公用工程岗位PSA制氮单元操作规程

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1、公用工程岗位PSA制氮单元操作规程1、主题内容与使用的范围本规程规定了公用工程岗位制氮系统的操作,开停车步骤及事故处理。2、编写依据盛大高科技机电有限公司提供的SCH-160H制氮装置使用说明书。3、工作任务采用特制的先进高效碳分子筛作为吸附剂,运用PSA变压吸附分离技术,在常温低压条件下直接从空气中制取氮气,从而为LNG主装置提供120Nm3/h（单台），露点为-80、纯度为99.99%（v）的工业用氮。4、管辖范围4.1螺杆压缩机两台 UC201 UC2024.2 PSA制氮装置两套UN201、UN202(含高效除油器、冷干机、空气缓冲罐、精密过滤器、氮气缓冲罐、精密过滤器）。4.3气液分

2、离器两台 UF201 UF2024.4吸附式干燥器一台 UD201 4.5氮气储罐一台 UT2015、工艺流程及工作原理5.1工艺流程 本装置采用典型的两器流程,空气经压缩机UC201/UC202加压，冷却器将气温降至45后,经气液分离器UF201/UF202除去冷凝水,再经高效除油器除去冷凝水及油渍,进入冷冻式干燥机处理,使空气清洁,无水无油,经缓冲储气罐稳压后,空气被导入吸附分离系统,进行氮氧分离。该分离系统由两台填充碳分子筛的吸附器、一组阀门和一组控制器组成。阀门是常闭的由控制器通过两位电磁阀打开阀门,当吸附器工作时，气源自容器下从打开的阀门进入,再生气自容器上经打开的阀门流入另一个容器

3、进行再生,废气自容器下流出。两个容器的上、下、中间部位均装有一个阀是作平衡均压用的，制成的氮气先自上部位阀门流经密封过滤器过滤后,再经缓冲储气罐及密封过滤器，输送到氮气干燥器UD201,进一步干燥到常压露点-80。通过氮气储罐UT201送入装置,当经处理的氮气没有达到要求纯度时,可以向空中排放。5.2 PSA制氮的原理PSA（Pressure swing adsorption）变压吸附制氮技术，是一种在常温下从空气中直接制取氮气的高新节能气体分离技术。经过压缩、分离脱水和冷干的空气（其中含21%的氧气和78%的氮气）进入PSA制氮装置，通过碳分子筛（CMS）来吸附空气中的氧等微量气体，由此得到

4、大量的氮气。在高压时，碳分子筛对氧气，CO2等气体的吸附量远远大于在低压时的吸附量，因此，通过压力的升高和降低，氧气、CO2等物质被捕获和释放，也就是所谓吸附和再生的过程，而氮气则被作为成品气流而获得。 6、螺杆式空压机的开车6.1应具备条件。6.1.1压缩机及辅助机电设备、仪表和供风管网及空气缓冲罐均已安装完毕,并经中间检查验收合格。6.1.2供电系统授电正常。6.1.3压缩机单机试车合格,并且系统吹扫完毕。6.2启动准备。6.2.1接通电源,电源指示灯亮。6.2.2关闭冷凝液排放阀。6.2.3打开供气阀。6.2.4检查油位计:指针指在绿色或橙色区域之内。6.3启动6.3.1在控制面上按开机

5、按钮,压缩机开始卸载运行，自动运行指示灯亮。6.3.2约10秒后,压缩机开始加载运行,显示屏上的显示信息从自动卸载变为自动加载运行。6.4运行6.4.1当自动运行指示灯点亮,表示电机的启动和停机由电脑控制器自动控制。6.4.1.1注意:如果压缩机停机,它可能会自动启动。6.4.1.2警告:在执行任何保养,维修或调整前,停止空压机,按下紧急停车按钮并断开电源.关闭空气出气阀并打开冷凝液手动排污阀。6.4.2经常检查显示屏上的读数和信息。6.4.2.1通常主显示屏，显示空压机出口压力，空压机的运行状态，显示屏下方的为能键。6.4.2.2经常检查显示屏，如果指示灯点亮或闪烁则排液故障。6.4.2.3

6、如果某一保养计划的周期已超过,或者某一监测元件超过保养要求，则应执行该保养计划的保养措施,或更换该元件,复位相关的时钟。6.4.2.4经常从主屏幕按键来检查压缩机的实际运行状态。6.4.3手动卸载/加载通常空压机处于自动运行状态,即电脑控制器自动控制压缩机加载、卸载停车和系统启动。自动运行指示灯点亮。6.4.3.1手动卸载 按“卸载键”,自动运行指示灯熄灭。信息“手动卸载”出现在显示屏上,空压机保持卸载运行，直到再次手动加载。6.4.3.2手动加载 按“加载键”,自动运行指示灯点亮,命令“加载”并不强迫压缩机处于加载状态,而是使空压机再次恢复到自动运行状态，当气网压力低于程序设定的加载压力时，

7、压缩机才加载运行。6.5停机6.5.1按停机按钮,自动运行灯熄灭，显示屏上出现程序停车的信息,压缩机将卸载运行30秒钟后停机。6.5.2若是紧急情况下停机,则按紧急停车按钮,报警指示灯闪烁,排除故障后，将此按钮拔出即可解除锁定。6.5.3关闭供气阀。6.5.4打开冷凝液排污阀。6.5.5切断电源。6.5.6说明6.5.6.1按过停机按钮后,压缩机将卸载运行30秒钟，过了此段时间后,压缩机才停机,在此过程中发出的开机指令将被忽略。6.5.6.2停机后，压缩机将在一定时间（20秒钟）内无法再启动。在此段时间内发出的开机指令就储存在电脑控制器中；自动运行指示灯点亮。压缩机将在最少停机时间过去后启动。

8、6.5.7停止运行 如果压缩机需要检修（或更换新的压缩机），则按以下步骤操作。6.5.7.1压缩机停机，并关闭供气阀。6.5.7.2切断电源，拆除压缩机与主电源的连接。6.5.7.3打开冷凝液手动排污阀，使压缩机泄压，并将加油塞松开一圈。6.5.7.4切断并释放与供气阀相连的部分气网，然后拆除压缩机供气管与气网的连接。6.5.7.5排空冷凝液和油。6.5.7.6拆除压缩机的排污管与污水槽的连接。6.6常规故障及处理6.6.1故障停机报警信息出现在显示屏上，当机头的出口温度太高，“报警指示灯”将点亮，当故障排除后，报警信息立即消失。6.6.2机器故障停机，当机头的出口温度过高，电机过载，继电器跳

9、闸“报警指示灯”闪烁。参考电脑控制器使用手册，解除故障并复位故障停机信息（子菜单“状态参数”部分）。 a.故障停机复位。断开电源排除故障。故障排除后，合上电源并按复位键。按菜单键和主屏幕键回到主屏幕并通过按键“1”重新启动空压机。b.风扇电机过载复位。切断电源排除故障。当冷却后复位过载继电器，当故障停机条件消失，合上电源按复位键。按菜单键和主屏键回到主屏幕并通过按键“1”重新启动空压机。6.6.3在加载中气水分离器中无冷凝液排放。a.气水分离器的排污管堵塞，检查确认后排除故障。b.气水分离器浮球阀故障，拆开浮球阀，清洗并检查。6.6.4空压机排气量或排气压力低于正常值。 a.空气消耗量高于压缩

10、机排气量，检查设备的连接。 b.空气过滤器堵塞，更换空气过滤器。 c.空气泄露，检查并排除。6.6.5空压机机头出口温度或排气温度高于正常值。 a.冷却空气不够，检查冷却空气是否受阻，改善压缩机房的通风，避免冷却空气回流。 b.油位过底，检查确认后及时补油。 c.油冷器堵塞，停机处理。 d.空气冷却器堵塞，停机处理。6.7压缩机工艺运行参数： 最大压力 10bar 压缩机的排气压力 9.5-8.0bar 空气过滤器压降 0.05bar 油气分离器压降 0.8bar 压缩机主机头的喷油压力 9.5bar 压缩机的排气温度 29 压缩机主机头的排气温度 55-100 空气进口温度 407、高效除油

11、器的投用7.1投用前的检查7.1.1初次运行或久停而重新运行前，应检查所有管路接头，连接螺栓是否旋紧可靠，各阀应在关闭位置。7.1.2初次运行前应对管路进行清扫，以防杂物及各种污物进入设备影响过滤精度。7.1.3确认压缩机是否已正常运行。7.2投用步骤7.2.1缓慢开启除油器的进气阀，观察压力表指示是否达到规定值。7.2.2开启一下排水器，检查是否有气排出，若有表示运行正常，然后关闭排水阀。7.2.3检查设备的进口压力，进口容积流量，初始压力降等均应符合规定值时（注意：若几个值变化过大，会影响滤芯的寿命）。7.2.4先经24小时运行，使滤床建立起液态滤膜，出口成品气才能达到规定的技术参数。7.

12、3维护保养7.3.1高效除油器筒体中心位置底部装有排污阀组件，可按要求排除罐内沉积的液体。为了保证排除污水，一般在筒体底部还装有手动排污球阀，通常情况下，每班（8小时）至少手动排放一次，若遇天气潮湿或压缩空气含油量较多时，可适当增加排放次数。7.3.2在拆卸或装配滤心时应保证密封件完好无损。7.3.3设备在使用和停用时都应缓慢开启（关闭）进、出口阀门，使其进、出气压差较小，以保证滤芯的完好。7.3.4除油器的初始压降为0.02Mpa，随着时间的增加压力降会逐渐增大，当压降大于0.05Mpa，用以下方法处理。7.3.4.1反吹（反吹压力为0.15-0.3Mpa）7.3.4.2清洗过滤元件（螺旋分

13、离元件，预过滤芯，精过滤芯） a.过滤元件浸泡于8%左右氢氧化钠溶液中，污垢去除后用清水冲洗。 b.放入1-3%盐酸溶液内浸泡15-30分钟。 c.用清水冲洗干净，凉干。 d.螺旋分离器重新表面处理。7.3.4.3在一般情况下，滤芯只能清洗一次，若压力降再度超出0.05Mpa时，需更换滤芯。 a.放尽容器内的压缩空气 b.松开容器法兰紧固件，打开上筒体。 c.提起螺旋分离器（包括滤芯）轻靠在容器法兰边缘，拆下中间托盘上的插入式管接头卡套，轻轻用力即可拔出螺旋管。 d.松开滤芯杆盖螺母，卸下失效滤芯，更换新滤芯，然后再将导管插入接头内（一定要插到位）若发现密封件失效，则同时更换新件（更换精过滤芯

14、，可参照上述的a.b.d等条款操作）。 e.轻轻放下螺旋分离器，注意不要碰损筒体内壁的涂料，并注意使螺栓起点通道与进口接管齐平。7.4常见事故及处理故障状态原因处理方法过滤效果差1实际流量超过进口容积流量2实际进口气体压力过低3 滤芯及紧固螺母未上紧4 旁路阀未关紧5 滤芯失效6滤筒内油水液位高，形成气带油7下游管道不清洁调换大流量过滤器提高实际进口气体的压力旋紧螺母关紧旁路阀调换滤芯检查排水部件是否堵塞及时清洗管道压差骤增1. 进气杂质多2. 滤芯堵塞严重3. 滤筒进水多改善进气质量调换滤芯检查排水部件是否堵塞流量骤减1 漏气2 进气压力低3 密封件破损4 配管漏气5 管道阀门未完全打开修复

15、提高进气压力更换破损件修复打开阀门8、冷干机的投用8.1冷干机开机前的检查8.1.1检查电源、电压、相数是否正确。8.1.2非安全电压电器是否有效接地。8.1.3检查制冷系统，观察铜管是否有破裂损伤，制冷剂有无泄漏。8.1.4检查压缩空气管路系统是否正常。空气进口压力不得超过1.0Mpa，进气温度不得大于45。8.1.5检查周围环境通风是否良好。8.1.6检查各运转部件是否正常。润滑是否符合要求。8.1.7检查各阀门是否正常，有无泄漏、失灵、损坏，否则应先行修换。8.1.8开机前应打开排水器前球阀。8.2启动8.2.1按下运行/停止按钮，冷干机系统带电，自动延时后（见显示屏），冷媒压缩机开始工

16、作。8.2.2检查冷煤压缩机运行是否正常，有无异常声响，观察冷媒压力表的指示是否正常。8.2.3缓慢打开冷干机的进气阀，同时关闭空气旁路阀，开始送压缩空气，此时空气出口压力表指示值，就是冷干机的工作压力，按下显示触摸按钮键则先显示进口温度当前值，注意是否45C8.2.4经过5-10分钟后，经冷干机处理后的压缩空气即可达到使用要求，此时冷媒低压指示在0.35-0.45Mpa，高压值指示在1.2-1.6Mpa。8.2.5当遇智能控制仪声光报警时，应注意显示屏显示符号，查出故障，采取措施迅速排除故障，检查无误后可重新开机。8.2.6投用初期，关闭排水器前端的球阀，用手动排污运转24小时后排尽管道中的

17、污水后，打开排水器前端的球阀，让凝结水经排水器排出。8.2.7操作注意事项：8.2.7.1开机前应将管内留存的压缩空气放掉。 8.2.7.2不要在无负荷状态下运行 8.2.7.3禁止冷干机的连续切换，以免过载继电器跳闸，造成制冷压缩机受损。 8.2.7.4当环境温度低与0时，应提前5-6小时合上压缩机加热器（压缩机自带）开关，对压缩机进行加热。8.3停机8.3.1关闭进气阀，再按下运行/停止键使冷干机停机。8.3.2切断电源。8.4控制仪表板说明详见冷冻式干燥机的控制使用说明。8.4.1冷媒低压表：指示蒸发器内冷媒的饱和压力值。8.4.2冷媒高压表：指示冷媒的冷却压力。8.4.3空气进口压力表

18、：指示压缩空气在冷干机进口处的压力。8.4.4空气出口压力表：指示压缩空气在冷干机出口处的压力。8.4.5启动按钮：按下此键，时间继电器动作，通过延时后，压缩机开始工作。8.4.6停机按钮：按下此键冷干机停止工作。8.4.7高低压指示灯：此灯亮说明冷干机的高低压开关跳闸。8.4.8运行指示灯：此灯亮说明冷干机运行正常。8.4.9电源指示灯：此灯亮说明冷干机已经接通电源。8.4.10过载指示灯：此灯亮说明压缩机工作电源过载。高低压开关及高压开关的设定值开关压力值冷却方式 风冷制冷剂 R134a高低压开关高压值 MPa低压值 MPa低压压差 Mpa102.00.40.60.05高压开关最高值 MP

19、a压差 Mpa1.60.28.5冷干机参数调整。8.5.1蒸发器压力,冷凝压力等工作参数的正常范围如下: 蒸发压力(表压) 冷凝压力(表压):R134A 1.0-2.0Mpa 0.4-0.6Mpa8.5.2当参数不符合时,应调整膨胀阀(顺时针为-,逆时针为+)热力旁通阀(顺时针为+,逆时针为-)。高,低压开关等,应当注意的是,调整并不是独立的,而是相互关联的,须边调节各有关参数,边观察仪表,直到参数显示在正常范围内为止。8.6常见故障及处理故障原因处理方法压缩机不能工作1. 电源缺相或电压超出允许范围2. 接触器不良,没有吸合3. 高低压保护开关不良4. 空气开关不良5.热继电器不良6.时间继

20、电器不良7.压缩机的机械故障（卡缸）8.热继电器保护性短路1、检查电源,使电源电压在额定范围内2、更换接触器3、调整压力开关设定值或更换损坏的压力开关4、更换空气开关5、更换热继电器6、更换时间继电器7、更换压缩机8、按下热继电器复位按钮（绿色）冷媒高压过高(高低压开关的高压端跳闸)1. 空气进口温度过高,超过452. 环境温度过高1、增设冷却器,使进气温度达到要求。2、改善通风条件冷干机完全不能工作1. 没有供电2. 保险丝熔断3. 断线1、检查供电系统2、更换保险丝3、找出断处加以修复冷媒低压过低(高低压开关的低压端跳脱)1. 负荷过轻2. 压缩空气长时间没有流动3. 制冷剂不足或泄漏4.

21、 热气旁路阀没开或不良5. 干燥过滤器堵塞1、增加压缩空气流量和热负荷2、改善用气情况3、重新充注制冷剂4、调节热气旁路阀,若损坏则更换5、更换干燥过滤器压缩机运转电流过大造成压缩机过热导致继电器跳脱1. 空气负荷过大，进气温度过高。2. 制冷剂不足，使其过热度太高。3. 压缩机有较大的摩擦阻力。4. 周围环境温度过高，通风不良5. 压缩机频繁起动6. 电源缺相1、降低热负荷和进气温度2、充注制冷剂3、更换润滑油4、改善通风条件5、减少压缩机的启动次数6、检查线路蒸发器内部凝结水结冰，其表现为排水器长时间不排水,打开排污阀有冰粒吹出1. 空气流量太小热负荷过轻2. 热力旁通阀未打开或损坏1、增

22、加压缩空气的流量2、调节热气旁路阀,若损坏则更换露点仪检测露点温度指示过高1. 压缩空气不流通2. 没有关闭空气旁通管的阀门3. 空气处理量过大4. 风冷式冷却器堵塞,散热不良5. 环境温度过高6. 进气温度过高7. 压力露点表不良,或数字显示露点表不良1、改善压缩空气使用条件2、关闭旁通阀3、减少空气处理量4、清洗冷凝器5、改善环境温度6、增设冷却器,降低进气温度7、修复或更换排水系统不良1. 蒸发器内部冷凝水结冰2. 冷凝水排出管线因污垢而堵塞3. 球阀未打开或损坏4. 排水器安装过于倾斜5. 空气旁通阀未关,空气未经过冷干机6. 排水器不良1、改善压缩空气使用条件2、清洗管路3、打开球阀

23、或更换球阀4、重新安装排水器5、关闭旁路阀,让空气经过冷干机6、修理或更换排水器压缩空气的压力太大1. 管路中空气过滤器的滤芯被堵塞2. 管径过小,变径接头及弯头太多或管路太长3. 管路阀门没有完全打开4. 蒸发器内冷却水冻结堵塞气流通道1、清洗或更换滤芯2、改善空气管道系统3、打开空气所经过的全部阀门4、增加压缩空气量或调节热气旁通阀,若损坏则更换9、PSA制氮装置的投用9.1条件确认及检查。9.1.1空压机UC-201/UC-202开车并运转正常。9.1.2空气经空气总管在尾气放空阀处放空。9.1.3冷干机工作正常。9.2 PSA启动9.2.1在冷干机工作正常5分钟后按下制氮机“启动/停止

24、”开关，启动PSA吸附器运行，控制器处于运行状态。9.2.2待氮气缓冲罐压力升到0.8MPa，且吸附器切换运行六、七个周期后，再逐步缓缓打开产品气阀，使流量逐步上升到额定气量。9.3 PSA控制系统操作9.3.1PSA设备的遥控操作 控制柜面板上的控制转换开关，是用来将设备设置成为遥控或现场控制方式的，若将开关打到遥控挡，此时在触摸屏左上方会显示“遥控”字样。若将开关打到“现场”档，此时在触摸屏上会显示“本地”字样，当处于遥控时，本地不能启动，但能停机，当处于“本地”控制时，远程不能启动，但能够停机。9.3.2触摸显示器的操作触摸“进入画面”按钮后，屏幕显示如下画面（2）：遥控现在停机工艺参数

25、菜单返回 在此画面中“遥控”窗口中控制的内容为显示控制方式，如设备处于远程遥控，则该窗口内显示的内容为“遥控”，如设备处于本地控制，则该窗口内显示的内容为“本地”。 在此画面中的“现在停机”窗口内显示为设备所处的状态，如果设备处于停机状态该窗口则显示“现在停机”；如果设备处于本地控制运行状态，该窗口则显示为“本地控制运行”；如果设备处于远程遥控运行状态，该窗口则显示“远程控制运行”。如果设备的产品气体纯度低于氮气分析仪或微氧仪上的报警设定值，氮气分析仪或微氧仪报警时，该窗口则显示“纯度报警”；如果检测气体中水分含量的露点仪报警时，该窗口则显示为“露点报警”。如果电脑控制器判断为故障时，该窗口则

26、显示“故障报警停机”，如果设备为初次上电，该窗口则显示“请启动控制指令”。 在“返回”窗口中，只要轻轻触摸一下该按钮，屏幕上就会切换到画面“1”。在“工艺参数菜单”窗口中只要用手轻轻触摸一下，该窗口就会显示如下的画面（3）：工艺流程图流量换算计算器气体指标返回 如果触摸“工艺流程图”，屏幕就会显示如下的画面（4）： 在“工艺流程图”，画面中显示了各个气动阀门的工作状态，如果阀门动作，则该框内有黑色的颜色填充。如果阀门不动作，则该框内无色。按一下“返回”键，屏幕就会变成画面（2）。 如果对着画面（3）中的流量换算器窗口轻轻触摸一下，画面则变成如下： 表压陆 Mpa将工况流量换算后的标准 流量 M

27、3/h 计算器-x.xxxxxx.xx返回 只要对表压一栏的xxxxx窗口轻轻触摸一下，就会出现如下键盘：789ESC456+/-123.0BSCLR 用此小键盘输入氮气出气口压力表读数值之后，按一下确认键，此时屏幕中的流量一栏xxxx.xx的数值就是工况流量换算后的标准流量。（注意：输入的数据必须在0.6-1.2之间，否则，屏幕不会切换。）在按下返回按钮后，屏幕显示画面（2）。在画面（3）中，如果轻轻触摸一下气体指标窗口，屏幕就会显示如下的画面（5）： 在此画面中，可以知道在工况下氮气的流量，露点，纯度等指标。9.3.3制氮机的报警 在正常运行情况下，当氮气的纯度低于设定值时，控制系统就会自

28、动发出报警的信息，但设备仍继续运行，操作人员应及时采取措施，以免造成不必要的损失。9.4 PSA的放空操作 当氮气没有达到要求的纯度时可以向空中排放掉，简称放空。放空装置有手动和自动两档。 放空及出口装置示意图9.4.1自动放空 当纯度不符合要求，需自动放空时，应先将控制面板上的放空“自动/手动”切换钮置于“自动”处。用调压阀2调节氮气的压力。然后关闭阀门5，图中阀4和阀1开，电磁阀3闭。在电磁阀3处串连KM1报警触点。当N2气纯度未达到设定值时，控制器的输出使报警继电器动作，从而报警触点闭合将电磁阀打开，起到了放空作用。9.4.2手动放空 当纯度不合格时，需手动阀防空时，应先将控制面板上的“

29、自动/手动”切换开关置于“手动”处，用调压阀2调整好氮气压力，然后关闭示意图中的阀4，打开阀5即为手动放空。10、运行中监测和记录10.1装置在运行过程中，需定时检查各设备的运行情况，空压机是否处于正常工作状态，进气温度是否正常，冷干机及吸附器是否正常，成品N2气纯度是否符合要求，否则按有关说明进行调整。10.2注意控制柜KY-2N氮气分析仪显示的氮气纯度是否合格，否则按“9.4.2”手动放空。10.3做好操作记录，记录的内容有时间、室温、空气进、出口压力及制氮压力，产品氮气流量及纯度等。11、停车11.1停空压机 UC-201/UC-20211.2关控制器，关冷干机11.3关产品气阀和取样阀11.4关空气总阀，冬季停车，还必须放净各设备内的水。15