净化装置操作说明

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1、武钢三硅钢 6000Nm3 /h 氮气净扮装置操作维护使用手册天津市大通膜分别设备6000Nm3/h 氮气净扮装置操作手册天津大通膜分别设备前言1、本操作手册具体地介绍了氮气净扮装置的构成及其工作原理，具体描述了氮气净扮装置的操作要领。请参考本操作手册进展运转操作及修理。2、本操作手册主要偏重于净化设备流程的描述和设备的操作，简述了自动掌握系统的构成和工作原理，描述了个功能元件的位置、型号、功能和工作步序，有关压力容器包含枯燥塔、脱氧塔和过滤器的构造以及催化剂和分子筛的特性，请参阅相关的图纸资料。3、本操作手册所描述的具体操作画面，假设与现场实际设备有差异， 以现场画面指导操作为准。-1-目录

2、1、概述1-1 净扮装置的简要描述1-2 氮气净扮装置主要指标：2 主要设备规格及作用3 一般留意事项4 设备的启动和运转4-1 设备的吹扫4-2 设备的启动4-3 氢气添加量的设定4-4 枯燥脱水系统5 吸附枯燥塔切换再生系统工作过程描述6、系统报警及特性说明6-1 系统报警功能6-2 系统特性7、设备的维护7-1 日常检查7-2 定期检查附录一、设备工艺流程图附录二、设备平面布置图-2-1、概述1-1 净扮装置的简要描述本净扮装置的作用就是将原料氮气中所含的微量氧通过化学反 应的方式用允许的过量氢气在脱氧塔中消退，同时利用后级的枯燥塔和出口过滤器，使得产品氮气的含氧量、露点、纯度等指标都能

3、满足工艺的要求系统流程图见附录一。每套设备主要由一个脱氧塔、两台枯燥塔、进出口过滤器、现场操作柜、加氢柜和仪表柜构成见附录二。按气体的流淌大致可以分为原料氮气气路、产品氮气气路、再生氮气气路、放空气路以及加氢气路见附录三。1-1-1 原料氮气气路系统原料氮气通过入口过滤器V0101、V0102、GL0101进入净化设备管路。在这里，原料氮气中 1.5 m 以上的尘埃杂质被除去 98%以上5 m 以上的尘埃杂质被除去 100%，这是为了防止这些尘埃进入脱氧塔，由于尘埃污染造成脱氧塔内填充的催化剂的性能降低。除去尘埃的原料氮气，在过滤器出口进展压力检测PE0101和微量含氧量检测AE0101，并通

4、过氮气流量计FE0101进入混合器M0101。在混合器M0101内，原料氮气与系统参加的氢气进展混合， 送入脱氧塔R0101,在催化剂的作用下，氮气中的微量氧与系统参加的氢气在脱氧塔内发生下述化学反响：2H + O22 2HO + 热2-3-氧和氢反响生成水，在脱氧塔内，残留氧含量在 5ppm 以下，含残氢量在 1000ppm 以下。由于氢氧反响产生热，另外脱氧塔内催化剂的特性要求其反响应在肯定的温度范围之内，故由脱氧塔产出的气体需经冷却器降温，经过冷却器后的气体，其露点到达常温，再进入枯燥塔除去水份，到达产品氮气对露点的要求。除去微量氧的氮气经冷却器后进入枯燥塔进展枯燥处理，处理后的氮气其露

5、点可到达-60以上。枯燥系统由两台内装枯燥剂分子筛的吸附枯燥塔R0201 和R0202构成。其中一台用于氮气枯燥，另一台用于枯燥剂再生，保证生产的连续性。当原料氮气的含氧量在500ppm 时，两台枯燥塔 48 小时切换一次。两台枯燥塔的切换是通过双稳态气动三通球阀FV0401完成的。1-1-2 加氢气路系统外管网供给的原料氢气其压力为 1.4MPa，而原料氮气系统的压力为0.6MPa，不能直接用于氮气净扮装置由于加氢调整阀的特性和氮气系统压力共同打算的，所以必需对氢气进展系统减压，以保证系统加氢的稳定性。氢气减压系统示意图如下：-4-加氢系统投入使用前，为了确保系统的安全牢靠，保证系统正常运行

6、，必需使得原料氢气出口压力在 0.6MPa0.8MPa 之间。通过调整FV01 可以到达此目的，FV01 为美国Fisher 公司的自励式减压阀， 型号为 95H。假设氢气减压系统出口压力大于 1.0MPa 或小于 0.5MPa， 系统会自动报警。减压后的原料氢气经过氢气管路入口阀V0201 进入加氢气路，由管道过滤器GL0201过滤后，供给氢气质量流量调整阀FIQ0201，依据原料氮气流量、原料氮气含氧量等参数，为氮气净化系统参加适量的氢气，经过氢气流量现场指示仪表 FI0201参加氮氢混合器M0101，实现微量氧与氢气充分混合，到达在脱氧塔内充分除氧的目的。1-1-3 产品氮气气路经过脱氧

7、处理并冷却后的含有肯定水份的氮气由双稳态三通球阀FV0401掌握，进入正在工作的枯燥塔R0201 或R0202，进入枯燥塔的方向为下进上出，再经由单向阀V0404A 或V0404B、手动球阀V0601 进入出口过滤器GL0103 将产品氮气送入产品气管道。在出口过滤器 GL0103 的出口处，对产品氮气的质量进展检测。内容包括产品氮气含氧量AE0601、产品氮气露点DP0601和产品氮气压力PE0601，其中任何一项指标不合格，系统都将产生报警，提示操作人员实行相应措施。假设产品氮气不合格，可以手动关闭球阀V0604，翻开球阀V0803，对不合格产品氮气放空。不合格产品氮气放空是通过手动完成的

8、。-1-1-4 再生氮气气路本氮气净化设备对氮气的枯燥过程是通过枯燥塔内的分子筛对 氮气中水份进展吸附完成的，当分子筛吸附饱和之后，就失去了枯燥的作用，必需对其进展加热脱水再生，并利用再生气将水份带出系统， 以便再次投入使用。本装置设置两台吸附枯燥塔R0201 和R0202，其工作形式为一台工作，另一台再生。再生气取自出口过滤器的出口，所以本系统是利用产品气来再生的，这样在再生的枯燥塔投入使用时，其内部存留的气体也为合格的产品氮气，避开了对系统的污染。再生氮气通过球阀V0603 进入再生氮气管路，通过节流阀V0702 调整再生氮气流量，其再生流量值一般在 400Nm3/h600Nm3/h 之间

9、， 涡街流量计FTQ0701 测量并远传至自控系统。通过气动蝶阀FV0703、单向阀V0403A(A 塔再生)或V0403B( B 塔再生进入将要再生的吸附枯燥塔，再生气进入枯燥塔的方向为上进下出，再通过双稳态气动直通阀 FV0402A(A 塔再生)或 FV0402B(B 塔再生)，进入渐开调整阀FV0803 放空。气动蝶阀 FV0703 为电闭特性，以保证在系统失电的状况下，保证再生气路的畅通。渐开调整阀FV0803 为快关慢开、电闭特性。当开头放空过程时， 使得再生气缓慢流出再生枯燥塔，避开分子筛因患病猛烈气流冲击受到震惊，影响使用寿命。-6-1-2 氮气净扮装置主要指标：1-2-1 原料

10、氮气指标原料氮气流量：6300Nm3/h浓度v/v：99.95%含氧量：100500ppm压力：0.40.6MPaG含水量DP：-20温度：40粉尘：微量1-2-2 产品氮气指标氮气流量浓度v/v 氧气含量：6000Nm3/h操作弹性：50105%99.999%5ppm露点DP：-60压力：0.35mpaG温度：40粉尘：小于 3m ：2%大于 5m ：0%1-2-3 电气仪表配电容量1） 加热器 380VAC 50Hz180KW2） 电气仪表 380VAC 50Hz 10KW1-2-4 电气仪表空气1流量： 最大 10Nm3/h 2压力： 5 7kgf/cm2 G3) 温度： 常温4露点：

11、-20以下在上述压力下-7-2 主要设备规格及作用注：不含脱氧塔、枯燥塔、过滤器等机械设备序号工作位号设备名称1FV0401双稳态三通球阀2FV0402A双稳态直通球阀3FV0402B双稳态直通球阀4V0403A旋启式止回阀5V0403B旋启式止回阀6V0404A旋启式止回阀7V0404B旋启式止回阀8AE0101微量氧设备型号Q644F-16C DN200Q641F-16C设备作用通过切换掌握枯燥塔的工作与再生开启时，对吸附备注 广东明珠DN200 Q641F-16C DN200H44F-16C枯燥塔A 再生放空广东明珠开启时，对吸附枯燥塔A 再生放空广东明珠枯燥塔A 再生时9AE0601微

12、量氧10DP0601露点仪11PE0601压力变送器12 PE0101压力变送器13 PE0201压力变送器DN80 H44F-16C DN80 H44F-16C DN200 H44F-16C DN200MODEL 9110500ppmMODEL 911010ppm-1000EJA430A 01.0MPaEJA430A 01.0MPaEJA430A 02.0MPaCMVQ再生氮气入口阀 枯燥塔B 再生时再生氮气入口阀 枯燥塔A 工作时产品氮气出口阀 枯燥塔B 工作时产品氮气出口阀 原料氮气含氧量，位于入口过滤器的出口处产品氮气含氧量，位于出口过滤器的出口处产品氮气露点，位于出口过滤器的出口处产

13、品氮气出口压力测量，位于出口过滤器的出口处原料氮气入口压力测量，位于入口过滤器的出口处原料氢气入口压力测量，位于氢气减压系统出口系统加氢质量流量广东明珠广东明珠广东明珠广东明珠SYSTECHSYSTECH英国 SHEW横河川仪横河川仪横河川仪14 FIQ0201质量流量调整阀0200L/m调整阀，最大加氢量 12Nm3/h日本山武15 FE0101涡街流量计DN200设备入口原料氮气流量的测量天津五环-8-3 一般留意事项3-1 启动和停用设备时，阀的开闭应缓慢进展。3-2 送入氢气时，必需先用氮气置换氢气管路，防止发生危急。3-3 设备停用时，必需关闭氢气管路入口阀门V0201。3-4 各设

14、备的操作，请生疏各设备相关操作说明书等资料以后再进展操作。4 设备的启动和运转4-1 设备的吹扫氮气净化设备在第一次使用或长时间停顿不用时，在启动设备之前应对各气路进展吹扫，吹扫流程如下：注：吹扫程序由本机手动操作和远程手动操作联合完成。远程手动操作是在现场操作柜的触摸屏上完成的。1） 检查设备各手动阀门的状态：原料氮气入口阀门V01、产品氮气出口阀门 V0604、不合格产品氮气放空阀门V0803、入口过滤器 GL0101 阀门V0101 和V0102、出口过滤器 GL0103 阀门 V0601 和 V0602、再生氮气节流阀 V0702、氢气管路阀门V01、V0202、V022003、V02

15、04、V0206、V0207 处于关闭状态。入口过滤器GL0101 旁通阀门V0103、出口过滤器GL0103 旁通阀门 V0603、再生旁通阀 V0701、再生氮气放空出口阀门 V0802、氢气管路旁通阀门V0205 和V0208 处于翻开状态。2） 远程手动操作：在现场操作柜触摸屏的主画面上，选择系统进入设备吹扫程序，-此时各电控阀门按挨次执行如下动作：电动蝶阀 FV0703、再生放空缓开阀 FV0801、双稳态直通球阀FV0402A 和FV0402B 将自动处于关闭状态。双稳态三通球阀FV0401 自动位于与吸附枯燥塔 AR0201同向， 即R0201 处于工作位置。注：假设在触摸屏上选

16、择吹扫程序时，设备正处于枯燥塔再生中的加热或吹冷步序，则系统发生连锁保护，吹扫指令将被终止。 3缓慢翻开原料氮气入口阀门 V01，使设备缓慢冲压。直至入口现场指示压力表P0101 和产品氮气出口现场指示压力表P0601 的指示压力与外管网原料氮气的压力全都为止。此时在掌握室仪表柜触摸屏和现场操作柜触摸屏上显示的产品氮气压力，应当与此压力值一样。将原料氮气入口阀门 V01 手动打到全开状态。4缓慢翻开产品氮气放空阀 V0803，检查原料氮气流量在掌握室仪表柜触摸屏和现场操作柜触摸屏上均有显示 ，使流量值到达2000Nm3/h 左右，保持5 分钟或视实际状况适当变动，此时应亲热留意原料氮气压力的变

17、化，不能直接影响外管网的压力。 5在现场柜触摸屏上选择下一步，进展再生放空管路吹扫。FV0402B 翻开、FV0801 缓慢翻开，系统自动吹扫 3 分钟，关闭 FV0402B 和FV0801。6在现场柜触摸屏上选择下一步，则双稳态三通球阀 FV0401 切换至枯燥塔BR0202，即 R0202 处于工作状态，保持 5 分钟。 7在现场柜触摸屏上选择下一步，进展再生放空管路吹扫。FV0402A-1-翻开、FV0801 缓慢翻开，系统自动吹扫 3 分钟，关闭 FV0402A 和FV0801。8依次翻开手动球阀V0101、V0102、V0601、V0602，关闭V0103 和V0603，将GL010

18、1 和GL0103 投入系统，保持几分钟。9关闭产品氮气放空阀V0803，翻开氢气管路吹扫阀门V0202，保持3 分钟，关闭V0202。10在现场柜触摸屏上选择下一步，系统将提示设备已完成吹扫过程，点击“完成”，设备回复到初始状态。关闭原料氮气入口阀门V01,并保持 12 小时以上，观看整体设备的气密性。至此，设备完成了整个吹扫过程，每个步序在现场操作柜的触摸屏上均有提示。4-2 设备的启动假设设备长时间闲置，应用氮气加以保护。设备预备启动时，首先要进展氢气管路的气体置换。4-2-1 氢气管路的置换流程1关闭V0201、V0203、V0204、V0206、V02072翻开V0205、V0208

19、、V0202，保持 1 分钟。3关闭V0202、V0208，翻开V0201、V0206氢气管路的置换完毕。4-2-2 设备的投运启动1） 检查各阀门的状态：-11-原料氮气入口阀门 V01 与产品氮气出口阀门 V0604、氢气管路 V0201与V0202 应在关闭的位置翻开的阀门：V0101、V0102、V0205、V0207、V0601、V0602、V0702、V0802关闭的阀门：V0103、V0203、V0204、V0206、V0603、V0701、V07022） 在现场操作柜触摸屏的“主画面”上选择“系统启动”，在“系统启动”画面上选择“A 塔工作”或者“B 塔工作”并“确认”，系统会

20、自动地调整各电动阀的位置和状态。例如，选择“A 塔工作” 则FV0401 切向A 塔工作，B 塔再生的状态，FV0402A 关闭，FV0402B翻开，FV0703 和FV0801 翻开，枯燥塔B 处于再生加热状态。假设确认 B 塔无需加热，可以把“自动/手动”开关打到“手动” 位置，利用“步进”按钮将B 塔切换到再生的等待状态。假设在上述操作中，选择了 B 塔工作，则 FV0401 切向B 塔工作， A 塔再生的状态，FV0402B 关闭，FV0402A 翻开，其他工作状态与选择A 塔工作一样。留意：即使再生塔处于加热状态，由于没有再生气流量，加热系统也不会开头加热，它会等到有再生气流量后，并

21、延时 2 分钟后再开头加热。这也是系统连锁保护的一个重要环节。3） 缓慢翻开原料氮气进口阀门 V01，为系统冲压，直至系统压力与外管网压力平衡，将V01 打到最大开度。4） 缓慢翻开V0803，使系统流量到达 2000Nm3/h 左右即可。5） 缓慢翻开氢气管路进口阀V0201，调整节流阀V0206，观看现场加-12-氢流量计，使得最大加氢流量在15Nm3/h 左右即可，此后该节流阀的位置一般无需在此调整。此时请确认氢气系统减压后的压力值，假设不符合系统的要求，请准时予以调整。在仪表柜触摸屏的“加氢”画面，将加氢方式选择为“比率加氢”模式，并手动设定系统含氧量，“确认”后，关闭 V0205翻开

22、V0204，缓慢翻开V0203，直至到达最大开度，观看加氢流量值，并与所需氢气流量加以比较。调整V0803，观看加氢流量是否虽氮气流量的变化而发生变化。6） 调整再生节流阀 V0702，使再生流量掌握在 500Nm3/h 左右，2 分钟后，观看系统是否开头加热。7） 假设一切正常，选择“完成”，系统将自动进入正常显示流程。8） 待系统的产品含氧量和露点都符合工艺要求后，关闭 V0803，翻开V0604，产出产品氮气。4-3 氢气添加量的设定4-3-1 氢气添加量的理论数据系统向原料氮气中添加氢气，以除去氮气中所含的微量氧，无论承受哪种加氢方式，其添加氢气的理论数值可以依据下面公式获得：Q =

23、F 2A 10-6 + a 10-2 Q 添加氢气量的理论值Nm3/hF 原料氮气流量Nm3/hA 原料氮气含氧量ppma 过量氢气添加浓度%通常为 0.15-13-4-3-2 加氢方式的选择依据加氢流量的理论计算，为加氢系统供给了正确操作供给了理论依据。加氢系统分为比率加氢和自动加氢两种方式，可以在仪表柜触摸屏上选择并相互无扰动切换。两种加氢方式的特性如下：4-3-2-1 比率加氢方式比率加氢为开环掌握方式，它以参加的氢气流量为调整对象；由于氧器固有的惰性，在比率掌握方式时，氧并不接入掌握回路，而是人为地在 HMI 上设定系统原料氮气的含氧量，加氢流量依据含氧量设定值，随原料氮气的流量转变而

24、发生变化。比率加氢方式主要应用在稳定的生产过程中或表消灭故障的状况下。当系统含氧量超出规定范围时，发出声光报警，提示操作人员准时调整系统含氧量。比率加氢原料氮气的含氧量的 高限报警是依据含氧量设定值和氧分仪测量值进展比较，当计算出系统的过量氢量缺乏 200ppm 时， 发生报警，提示操作人员留意。比率加氢原料氮气的含氧量的 低限报警是依据含氧量设定值和氧分仪测量值进展比较，当计算出系统的过量氢量高于 1800ppm 时， 发生报警，提示操作人员留意。4-3-2-2 自动加氢方式自动加氢为闭环掌握方式，它以参加的氢气流量为调整对象；随原料氮气的流量变化，利用质量流量掌握器，掌握加氢流量。在这种掌

25、握方式下，整个加氢过程是自动完成的。-14-无论是比率加氢方式还是自动加氢方式，当系统含氧量超出设定高限报警值时，系统都会产生声光报警，该报警只有得到操作人员确认时，才会消退。系统具备报警保持功能。4-4 枯燥脱水系统由于枯燥系统是由两台一样的枯燥塔构成的，工作方式为一用一备，并附以相应的切换、加热再生、放空、保压等待等系统，所以枯燥系统的掌握主要有如下内容：两台枯燥塔的切换：通过掌握一台三通双稳态气动球阀的换向实现。再生塔的加热再生过程：在加热过程中，没有承受传统的可控硅调整模式；而是承受了逐级连续加热方式，保证总有三组加热器在工作。而且相对每一次加热再生过程，三组主加热器是轮番使用的，保证

26、了加热器的使用寿命尽可能的长，这是优于可控硅掌握加热的方面之一可控硅掌握加热方式是九组加热器同时都在连续工作；另外，由于可控硅的漂移特性，也使得掌握加热的目标值不易准确，而承受逐级连续加热方式，它是在目标值四周使用小功率加热，1/3 的加热功率，将使掌握的目标值很准确。再生塔掌握点的选择：再生塔进展加热时，再生气体为上进下出， 合理地选择掌握点，对加热过程的进展是相当重要的。再生塔温度测量点的选择如以下图所示：-1-加热温度掌握点：主要对再生加热的温度进展掌握，避开加热温度过高，损害分子筛。该点是再生加热的目标值。加热温度连锁点：该点作为再生加热的连锁值，主要用于对加热电缆进展保护。出口温度监

27、视点：用于对再生气的出口温度进展监视。当该点温度高于 100时，说明分子筛内吸附的水分已蒸发干净， 此时的分子筛可以随时投入使用。当该监视值高于 100时，系统自动将再生加热的目标值设定为 150，不再受加热目标值的制约， 这样可以有效延长分子筛的使用寿命。5 吸附枯燥塔切换再生系统工作过程描述设备中配置了两台吸附枯燥塔，我们分别称为 A 塔和B 塔，其工作方式为一工作一再生，两塔一用一备，保证了系统工作的连续性。-16-6000Nm3/h 氮气净扮装置操作手册天津大通膜分别设备枯燥塔工作流程如下所示：各电动阀门依据上述工作流程挨次工作，如下表所示：17各阀门动作步序：186000Nm3/h

28、氮气净扮装置操作手册天津大通膜分别设备6、系统报警及特性说明6-1 系统报警功能（1） 原料氮气含氧量高报警：当系统原料氮气含氧量超过报警设定值时，产生声光报警。该设定值是通过人机界面在触摸屏上完成的。（2） 原料氮气含氧量设定高报警：该报警是在比率加氢的状况下自动消灭的。当含氧量设定值和氧分仪测量值进展比较，计算出系统的过量氢量高于1800ppm 时，发生报警，提示操作人员留意。（3） 原料氮气含氧量设定低报警：该报警是在比率加氢的状况下自动消灭的。当含氧量设定值和氧分仪测量值进展比较，计算出系统的过量氢量低于200ppm 时，发生报警，提示操作人员留意。（4） 原料氮气压力低报警：当系统原

29、料氮气压力低于报警设定值时，产生声光报警。该设定值是通过人机界面在触摸屏上完成的。（5） 产品氮气含氧量高报警：当系统产品氮气含氧量超过报警设定值时，产生声光报警。该设定值是通过人机界面在触摸屏上完成的。（6） 产品氮气压力低报警：当系统产品氮气压力低于报警设定值时，产生声光报警。该设定值是通过人机界面在触摸屏上完成的。1-（7） 枯燥塔加热温度高报警：当某一枯燥塔处于再生加热状态，其加热的最高温度高于报警设定值时，产生声光报警。该设定值是通过人机界面在触摸屏上完成的。（8） 脱氧塔温度低报警：由于脱氧催化剂在温度低时将失去脱氧功能，所以当原料氮气温度低于报警设定值时，产生声光报警。该设定值是

30、通过人机界面在触摸屏上完成的。6-2 系统特性（1） 系统得掉电保持特性当设备在运行过程中突然停电时，除了再生放空阀处于翻开状态之外，其他阀门不动作，在系统得电以后，设备自动恢复到掉电之前的状态，即系统具有掉电的现场保护功能。（2） 系统重得电加热状态的保护功能假设设备掉电前正处于再生加热阶段，则再次得电后，仍旧处于再生加热步序，但系统没有加热电流存在，需要操作人员在现场操作柜的面板上按“复位”按钮消退连锁。7、设备的维护7-1 日常检查（1） 检查设备各系统得流量、压力、温度是否正常（2） 检查原料氮气、产品氮气的氧含量及露点是否正确（3） 检查各器的取样气体流量是否正常2-(4) 检查氢气减压系统减压后压力值是否符合要求7-2 定期检查检查部位检查周期检查工程有无堵塞压差过滤器依据运转状况打算更换过滤元件工业仪表类每年检查一次依据操作说明书进展现场显示仪表每年检查一次检查校正指示氧每两个月检查一次依据操作说明书进展露点仪每两个月检查一次依据操作说明书进展检查进出口压力值吸附枯燥塔依据运转状况打算检查枯燥效果21