VPSA制氧技术培训资料.doc

北京北大先锋科技有限公司VPSA制氧技术培训资料 北京北大先锋科技有限公司工程技术部目 录第一章：概述1一、氧气性质1二、氧气用途1三、氧气生产方法2第二章 吸附原理4一、吸附4二、吸附剂特点4三、吸附过程5四吸附剂吸附容量5五、常用吸附剂6六、吸附剂再生7第三章 变压吸附制氧工艺8一、变压吸附原理8二、变压吸附工艺的分类9三、吸附器数量9四、工程术语12五、操作工况13第四章 变压吸附制氧设备14一、鼓风机组14二、真空泵机组15三、吸附切换系统16四、氧气压缩系统18五、仪表空气系统19六、仪表控制系统20七、电控20第五章：操作及故障处理20一、开车前准备20二起动操作21三、工况调整21四、停车21五、故障及处理22六、注意事项22第一章：概述一、氧气性质氧气（O2）是氧化性气体，比空气略重，在标准状态下（0，101.325KPa）密度为1.429kg/m3，在常压下氧的熔点-218.4，沸点-183。液态氧呈天蓝色，透明且易于流动；固态氧呈蓝色。氧的化学性质很活泼，尤其是在高温时，易与其他物质发生氧化反应，同时，放出大量的热。在纯氧中发生的氧化反应更为剧烈。氧可以助燃，它与可燃气体（如氢、甲烷、乙炔、一氧化碳）混合，在较大的比例范围内都会发生爆炸。各种油脂与高压氧气接触，如温度超过物质燃点，可发生自燃。二、氧气用途1.黑色冶金钢铁冶炼及燃烧过程通常都是氧化反应，所以冶金离不开氧。在现代钢铁冶炼中，除了需要鼓风机吹入空气外，还需要供应大量的纯氧，这样可以显著地节约能耗并提高产量。随着钢铁工业的发展，对氧气的需求量迅速增加。据统计，目前我国钢铁企业每年需氧量达7080亿立方米。对于电炉冶炼，加入氧气可以加速炉料的熔化及杂质的氧化，这意味着在提高生产能力的同时还能提高特种钢的质量。电炉吨钢耗氧量依据炼钢种类的不同而有差异。如：冶炼碳素结构钢的吨钢耗氧为2025 m3，而冶炼高合金钢的吨耗氧为2530 m3。高炉富氧鼓风能显著地降低焦比，提高产量。一般富氧浓度为2425（体积比）。据统计，氧浓度提高1，铁产量可以提高46，焦比降低56。尤其是铁基炼铁工艺的发展，需要供应大量的氧气。当每吨铁水喷煤达到300kg时，相应的氧气量为300m3/t铁（氧气纯度90）。此外，在钢铁企业中钢材的加工处理、切割每吨钢耗氧1115m3。对于工业加热炉来说，采用30浓度的富氧鼓风，替代空气鼓风，炉温为900时，可节约20气体燃料（如天然气、煤气），炉温为1200时，可节约3040%的气体燃料。2.有色金属冶炼为了节能增产，发展自热冶炼，综合利用和保护环境，正在推广氧气冶炼法。铜、铅、锌、镍、钴、锑、汞等有色金属矿，大都以硫化物的形式存在。冶炼反应多为氧化放热反应。一般有色金属硫化矿含硫2030，硫本身就是一种燃料，1千克硫相当于1.32千克的标准煤。在有色金属冶炼过程中通入氧气，硫就可以充分燃烧，维持冶炼温度，提高熔炼速度。以铜为例，富氧炼铜可节能50，即在同样的燃烧条件下铜的产量可增加一倍。烟气中的二氧化硫的含量增加，回收后可以制造硫酸，同时也减少了硫化物的排放量，保护了环境。据统计，冶炼铜的吨铜耗氧量大于300 m3，氧气纯度大于90。3.环境保护（1）废水处理生活和工业废水中，除含有重金属、固体悬浮物外，还含有大量有机物和无机物。这些有机物质和无机物质在水中氧化分解，需要消耗水中的溶解氧。一旦水中溶解氧减少，鱼类等将会死亡，水将变臭或富营养化。水中有机和无机耗氧物质的处理方法，一般采用二级生物处理方法，就是在活水入口培养微生物，利用微生物来降解有机和无机耗氧物质。为了维持微生物的生存和繁殖，必须保持水中溶解氧的浓度，因此需要向水中充氧气。目前，采用较多的充氧方式是空气曝气法，即通过机械搅拌，或将空气通入水中，使清水与大气接触，大气中氧气溶于水中，从而增加水中溶解氧浓度。另一种方法是用氧气充入废水中，或用机械搅拌使水与氧气接触。由于富氧中氧气分压比空气中氧气的分压大，氧气更易溶于水中。纯氧曝气法使废水中氧气溶解度增大，单位体积曝气池的处理能力也就变大了。纯氧曝气法特别适合于高浓度污水处理，根据实验，除去1千克B0D5耗氧约为1.21.5千克氧。（2）固体垃圾焚烧垃圾焚烧过程是放热过程，可以将焚烧过程产生的热量用于供暖和发电。用氧气助燃，燃烧温度高，有利于降低垃圾燃烧过程产生的烟气中有害物质的含量。4.其他应用玻璃工业、造纸、化工造气、轻工发酵等等。三、氧气生产方法人类无法从自然界中直接获取氧气，氧一般以混合气体和氧化物的形式存在于自然界。氧气的制取方法有化学法，水电解法，和空气分离法等，空气分离法包括：低温法，变压吸附和膜分离法等。1.化学法：化学法是将氧化物在一定条件下分解，放出氧气。例如：氯酸钾，高锰酸钾等，在加热条件下分解，放出氧气。该法原料贵，生产能力小，故无法生产大量工业用氧。2.电解法：电解法是以水为原料，用电解的方法制取氧气，每制1m3氧气耗电量大约1215Kwh，耗电量太大，也不能用于大量氧气生产。3.空气分离法3.1低温法：低温法以空气为原料，将空气压缩冷却，并使空气液化，利用氧，氮组分沸点的不同，通过精馏使氧氮分离，从而得到氧气和氮气产品。低温法是目前大规模生产氧气的经济而有效的方法。3.2变压吸附法变压吸附（PSA）法，该法是基于分子筛对空气中的氧，氮组分选择性吸附而使空气分离获得氧气。当空气经过压缩，通过装有分子筛的吸附塔时，氮气分子优先被吸附，氧分子留在气相中，而成为氧气。吸附达到平衡时，利用减压或抽真空将分子筛表面所吸附的氮分子驱除，恢复分子筛的吸附能力。为了连续提供氧气，装置通常设置两个或两个以上的吸附塔，一个塔吸附产氧，另一个塔解吸。变压吸附（PSA）法能够生产纯度9095的氧气，流程简单，常温下工作，自动化水平高，可实现无人化管理，特别是安全性好，真空解吸流程时，装置操作压力低，容器等不受压力容器规范控制。由于变压吸附（PSA）法分子筛用量大，其规模受到一定限制，一般适合于小于10000m3/h的场合。3.3膜分离法：膜分离是利用有机聚合膜的渗透选择性，从气体混合物中分离出富氧气体。目前膜分离氮气，氢气技术日趋成熟，但膜分离制氧技术有待于进一步研究和提高。第二章 吸附原理一、吸附某物质的分子在一种多孔固体表面浓聚的现象称之为吸附。一切固体物质表面都有一种不饱和力场，其作用范围相当于分子直径大小。因此，对于接触固体表面的气体分子具有一定的吸附作用。但是，只有多孔物质具有很大的内表面积，才有明显的吸附效应。吸附剂仅具备吸附能力是不够的。吸附剂必须具有选择吸附能力才能实现气体中各组分的分离和纯化，也就是说吸附剂必须对气体中各组分具有不同的吸附能力。吸附剂对各种气体选择吸附能力主要取决于吸附剂的组成和结构，气体分子的大小和极性以及吸附条件（如：温度、压力等）。不同的吸附剂孔径大小是不一样的，表1列出了几种分子筛的有效孔径。因此，只有分子筛可能利用孔径效应来分离各种气体。为了实现气体中各组分的分离，应根据各组分的分子直径来选择合适孔径的吸附剂。除孔径效应外，分子筛选择吸附能力还随气体分子的极性等性质而不同。例如：CO和氩气的分子大小相近，因CO是极性分子，氩气是非极性分子，在4A分子筛上平衡吸附量，CO比氩气大的多。如果是CO和氩气为混合气体，通过4A吸附床时，CO被优先吸附。在选择气体混合物各种组分吸附分离时，应根据要求的各组分的吸附顺序来选择合适的分子筛。表一 各种分子筛有效孔径分子筛有效孔径（nm）钾A（3A）0.3（0.32）钠A（4A）0.42（0.48）钙A（5A）0.5（0.55）钙X（10X）0.8（0.9）钠X（13X）0.9（1.0）二、吸附剂特点1、 多孔固体物质具有很大的内表面。2、 具有选择吸附能力，具有较高的选择性。3、 吸附容量大，也就是单位重量吸附剂所吸附的吸附质数量大。4、 容易解吸（或再生）。5、 有一定的机械强度和耐磨性；6、 化学稳定性比较好。三、吸附过程气体中被吸附的组分称为吸附质。吸附是一个传质过程，传质能力的大小与扩散系数的高低有密切联系。吸附剂为多孔固体物质，孔的大小有三个形式：大孔、过渡孔和微孔，只有微孔才具有筛分作用。气体通过吸附剂时，气体主流中的吸附质向吸附剂颗粒表面扩散（外扩散），部分被颗粒表面吸附（外表面吸附），未被吸附的吸附质进入颗粒内部，进入的吸附质部分被大孔、过渡孔壁面吸附（内表面吸附），未被吸附的吸附质分子沿孔壁向深处扩散（表面扩散）。然后吸附质分子在微孔中扩散（孔扩散）。气相分子在吸附层扩散示意图，详见图1。四吸附剂吸附容量1.静态吸附容量吸附剂的静态吸附容量是指单位重量吸附剂的饱和吸附量。单位ml/g吸附剂或g/100g的吸附剂。假定容器内装1kg分子筛，通入一定压力，一定温度的氮气，在通入氮气开始时，由于分子筛吸附氮气，容器内压力低于原料氮气压力，一定时间后，容器内压力和原料氮气压力相等，此时则认为吸附饱和，进入容器的氮气量与吸附剂重量比值则称为静态吸附容量。2.动态吸附容量在工程中（例如：制氧气），吸附器通入一定压力，温度空气，在空气进入初期阶段，吸附器出口端流出的气体氧气浓度很高，继续通入空气，出口端氧气浓度逐渐降低，最后达到20.95。进入吸附器的空气中氮气总量与吸附器所装吸附剂量的比值，则称为共吸附条件下，吸附剂静态吸附值。如果吸附器出口端流出氧气浓度达到93时，停止向吸附器进空气，则进入吸附器的氮气总量与吸附器所装吸附剂重量比值，则称动态吸附容量。由于一部分吸附剂未达到吸附饱和状态。所以，动态吸附容量要小于静态吸附容量。3.吸附等温线在恒定的温度下，分别测定不同压力下吸附剂的静态吸附容量。以纵坐标表示静态吸附容量，横坐标表示吸附压力而绘制的曲线称为吸附等温线。吸附等温线是反映吸附剂性能的基本曲线。五、常用吸附剂空气分离常用吸附剂有以下几种：1、硅胶硅胶的分子式为SiO2nH2O，是一种坚硬无定形链状和网状结构的硅酸聚合物颗粒，是一种亲水性的极性吸附剂。硅胶主要用于气体干燥，具有以下特点。1） 吸水能力强，特别是气体相对湿度较大时，吸水量可达硅胶自身重量的50。2） 气体相对湿度较低时，硅胶吸附能力下降，所以干燥深度较低，一般干燥气露点-40。3） 吸水时，吸附热很大，可以使硅胶温升100，容易使硅胶破裂。4） 吸附力较弱，解吸较为容易。2、活性氧化铝活性氧化铝是氧化铝的水合物（Al2O3nH2O）,活性氧化铝与硅胶不同，不仅含无定型的凝胶，还含有氢氧化物晶体形成的钢性骨架结构，具有较好的稳定性，强度、耐磨、抗冲击性能都比较好。活性氧化铝主要用于脱水，气体脱水深度可达65。3、分子筛分子筛是人工合成沸石，硅铝酸盐的晶体，是白色粉末。粒度0.510微米。加入粘结剂后可挤压成条状和球状。分子筛经加热失去结晶水，晶体内形成许多空穴，其孔径大小与气体分子直径相近，且非常均匀，它能把小于孔径的分子吸进孔隙内，把大于孔径的分子挡存孔隙外。因此，它可以根据分子的大小，把各组分分离，“分子筛”由此得名。分子筛种类很多，目前应用较多的有A型、X型和Y型三种。用于气体干燥、分离和纯化的主要是A型和X型。目前，用于变压吸附（PSA）法制氧工艺的分子筛有HP（用于PSA）VSP（用于VPSA）VS2、VS6（用于VPSA）LiX型（用于VPSA）PU-8型（用于VPSA）六、吸附剂再生吸附剂的再生概括起来说有四种方法：1、加热法用加热气体使吸附剂升温，利用吸附剂的吸附容量随温度升高而减少的原理而实现吸附质的解吸。2、减压法在吸附进行时，操作压力较高，吸附剂吸附容量大，压力降低后，吸附剂吸附容量下降，通过降低压力或抽真空，以降低气相吸附质分压，实现吸附质的解吸。3、清洗法向吸附剂床里通入不吸附或难吸附的气体，稀释气相吸附质浓度，由于气相中吸附质分压降低后，固相吸附质则向气相扩散，实现吸附质的解吸。4、置换法向吸附剂床层通入更易被吸附气体，利用吸附剂选择吸附性能，置换固相吸附质，达到吸附质解吸的目的。为了彻底对吸附剂再生，一般不采用单一的方法，而是二种方法同时使用。低温法制氧空气纯化系统采用加热和减压法，变压吸附法采用减压法和清洗法同时使用。第三章 变压吸附制氧工艺一、变压吸附原理变压吸附法（PSA法）是在较高的压力下吸附，实现气体分离，在较低压力下实现吸附剂再生。变温吸附法（TSA法）是在常温下吸附，实现气体分离或纯化。在较高温度下实现吸附剂再生。PSA法与TSA法的区别示于图2图中两条吸附等温线t2>t1TSA法：t1温度下吸附，吸附容量为q1t2温度下解吸，吸附容量为q3吸附容量差值 qT q1q3PSA法：吸附、解吸温度均为t1P1压力下吸附，吸附容量为q1P2压力下解吸，吸附容量为q2吸附容量差值：q p q1q2二、变压吸附工艺的分类变压吸附按操作压力不同，其工艺分为三类1、PSA工艺吸附压力高于大气压，一般在0.30.6MPa，解吸压力为大气压，吸附剂再生主要采用减压和清洗法。PSA法电耗较高，对制氧来说，大约在0.650.8KWh/m3,但工艺流程简单。空气压缩一般采用空气压缩机，不需要真空泵。由于电耗比较高，合理的装置规模为<300m3/h。2、VPSA工艺吸附压力高于大气压，一般在30100Kpa，采用真空泵解吸。VPSA法是目前采用最多的一种制氧工艺，制氧电耗一般在0.320.5KWh/m3,装置规模30010000 m3/h。3、VSA工艺吸附压力接近大气压，用真空泵解吸，该工艺目前采用较少，主要原因是真空度要求较高，一般要达-75-80Kpa，真空泵抽速比同规模的VPSA要大。而且真空泵价格相对较高，能耗比VPSA略高或接近。此外，氧气压力较低，不能在大气压下直接排出装置，需要氧压机抽出。三、吸附器数量变压吸附工艺按吸附器的数量，也可以分为单塔流程，两塔流程，三塔流程和五塔流程等。1、单塔流程单塔流程只有一个吸附器，其特点是鼓风机和真空泵合为一台机器。既可作鼓风机用，又可作真空泵。氧气不能连续生产。再生时，靠氧气缓冲罐在吸附过程贮存的氧气供氧，压力波动大。目前，世界上只用美国Praxair公司有产品。单塔流程制氧电耗略高于两塔，但设备投资小。工艺流程详见图3。2、两塔流程两塔流程采用两个吸附器。一个吸附器进行吸附产氧，另一个吸附器再生。再生结束后，该吸附器进空气吸附，另一吸附器再生。由于吸附开始时床层压力低于大气压，气流冲击比较大，同时，一段时间内吸附器压力低于大气压，不能向氧气缓冲罐供氧，出装置氧气由氧气缓冲罐贮存的氧气提供，氧气压力波动大。两塔流程压力波动较大，但比单塔流程要小，装置规模3004000 m3/h，制氧电耗0.320.5 KWh/m3。由于鼓风机、真空泵不能连续工作，鼓风机、真空泵略大，总投资比单塔大，比三塔小。两塔工艺流程详见图4。3、三塔流程三塔流程采用三个吸附器。一个吸附器吸附，另一个吸附器再生，第三个吸附器升压，即用产品氧充入该吸附器使吸附器压力升高，当处于吸附工况和再生工况的吸附器吸附、再生结束后，第三床开始进空气吸附。由于第三床进空气前，床层已达到一定压力，所以气流冲击比较小。相对两床而言，三塔流程可以连续获得氧气产品，压力波动比较小，操作平稳，但设备投资增大。三塔流程电耗指标及装置规模与两塔流程相近，典型的三塔工艺流程详见图5。4、五塔流程五床流程的变压吸附法，就是用五个吸附床，整个周期中保持两个床在吸附和抽真空，解决了大规模产氧的技术问题，其优点如下：1有大气进气，鼓风机连续工作，且风量与标准三床相同。2均压结束后，大气进气充压到接近大气压，鼓风机开始进气时空塔流速介于两床和三床之间。3在吸附时间、抽真空时间接近两床或三床的条件下，循环周期时间上接近两床，虽然吸附床数量增多，但周期时间没有增加，分子筛用量接近或略高于两床。四、工程术语1、吸附压力吸附压力是指吸附工况时，吸附器最高工作压力。因吸附器吸附剂床层存在阻力，所以吸附器进口端压力略高于吸附器出口端的压力。本公司所述吸附压力系指吸附过程吸附器出口端的最高压力。单位为kPa。2、解吸压力（解吸真空度）解吸压力（或解吸真空度）本公司界定为吸附器再生过程吸附器顶部的最低压力。单位为kPa。3、气流流过床层的方向与空气流过床层的气流方向相同则为顺向，与空气流过床层的气流方向相反则为逆向或逆流。4、氧气收率 5、顺向放压压力较高的吸附器通过放出一部分气体来降低吸附器压力，所放气的流向与空气进吸附器的气体流向相同。6、逆向放压压力较高的吸附器通过放出一部分气体来降低压力，所放气的流向与空气进吸附器的流向相反。7、均压向压力较低的吸附器通入一部分气体来提高吸附器压力，通入的气体由另一个顺放工况的吸附器提供，流向与空气进吸附器的流向相反。8、充压、逆向充压充压、逆向充压均需向吸附器通入气体，使吸附器压力升高。充压则为充压气体流向与空气流向相同，逆向充压是充压气体与空气流向相反。五、操作工况在变压吸附装置中，每个吸附床在一个循环过程中都将经历如下工况。1、吸附工况从吸附器进口端通入原料空气，出口端获得氧气产品，吸附过程吸附器的压力或者由低逐渐升到最高工作压力或者吸附器压力稳定在最高工作压力下。2、顺向放压吸附结束后，吸附器上部氧浓度相对较高，为提高氧气收率，将氧浓度较高的一部分气体顺向放气，以降低吸附器压力，有利于再生工况。同时，顺放气体用于再生结束的吸附器的逆向充压，使其压力升高，以利于吸附工况。3、真空解吸顺向放压结束的吸附器压力接近大气压，然后通过抽真空的方法使吸附器压力进一步降低，将解吸的氮气抽出放空。4、清洗在吸附器抽真空达到最低解吸压力之前，从另一个正在吸附产氧的吸附器分流一部分氧气，从抽真空吸附器顶部（逆向）进入吸附器，使吸附器床层吸附的氮气进一步解吸。5、均压吸附器再生结束后，用另一床顺向放压气对该床充压以提高吸附器压力。6、逆向充压均压后吸附器压力仍较低，为提高吸附器压力，用处于吸附工况的吸附器出口端分流一般氧气逆向对该床充压，以提高该吸附床的压力。逆向充压后，吸附器压力升高到规定值，然后该吸附床从进口端通入空气开始进入吸附工况。每个吸附器每个循环都必须经过上述工况，循环进行操作。当然，上述工况为三床通用工况，对两床来讲可能少其中几个工况，如充压工况等。操作工况的选择，各制造商可能有所不同，但基本的工序是不可缺少的。第四章 变压吸附制氧设备变压吸附设备主要由鼓风机组、吸附切换系统、真空泵机组、氧气压缩系统、仪表空气系统、仪表控制系统、电气控制系统七个部分组成。本章对各个系统分别给予描述。一、 鼓风机组1、 KV101阀鼓风机处于停机状态时，气动蝶阀KV101开启，此时控制KV101阀开或关的电磁阀处于失电状态。KV101阀开或关由仪控系统的PLC来控制。起动鼓风机后，KV101仍处于开启状态，鼓风机投入正常运行后，KV101关闭，电磁阀带电。2、 鼓风机运行状态监控和安全保护（1）鼓风机主动轴轴承温度由铂电阻测定，信号进入工控机通过显示器监控。轴承正常工作温度为75，如果高于75时报警。（2）鼓风机振动速度测定鼓风机正常振动值为20mm/sec，因叶轮间隙、轴承等变化时，鼓风机振动速度加大，当达到20 mm/sec时报警，振动值25mm/sec时，由PLC联锁氧压机、鼓风机、PLC停机。（3）鼓风机排气温度测定鼓风机排气温度与环境温度及排气压力有关，当鼓风机排气温度高于80时报警。（4）鼓风机正常排气压力为049KPa，由阀门故障等原因可能造成鼓风机超压。当鼓风机排气压力达到60KPa时，由PLC联锁氧压机、PLC、鼓风机停机。3、 V101阀V101阀为手动蝶阀，鼓风机的排气量随季节而变化。为了保证供给吸附器的空气量，可以通过V101来调节。调节V101阀以稳定吸附器吸附压力，保证吸附器压力稳定在一个设定值。二、真空泵机组图7真空泵系统工艺流程1、 KV201KV201为气动蝶阀，其开、关由PLC控制。真空泵处于停机状态时，KV201开启，正常运行时，KV201关闭。2、V201V201为手动蝶阀，用于调节真空泵抽气量，V201的调节以稳定吸附器的解吸压力为基准，保证吸附器解吸压力稳定。3、真空泵运行状态监护及安全保护（1）泵口压力由压力变送器测定并以电信号进入PLC，在工控机显示器上监视。泵口正常工作压力为53KPa。当60KPa时，由PLC联锁氧压机、真空泵、PLC停机。（2）泵轴承温度测定、联锁同鼓风机。（3）真空泵振动速度测定、联锁同鼓风机。4、真空泵密封水湿式罗茨真空泵运行中，应在泵口注入密封水，注入水量通过水表来控制，不同型号真空泵密封水水量是不同的。密封水水量过大，电机负荷增大。密封水水量过小，真空度低，泵排气温度升高。密封水水质一般要求软水，总硬度不超过2030德国度。如果水质硬度大，长时间运行后会在叶轮上结垢，影响正常使用。三、吸附切换系统吸附切换系统由若干台吸附器和切换阀、调节阀组成。1、吸附器吸附器内装入吸附剂。吸附器上部装有压力温度测定，并通过PLC在工控机显示器显示。2、切换阀门所有切换阀均采用气动切换蝶阀。阀门的动作是由PLC控制，各阀门根据设定的控制程序进行动作。装置停机时，切换阀处于关闭状态。3、调节阀调节阀的开或关由PLC控制，阀门开度为设定值，可通过工控机改变开度。主要用于下列情况：1) 吸附器再生工况控制清洗气的通或断和调节。2) 用于控制吸附器氧气产量。3) 用于吸附器逆向充压气和清洗气的通或断。四、氧气压缩系统氧气压缩系统由压氧调节、氧气鼓风机、送氧调节、氧气贮存设备组成。图10：氧气压缩系统工艺流程：1氧压机根据用户不同要求选用不同的氧气压缩机。2压氧调节 一般来说氧压机的吸入气量应比制氧机产量大10左右，这是考虑到制氧机可能的增产。当制氧机产氧量不能满足氧压机吸气量要求时，氧气吸入管可能出现负压，对氧压机不利。严重时，氧压机无法工作。设置压氧调节的目的在于，当氧压机入口出现负压时，将压缩后中压氧气节流降压充入氧压机吸入口端，以提高氧压机吸入压力。回流气的气量通过氧压机入口处压力变送器测定的压力来控制CV502的开启大小或关闭加以调节。实现自动调节。活塞式氧压机由于入口存在脉冲现象，为稳定氧压机入口压力，我们增设一台氧气平衡器。3氧气流量的测定我公司氧气流量测定采用孔板流量计，为了便于压力温度修正，分别设定了温度计和压力测定设备。由于氧气缓冲罐的氧气压力受吸附系统切换程序的影响，压力波动比较大，为稳定氧压机进口压力，设置了HV501调节阀，该阀受PLC控制，阀门开度可以设定。4安全保障：（1）氧压机吸入压力低于-20KPa时，PV501打开；高于15Kpa时，PV501打开，部分氧气放空。V501主要用于VPSA制氧设备处于运行状态，氧压机停机状态时氧气放空。（2）氧压机超压停车是由PIS513来控制。当用户长时间不使用氧气，氧压机排气压力会提高，并超过设计压力，压力开关输出电信号使氧压机停机， 五、仪表空气系统仪表，切换阀都需仪表空气才能正常工作。所以，VPSA装置必须设立独立调节阀将仪表空气供给系统。仪表空气系统由螺杆空压机，无热干燥器，空气平衡器和过滤器组成。无热干燥器的干燥度可达-40露点。 仪表空气压力正常值在0.6Mpa以上。如果仪表空气压力过低，切换阀开启速度慢，或根本打不开，严重影响装置的运行。因此，仪表空气压力设置了报警连锁，如果仪表空气压力低于0.6Mpa报警，低于0.5Mpa时，由PLC联锁氧压机PLC停机。 螺杆空压机和无热干燥器起动，停机均系人工操作。 仪表空气的清洁度是十分重要的，直接会影响到仪表，阀门的动作和准确性。六、自动控制及现场仪表系统本公司设备仪表控制采用PLC和工控机联合控制，原则上按无人化管理设计。仪控系统包括如下三大部分：1显示及操作系统主要包括：电脑主机、显示器、打印机等。2PLC PL C采用AB公司SLC500型PL C，实现对设备的可编程序控制，并与工控机通讯。3就地仪表： 主要包括：压力、温度、流量、氧气纯度、振动加速度等测量仪表。七、电气控制系统本公司电气控制系统有两种实现形式：1一路进线，交流操作：6KV或10KV时，进线柜一台，起动柜若干台，配电柜若干台，380V：进线柜一台，功率因数补偿柜1台，降压起动柜若干台，配电柜若干台。2两路进线（冷备用）直流操作 6KV或10KV时，进线柜2台，起动柜若干台，PT柜1台，配电柜若干台，380V：进线柜一台，功率因数补偿柜1台，降压起动柜若干台，配电柜若干台。3关于高压两路热备用问题：对于深冷制氧机来说，瞬时停电，恢复工况需要时间较长，因此，必须热备用两路进线。对变压吸附制氧设备来说，瞬时停电，工况恢复十分快捷，对氧气的供氧影响不大，故可采用冷备用。第五章：操作及故障处理一、开车前准备1仪表系统投入正常工作状态。2检查鼓风机，真空泵油箱油位，并进行盘车，转动应灵活。3检查吸附系统切换阀门是否处于关闭状态，初次开车或长期停机后开车，应起动PLC，使各切换阀空载运行，检查阀门开关是否灵活。短时间停车，停车前运行情况良好的前提下，可不进行空载运行。4检查鼓风机放空阀，真空泵口大气吸入气动蝶阀是否处于开启状态。5初次开车应开启鼓风机，真空泵手动放空蝶阀，正常开车可维持在上次停车时的开度。6开通所有需冷却的设备的冷却水。7真空泵密封水水箱充满水，泵口安装的控制密封水水量的截止阀关闭。8仪表投入运行状态。9开启氧气放空阀。二起动操作1、起动鼓风机,使其处于空载运行，正常后，起动真空泵，真空泵处于空载运行状态。2、打开真空泵密封水进口阀。初期开度不易过大，微开即可。真空度升高，逐渐开到设计水量，密封水量过多，电机超载。过少排气温度升高，真空度达不到要求。3、PLC控制程序，切换阀开始动作，PCL启动后按起动程序执行。起动后约8秒内，KV-101， KV-201阀仍处于开启状态，8秒后关闭，然后投入正常程序操作。4、PLC操作程序起动后，主要控制吸附塔压力。通过阀的调节使吸附塔操作压力达到正常工况。在阀门调节不能满足要求的情况下，停机修改操作程序。三、工况调整调整的目的在于达到装置设计工况。1、调节鼓风机旁通大气手动蝶阀，控制进吸附器空气量，以达到调节吸附压力目的。2、调节真空泵旁通大气手动蝶阀，控制吸附真空度。3、调节进氧气缓冲罐前的气动调节阀或氧气放空阀用于控制氧气产量和氧气纯度。氧气产量与纯度的关系为产量大，纯度下降，产量小，纯度高。设备产量和纯度达到一定的要求后，并且稳定以后，起动氧压机。四、停车1、正常停车正常停车顺序为先打开氧气放空阀，然后停氧压机。接着停PLC，PLC停机后，应关闭真空泵密封水。鼓风机、真空泵处于空负荷运行，然后停鼓风机，真空泵继续运行1520分钟，以待内部吹干后再停机。然后，通过工控机打开吸附器相关氧气阀门，使其压力达到基本一致。2、故障停机如果出现故障，一般氧压机、PLC、鼓风机或或真空泵会自动联锁停机，停机后应关闭真空泵密封水，然后停鼓风机或真空泵。3、停电处理因停电造成停机，应关闭真空泵密封水，等待电源恢复。来电后，首先通过工控机相关切换使吸附器压力一致，然后按正常起动程序起动。五、故障及处理1、鼓风机、真空泵鼓风机、真空泵主要故障有以下几个方面：（1）叶轮间隙经长期运行和其他原因发生改变，造成振动过大，需要整理间隙后才能正常运行。（2）轴承温度过高，振动过大，均由轴承长期磨损间隙增大或者滚柱、滚球出现裂纹，剥落以及润滑不良等原因引起，应更换轴承。（3）密封水硬度过大，真空泵内部结垢，造成振动过大，应解体真空泵清除水垢。（4）电机和鼓风机、真空泵传动轴同心度偏差过大，会引起电机联轴器噪音增大，振动增大。2、电磁阀变压吸附制氧设备最常见，而且故障较多的设备属电磁阀。造成电磁阀故障的原因有以下几个方面：（1）仪表空气不干净，含有灰尘，容易引起电磁阀卡死。（2）仪表空气压力过低，电磁阀一般为先导式电磁阀，气源压力应0.2Mpa才能打开。压力较低时，电磁阀打不开或开启缓慢。（3）长期使用磨损严重，造成密封不严，气源串气，阀门打不开。（4）电磁阀电源或接头松动，接触不良。（5）电磁头线圈烧坏。3、切换阀（1）切换阀气动头气缸中活塞O形线圈磨损漏气，阀不动作或动作很慢。（2）阀板或阀座密封易损件，严重损坏，其结果装置操作参数偏离设计工况，氧气纯度或产量缓慢下降。此时，应该更换易损件。六、注意事项1、分子筛不能长期暴露在空气中。因此，检修时要保证吸附器各管口不能与大气长期接触。2、真空泵密封水应按操作要求及时关闭，开车前应将真空管路中的水放干净，应尽可能避免真空管内有水。3、操作人员应爱护设备，工作时间不要随意玩弄工控机，也不得未经制造厂同意，更改操作软件和程序。