机运行的基本参数
（吸附时间、均压时间），由我公司调试人员进行设置，不建议用户自行改定；
a-6制氮机报警信息
当制氮设备产气量纯度达不到设定值时，将显示报警，提醒用户及时排查，以免影响正常生产；
a-7制氮机操作注意事项
制氮设备操作维护相关注意事项，请仔细阅读
c.检查制氮机阀门运行工况：
按图2-1、图2-2、图2-2及表2-1检查阀门工况是否正确，阀门工作是否正常。
否则执行故障排除方法。
图2-1气动阀控制程序图：
工作状态----左塔吸附（时间0—58秒）
图2-2气动阀控制程序图：
工作状态----均压过程（时间58—60秒）
图2-3气动阀控制程序图：
工作状态----右塔吸附（时间0—58秒）
附表2-1：
FDA空分制氮机单组阀位工作程序表
阀位
工况
QV1
左进
QV2
右进
QV3
左排
QV4
右排
QV5
左排
QV6
右排
QV7
左出
QV8
右出
QV9
均压1
QV10
均压2
左两塔工作
t=0～58s
开
关
关
开
关
开
开
关
关
关
均压过程
t=59～60s
关
关
关
关
关
关
关
关
开
开
右两塔工作
t=61～118s
关
开
开
关
开
关
关
开
关
关
表2-2：
制氮机自动运行表显工况表
显示工况
左塔压力
右塔压力
空气罐压力
氮气罐压力
控制气源压力
自动灯
电源灯
左塔工作
t=1min
0.7～0.75
MPa
0
0.75-0.8
MPa
0.7～0.75
MPa
0.4-0.5MPa
亮
亮
均压过程
t=2s
0.3～0.37
MPa
0.3～0.37
Mpa
0.6～0.65
MPa
右塔工作
t=1min
0
0.7～0.75
MPa
0.7～0.75
MPa
5、启动氮气罐入口阀：
当吸附塔达吸附压力0.6～0.75MPa时，打开氮气贮罐入口阀门，旋转角度根据压力现场调试确定。
6.调试氮气出口减压阀：
当氮气贮罐与吸附塔压力达到平衡时，调节氮气出口减压阀达到用户使用压力，调节范围0.1～0.7Mpa。
氮气出口阀
放空口阀
7.不合格氮气排空：
按表2-3顺序调试
自动供氮气/排空截止阀
手动供氮气截止阀
手动排空截止阀
蜗街流量计调节阀
备注
关闭
关闭
开启
缓慢开启流量调试至额定量的1/5,开启时间不低于2min
参见LUGB-21型蜗街流量传感器《使用说明书》
警告！
！
！
氮气不能维持人的生命。
氮气为无色无味的惰性气体，可称为窒息剂。
氮气是无毒的，但大量的氮气不能取代维持生命所需的氧气。
人在含氮85％以上的环境中短时间内即可导致窒息或死亡。
操作中要保证工作间通风及足够的氧含量，绝对避免氮气直入人的口鼻。
氮气排空口要远离人员工作区域！
8.检测氮气氧含量：
（参见KY-2F型智能测氧仪《使用说明书》）
氧含量分析仪
气样流量控制：
①氧电极通气流量控制在0.05升/分～0.3升/分左右，如果没有流量计，可将皮管放入水中，水中气泡在3～5个每秒左右，测量低氧含量气体时，需要在氧电极出气口加上排气管、长度不少于300mm，以防止空气扩散进入氧电极。
②常用连接法：
容器→可调阀门→氧电极→一头进气，另一头排气，一般用户可按此方法连接。
③检测氮气氧含量:
当O20.01％时，氧含量符和设计要求，执行步骤10，否则请进行调试。
氮气回吹阀
9.制氮机调试
产品氮的氧含量未达到要求时应进行调试:
①.将流量计输出流量调至额定流量的50%；
②.适量调整吸附塔组反吹阀的开度；
③.适当调整氮气罐回吹阀的开度；
④.适当调整吸附时间；
⑤.纯度上升后，逐渐加大产品氮气的流量直至用户所需流量。
注：
本设备交付使用时已由厂方调定反吹阀、回吹阀及吸附时间，一般情况无需调整。
10.供气（产品氮纯度达标后）
①自动供气时：
a.打开自动供氮气截止阀；
b.关闭氮气排空阀；
c.关闭手动供氮气截止阀。
d.缓慢开启蜗街流量计开关（开启时间大于2min）至额定流量。
自动供氮气/排空截止阀
手动供氮气截止阀
手动排空截止阀
蜗街流量计调节阀
备注
开启
关闭
关闭
缓慢开启流量调试至额定量（开启时间大于2min）
②手动供气时：
a.打开手动供氮气截止阀；
b.关闭自动供氮气截止阀；
c.关闭氮气排空阀；
d.缓慢开启蜗街流量计开关（开启时间大于2min）至额定流量。
手动供氮气截止阀
自动供氮气/排空截止阀
手动排空截止阀
街流量计调节阀
备注
开启
关闭
关闭
缓慢开启流量调试至额定量（开启时间大于2min）
注：
用户需用产品氮气将供气管线、贮罐或设备内的空气或其它气体进行置换，在使用点测试合格后，方可使用。
11.关机程序
①关闭氮气供气阀自动/手动；
②关闭氧含量测试阀；
③关闭程序控制器电源开关；
④关闭制氮机空气总进气阀；
⑤切断压缩空气供气源。
（参见系统关机程序）
2.2故障与排除
2.2.1纯度超标
1.设备工作压力正常（与调试验收时比较）
（1）检查设备产出流量是否超出额定值
（2）如设备工作超过一年，请检查空气过滤器是否按时更换，怀疑过滤器超期使用，对油过滤能力下降致使分子筛进油
（3）工作区瞬时流量加大，使设备工作状态改变，工作几个周期就会恢复。
（4）检查测氧仪
1）检测气体流量是否过大
2）检测管路是否连接好
3）探头是否过期
4）仪表是否可核准
2.设备工作压力异常
（1）空压机出气压力比制氮机工作压力高1.5kg以上
1）检查空气过滤器中的滤芯是否堵塞
2）空气入口阀口是否打开到位
（2）空压机生产压力与制氮机工作压力一致
1）有大量气体从消声器排出
①左塔工作时，有大量气体排出，工作压力趋向正常
a.将制氮机运行模式切换到静态模式
b.如右吸附塔压力不断大幅上升，可与空气源压力相等，请检查右进气阀垫是否损坏
c.将制氮机运行模式切换到手动工作模式
d.按下左吸键5-10秒后还原左吸键初始状态
e.如有大量气体从消声器排出请检查右出气阀垫及左排气阀垫是否损坏
②右塔工作时，没有大量气体排出，工作压力趋向正常
a.将制氮机运行模式切换到静态模式
b.如出现左吸附塔压力不断大幅上升，可与空气源压力相同的情况，请检查左进气阀垫是否损坏
c.将制氮机运行模式切换到手动工作模式。
d.按下右吸键5-10秒后手动还原初始状态
e.如果出现右吸附压力在右吸键手动还原后大幅下降并且消声器大量排气的情况，请检查右排气阀垫及左出气阀垫是否损坏
③左右塔工作时都出现大量排气现象请检查均压垫阀是否损坏。
2）消声器排气正常（一分钟排一次）
①检查空压机工作是否正常
②检查制氮机气动阀门工作状态是否正常
③检查空气供气管道及制氮机手动进空气阀门是否打开到位
④检查在对空状态下，氮气出口流量是否超出额定值
3.制氮机工作状态异常
（1）左吸状态下，所有阀门不动作请检查控制左吸状态的先导电磁阀片是否损坏或连接线路故障
（2）均压状态下，所有阀门不动作请检查控制均压状态的先导电磁阀片是否损坏或连接线路故障
（3）右吸状态下，所有阀门不动作请检查控制右吸状态的先导电磁阀片是否损坏或连接线路故障
2.2.2系统氮气出口压力下降
1纯度一起下降（跳到纯度检测）
2纯度未下降：
（1）工作点瞬间所需流量大
（2）设备产能与工作需求相对偏小。
2.2.3流量不能达到额定值
1检测流量时是在对空状态下
旋转氮气出口流量控制阀加大流量但开大流量后纯度下降并超标
（跳到纯度检测）
2检测流量时未在对空状态下
请根据下列公式计算流量（浮子流量计），
标况流量=带压流量X
涡街流量计可直接在流量积算仪上显示标况流量
2.2.4从消声器排出的气体中有黑色物质
1黑色物质为粉末状
请旋转压紧装置
2黑色物质为颗粒状
请立即通知厂家人员
2.2.5罐体上法兰有大量气体泄漏并伴有尖锐的哨声
1法兰密封垫损坏，请更换
2法兰紧固螺丝松脱，请紧固。
2.2.6自动排空异常
1持续排空
（1）纯度超标
（跳纯度检测）
（2）纯度不超标
纯度报警参数设置应与设备技术参数要求一致
2间歇式排空
（1）检查控制电磁阀是否故障
（2）检查测氧仪是否故障
（3）检查PLC输出是否正确
（4）检查电磁阀与PLC之间的电气线是否正常
（5）周围环境中是否有干扰磁场。
2.3FDA-2400空分制氮设备的维护与保养
丝杠
丝杠帽
2.3.1气动阀的维护保养
O型圈
本设备采用德国宝德气动阀，其执行机构为气动活塞制动控制阀门的开启，此阀门具有气动先导驱动旋转机构，制动器弹簧直接关闭阀门，自动调校插座位置，可达每秒一周期的运作。
维护保养详见《气动阀操作说明书》。
2.3.2吸附塔组的维护与保养
吸附塔组为本机的关键件，其维护的好坏直接影响设备的使用寿命。
设备运行3-6个月时应进行维护，维修时先将吸附塔内的压力排空，表压为0。
吸附塔法兰盖顶有预紧力，拆卸时要将法兰盖预紧力全部释放，以免发生危险！
吸附塔体（见附件：
吸附罐图纸）上的压紧丝杆依次均匀旋紧，以补偿分子筛下沉量。
注意每次调整压紧装置时，检查丝杆座上的O型圈是否完好，并及时更换。
当设备消声器处排空时有黑色烟雾并同时氮气输出气也伴有黑色粉尘时，说明吸附塔组分子筛下沉量超出极限，并及时填充分子筛至图纸设计位置，按图纸要求装配。
2.3.3消声器的维护
当设备停机或长期不用时，消声器上的盖子要盖上,防止其它东西进入产生堵塞，避免排空不畅。
2.3.4活性炭罐的维护
当活性炭罐正常使用3-6个月时，活性炭的使用寿命基本到期，其吸附油和水的作用大大降低，应及时进行更换活性炭，同时更改换空气净化系统的过滤器滤芯。
警告！
！
！
1、在断开连接管线或管件进行焊接补漏或装配之前，要释放所有管线内和容器内的压力，否则会导致严重伤害或死亡。
2、氮气为无色无味无毒无氧气体，人体直接吸入易造成窒息，排放氮气时要远离人的口鼻，直接排入大气。
3、电源必须符合国家安全操作规范，必须可靠接地
4、压紧装置内有弹簧，安装、拆卸时请注意安全，先用两根长螺栓对角置换两根原螺栓，再安装或拆卸其余螺栓，防止崩伤。
3制氮机组性能指标
氮气产量：
2400Nm3/h
氮气纯度：
99.5%N2（无氧含量）
氧含量：
≤0.5%
氮气露点：
≤-40℃
工作压力：
0.6-0.85MPa
输出压力：
0.1--0.6MPa
电源：
220V50Hz0.1KW电源一路
空气总管道口径DN150
氮气总管道口径DN80
附录Ⅰ测氧仪使用说明
订标准：
将量程开关拨至25档接通电源开关。
氧电极通干燥（空气）待读数稳定5分钟后，调节校准电位器是数字显示21.0%，干燥的空气氧电浓度量约为20.0%，通干燥空气可定20.1%，如果用空气校验，大多数空气都是潮湿的，因为潮湿的空气会冲淡氧气浓度，用空气作为标准定标，它的氧气浓度在20.7~20.8
简便方法：
1、被测气体是干燥气体，定标空气最好选用干燥压缩空气，定21.0，如没有压缩空气可用大气定标一般选定20.8，空气湿度在30以下定20.9，30~50定20.7，90以上定20.5。
2、被测气体气样是潮湿的，湿度在70~90%，可直接用大气定标21.0%
标准法：
可用与被测气样接近的标准气体定标一次，制氮机配套使用为15天定标一次。
测量
被测气体中含氧量在0.2%~21%范围时，在空气中稳定5分钟后即可接通被测气体，测量3分钟后读数稳定，被测气体中氧含量小于0.05，需在空气中稳定15分钟后，接通被测气体30分钟读数才能稳定。
仪器维修
一般用户，仪器使用一年后显示在0.00，或空气中21.0%不稳定，一般故障都表现为氧电极电解液干枯。
需换氧电极。
仪器如发现反映迟钝，定标后又有明显飘移，原因是电极头部有灰尘污染，可用药棉取出少许酒精，轻轻将电极头部擦一下。
擦后发现还不行，则需要重新更换氧电极。
当发现仪器数字显示不稳定或高或低，且随气体流量大小而变化，这是由于氧电极头部的薄膜弹性而减弱，应及时更换。
氧电极头部的外表由层透气膜，注意不要让硬物碰到，破裂后氧电极中电解液要漏出，很快就会失效，故应小心对待，不要随便拆开。
同时通入氧电极的气体流量不要太大，否则要冲破气膜，特别是高压容器等较高的场合更应注意。
仪器读数有无偏高的检查：
通空气，稳定5分钟校正21.0，在稳定30分钟飘移小于0.3%，氧电极通纯氩气或纯氮5分钟，仪器显示应低于0.03%，如高于此值说明氧电极残余电流较大，应及时检查或寄回我厂修理。
如没有纯氩气或纯氮气，也可用已知标准气体校正。
氧电极一般使用一年左右，或放置一年左右，其电解液都会挥发干净，此时应更换新电解液。
附录Ⅱ涡接流量计
工作原理：
当介质以一定流速流过三角柱体时，在三角柱体两侧后面产生一个交替排列的漩涡带，称为：
卡门漩涡。
由于漩涡两侧交替产生漩涡，于是在发生体两侧产生压力脉动，从而使检测体产生交变应力，封装在监测体内的压电元件在交变应力的作用下，产生与漩涡同频率的交变电荷信号，放大器将这种电荷信号进行放大，滤波、整形，最后输出与介质流速成正比的脉冲信号，送至流量积算仪进行处理和显示。
仪表的正确选型与安装
为了确保仪表的测量准确度，涡街流量传感器在管线上安装必须正确的选择安装：
1、对直管段的要求
渐缩管的安装：
对于大管径小流量须缩管安装，传感器上游应有不小于15d的等径直管段，下游应有不小于5d的等径直管段。
渐扩管的安装：
]对于小管径大流量须扩管安装，传感器上游应有不小于18d的等径直管段。
弯管的安装：
若传感器安装点的上游有90°弯头或t型接头，传感器上游应有不小于15d的等径直管段，下游应有不小于5d的等径直管段。
同一平面两个弯管的安装：
传感器上游应有不小于20d的等径直管段，下游应有不小于5d的等径直管段。
不同平面两个弯管的安装：
传感器上游应有不小于25d的等径直管段，下游应有不小于5d的等径直管段。
流量调节阀或压力调节阀尽量安装在传感器的下游5d以远处，若必须安装在传感器的上游，传感器上游应有不小于25d的等径直管段，下游应有不小于5d等径直管段。
特别注意：
在空压机出口处震动较强，不能安装传感器，应安装在储气罐之后。
附录Ⅲ开机顺序图
附录Ⅳ关机顺序图
附录Ⅴ电气原理图1
附录Ⅶ易损件清单
制氮机易损件材料表
序号
名称
型号
数量
规格
更换日期
备注
1
过滤器滤芯
E-44-Ⅱ
9
8400h
北京飞达
2
电磁阀片
SYJ-714M
1
3年
日本SMC
3
氧电极
KY型
1
1年
梅城
4
气动阀维修包
DN40
1
正常2年
宝德
5
气动阀维修包
DN80
1
正常2年
宝德
6
气动阀维修包
DN100
1
正常2年
宝德
7
压力表
Y-100
3
0-1MPa
8000h
布莱迪
8
自动排水阀
AD-402
2
正常2年
日本SMC
9
活性炭
DX30
200kg
2500h
新华
10
11
12
升级会员 