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1、PSA变压吸附制氮设备培训资料一、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
2、提供第一台全自动的氮气纯化设备，纯氮含氧1ppm，氢5m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（m）环境温度（）使用寿命MV0.015806个月MA0.0150.18012个月MB0.020.0112018个月2、维护及保养a. 刚开机时，应缓慢开启进气阀门，以防击穿滤芯。b. 请按滤芯正常使用寿命及时更换。c. 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。d. 当发现压差表的指针指向红色区域时，应及时用洁净
3、的压缩空气或氮气回吹，或更换滤芯。 e. 当发现过滤器内有大里油时,请及时更换滤芯。3.1.2冷冻式干燥机冷冻式干燥机气源净化原理：利用全封闭压缩式制冷系统，使空压机排出的压缩空气，经过管道过滤器处理后的空气强制冷却降温到5，使其中的水汽迅速达到饱和，并使其大部分凝结成水滴，积聚后由排水器排出，并除去部分油分，使其达到相对干燥。常见故障及其处理方法冷冻干燥机蒸发压力过低，会导致冰堵或停机。原因：工况不正常，制冷剂不足。处理方法：调整工况，顺时针调节热气旁通阀。添加制冷剂。冷冻干燥机蒸发压力过高，会导致干燥效果不好。原因：负载过重，工况不正常。处理方法：应使负载符合冷冻干燥机的要求，逆时针调节热
4、气旁通阀。冷冻干燥机高压压力过低。原因：冷却水温过低或流量过大，热气旁通阀开启过大。处理方法：逆时针调节水量调节阀，逆时针调节热气旁通阀。冷冻干燥机高压压力过高，会导致停机。原因：冷却水温过高或流量过小，热气旁通阀开启过小。处理方法：顺时针调节水量调节阀，顺时针调节热气旁通阀。注：三阀（水量调节阀、热气旁通阀和膨胀阀）的调整并不是独立的，而是相互关联的，需一边调节阀门，一边观察仪表，直至参数显示在正常范围内。3.1.3 精过滤器 压缩空气进入冷冻式干燥机，将压缩空气中的0.5m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（安装位置见图3
5、），过滤精度0.5m，使用温度为0.01m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（安装位置见图3），过滤精度0.01m，使用温度为0.01m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。 维修保养方法参见3.1.1管道过滤器的维修保养。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
6、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
7、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
8、力等），与流量计刻度状态不同时，必须对显示值进行修正；6.3.3 玻璃流量计的显示值修正：玻璃转子流量计用来测量气体时，制造厂在恒温（20）下用空气标定，并按标准状态（760mmHg，20）刻度出厂。对于非空气介质和在不同于上述标准状态下工作时，要进行校正。如果已知介质流量Q1在工作压力P1，工作温度t1时，要选用合适规格的转子流量计，可按下式进行计算。 Q0/Q1=（1 /0）1/2（ P0 / P1）1/2（T1 / T0）1/2 =KKp K 式中：Q0 仪表出厂按标准状态刻度的显示流量值，Nm3/h P0 出厂校验校正为标准状态的绝压=10332mmH2O； T0 出厂校验校正为标准状
9、态的绝对温度=293.15K； 0 校验用介质空气在标准状态下重度=1.293kg/Nm3 P1 被测介质绝压，表压P1mmH2O+10332； T1 被测介质绝对温度，工作温度t1（）+273.15K； Q1 被测介质在标准状态下流量，Nm3/h 1 被测介质在标准状态下重度，kg/ Nm3 K 重度校正系数即被测介质的重度与空气重度之比； Kp 压力矫正系数； K 温度校正系数。转子流量计生产厂通过实验室校验和现场考验，证明在一般情况下按理想气体进行换算是可以的。同时还证明测量液体流量换算成气体流量时，流量系数变化不大，可忽略不计。因此用转子流量计测量液体、气体、及蒸汽是可以的，为便于换算
10、，现将矫正系数分别列于表1、表2。表1 气体压力校正系数工作压力P1（MPa）0.10.20.30.40.50.60.7校 正 系 数KP0.71280.58340.518250.45310.41370.38310.3586表2 气体温度校正系数工作温度t1 0 10 20 30 40 50 KT0.96620.98331.0000 1.017 1.033 1.049举例说明上式的用法：转子流量计的读数 Q0= 18Nm3/h， P1=3kgf/cm2，t1=10，介质为氮气，求实际流量值。解：氮气的比重=1.2507（标准状态下） K=（1 /0）1/2=（1.2507/1.293）1/2=
11、0.984查表： KP=0.51825 KT=0.9833所以Q1=Q0/（KKPKT）=18/（0.9840.518250.9833）=35.9（Nm3/h）在实际使用时，由于温度是在常温下变化，氮气密度与空气密度相近所以 Kt1 Kr=1 Q1=Q0/KP=Q0/(P0/P1)1/2=Q0(P1/P0)1/2P1 被测介质绝压等于表压十大气压压力P0 大气压力注：玻璃转子流量计流量计通径小于15mm的，正常使用压力为1.0 Mpa；流量计通径为1550mm，正常使用压力为0.6 Mpa；流量计通径50mm以上的，正常使用压力为0.4 Mpa。6.4 节流阀 作用：调节产品氮气流量，控制合格
12、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。电气原理图请参见说明书 作用：设备启停操作、工作状态指示、故障声光报警指示、纯度显示和声光报警，按设备程序来控制气动阀工作。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
13、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0.30.5 Mpa。 油量：加油时请不要超过油杯的八分满。 保养及维修请参照说明书 7.4 KY-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。
14、方法是氧电极将气体中氧浓度转换成电信号，经减法器换算，直接显示被测气体中的氮气浓度。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+4e4OH Ag+ClAgCl 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）
15、、稳 定 性 24小时0.5（2）、精 度98-99.990.03%N： （8）、外形尺寸 15275160（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 220V10 （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
