張思亮，王曙光，白 璐

（開封東大化工公司，河南 開封 475003）

2011年5月，中平能化集團開封東大化工公司新上1套空壓氣、儀表氣及氮氣生產(chǎn)裝置。該套裝置由空壓、干燥、制氮三大系統(tǒng)構成?？諌合到y(tǒng)由空壓機生產(chǎn)出0.75～0.80 MPa壓縮空氣，干燥系統(tǒng)微熱再生空氣生產(chǎn)出0.75～0.80 MPa儀表氣，儀表氣是制氮系統(tǒng)的氣源。

1 空壓系統(tǒng)

采用Atlas Copco阿特拉斯、柯普科（以下簡稱AC）GA-110W螺桿式空氣壓縮機，選用2臺開1備1，排氣量為19.2 m3/min的空氣壓縮機，提供儀表用干燥壓縮空氣和制氮用干燥壓縮空氣，另有少部分未經(jīng)干燥壓縮空氣供開停車，吹掃及檢修等。

1.1 構造及工作原理

AC螺桿式空氣壓縮機由螺桿機頭、齒輪箱、電動機、油氣分離桶、冷卻系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、安全閥及控制系統(tǒng)等組成。工作原理是通過壓縮氣體的體積，使氣體分子的密度增加以提高壓縮空氣的壓力。

1.2 AC工作流程

1.2.1 空氣流程

空氣經(jīng)過濾器過濾和卸載裝置，進入壓縮機機頭，經(jīng)壓縮機壓縮后，與潤滑油一起通過單向閥排入油氣分離器，在油氣分離器內(nèi)油、氣分離，高溫壓縮空氣通過最小壓力閥，經(jīng)空氣冷卻器冷卻后，進入壓縮空氣緩沖罐。

1.2.2 油流程

油分離器中的高溫潤滑油，在排氣、進氣壓差作用下，經(jīng)油冷卻器冷卻、精濾器過濾和斷油閥后，噴入壓縮機機頭及潤滑點。

1.2.3 冷卻水流程

循環(huán)冷卻水通過換熱器與高溫壓縮空氣異流冷卻，出來的循環(huán)冷卻水再與高溫潤滑油異流冷卻。

1.3 AC螺桿式空氣壓縮機的特點及養(yǎng)護注意事項

1.3.1 特點

（1）整機裝在1個箱體內(nèi)，自成一體，采用整機強制散熱，冷卻效果好。機器的沖擊、震動、噪音最大限度地降低，有效延長了運動部件的壽命。

（2）加工精度好，部件配置高，保證多次啟動準確無誤，提高了控制方面的可靠性。AC壓縮機采用新一代計算機進行控制，功能強大，具有監(jiān)測點多，大屏幕數(shù)字式連續(xù)顯示，可現(xiàn)場編程等優(yōu)點，并有自動糾錯能力和自動記錄、集控、運控功能，管理方便。

（3）高效率的加卸調(diào)節(jié)方式。電腦控制器可以通過加載卸載壓縮機，使管網(wǎng)壓力維持在可設定的限值范圍內(nèi)，并會在任何可能條件下停止運行壓縮機，以減小功率消耗，在管網(wǎng)壓力下降時，自動啟動壓縮機。

（4）自動化程度高，操作維護方便，減輕了操作人員的勞動強度，壓力保持穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)過壓力過低控制系統(tǒng)報警的現(xiàn)象，從而保證了系統(tǒng)的安全運行。

1.3.2 養(yǎng)護注意事項

（1）運轉1 000 h或1年后，要更換濾芯。維修濾清器時，必須停機，換上新的或已清潔過的濾芯。

（2）定時排污，定期保養(yǎng)油氣分離器、油過濾器等，保證其正常運行。

（3）使用添加生產(chǎn)廠家指定的專用壓縮機油，用其他低標號或劣質油時，會使黏度及比熱達不到標準造成溫度過高。

（4）定期檢查壓縮機油質、油量，及時添加或更換壓縮機油。檢修設備及管道時，必須在停機、斷電、泄壓、降溫后進行。

1.4 運行情況

該套空壓系統(tǒng)投用后，由于循環(huán)水量小、電流波動大出現(xiàn)過幾次自動停機。通過調(diào)整水量，改進電網(wǎng)后，生產(chǎn)未再受影響。

2 儀表氣干燥系統(tǒng)

采用2臺（開1備1）WZG-18微熱再生空氣干燥器，處理氣量為18 Nm3/min、工作壓力為0.80 MPa。供公司各分廠氣動執(zhí)行機構及生產(chǎn)工藝用氣。

2.1 構造及工作原理

WZG-18微熱再生空氣干燥器由高效油水分離器、吸附塔、電加熱器、消聲器、粉塵精濾器、控制系統(tǒng)等組成。利用變壓吸附原理，在一定壓力下，使壓縮空氣自下而上流經(jīng)吸附劑床層，在室溫、高壓下，壓縮空氣中的水蒸氣便向吸附劑表面轉移，使壓縮空氣得到干燥；減壓后的干燥空氣（再生氣），經(jīng)加熱后，體積膨脹，再與吸附水分飽和的吸附劑接觸時，吸附劑中的水分轉向再生空氣，使吸附劑得到干燥。

2.2 工藝流程

儀表氣干燥系統(tǒng)工藝流程圖見圖1。

來自壓縮機空氣緩沖罐的壓縮空氣，先經(jīng)高效油水分離器，除去壓縮空氣中夾帶的水、油，再經(jīng)微熱吸附式干燥器A筒干燥、粉塵精濾器過濾，進入儀表氣貯罐。

A筒干燥后的一部分壓縮空氣，經(jīng)再生風量調(diào)節(jié)閥進入加熱器，熱空氣吹除B筒內(nèi)的水分后，經(jīng)消音器排放。

2.3 工藝指標

工藝指標見表1。

表1 儀表氣干燥系統(tǒng)工藝指標

2.4 干燥機運行注意事項及特點

2.4.1 運行注意事項

（1）加熱器加熱溫度＜230℃，不準觸碰再生塔殼體，以免燙傷。

（2）每班手動排污兩三次（粉塵精濾器下）。

（3）運行時，檢查控制器驅動壓力是否為0.55 MPa。

（4）每班必須檢查1次自動排水器工作是狀況。

（5）每次開停機，2個吸附桶需至少交替完成一個工作循環(huán)，否則，損壞設備。

（6）再生塔排氣時，若表壓不歸零，必須檢查消聲器是否堵塞。

（7）維修設備時，必須切斷電源，放空管道和容器內(nèi)部的氣體使其壓力為零。

2.4.2 特點

該干燥機結構緊湊、占地面積小、生產(chǎn)能力大、智能控制儀全自動控制、操作維護簡單、勞動強度低。

2.5 運行情況

該套儀表氣系統(tǒng)投用后，由于經(jīng)驗不足，操作不當，使生產(chǎn)受到影響?？諌簷C開啟不久，就啟動干燥機，且出口全開，系統(tǒng)降壓至0.6 MPa以下，引起再生塔進氣閥打開，此時，電加熱器進出口壓力相同，沒有流動氣體冷卻，造成電加熱器燒壞。改進措施是，系統(tǒng)穩(wěn)定后，再啟動干燥機，并緩慢開啟出口閥，壓力穩(wěn)定后，再全開出口閥。

3 制氮系統(tǒng)

SCM-100D制氮裝置2臺（開1備1），處理氣量為100 Nm3/h、工作壓力為0.65 MPa。供生產(chǎn)工藝用氣及氮封等。

3.1 構造及工作原理

SCM-100D制氮裝置由精密過濾器、活性炭吸附器、消聲器、控制系統(tǒng)等組成。工作原理是，以儀表氣為原料，用碳分子篩作吸附劑，利用其對儀表氣中的氧和氮選擇吸附的特性，運用變壓吸附原理在常溫下，使氧和氮分離制取氮氣。

3.2 工藝流程

制氮系統(tǒng)工藝流程見圖2。

儀表氣經(jīng)精密過濾器凈化后，導入1個活性炭吸附器下方，再生工藝氣自活性炭吸附器上方經(jīng)打開的閥門流入另一個活性炭吸附器進行再生，再生活性炭吸附器廢氣自下流出。2個活性炭吸附器的上下中間部位均裝有1組平衡均壓用的閥。成品氮氣先從上部位閥門流經(jīng)緩沖罐，再通過內(nèi)置過濾器過濾后，輸送到貯氣罐。

3.3 工藝指標

工藝指標見表2。

表2 制氮系統(tǒng)工藝指標

3.4 制氮機運行注意事項及特點

3.4.1 運行注意事項

（1）壓緊裝置的壓力為 0.4～0.45 MPa。

（2）每班手動排污一兩次（精密過濾器）。

（3）運行時，保持控制器驅動壓力為0.55 MPa。

（4）經(jīng)常檢查控制器、電器件及氮氣分析儀是否正常，否則，及時維修或更換。

（5）及時補充碳分子篩，須排空容器中的氣體后再打開吸附塔上蓋，然后，補充碳分子篩。

（6）每次開停機，2個吸附塔需至少交替完成一個工作循環(huán)，否則，損壞設備。

（7）當塔報警燈閃亮、鳴叫時，必須停機，補充碳分子篩，否則，24 h后，設備將自動停機保護，如果繼續(xù)工作，壓緊系統(tǒng)將無法處于壓緊狀態(tài)，加速碳分子篩粉化，從而影響氮氣的純度及設備性能。

3.4.2 特點

吸附分離在常溫下進行，工藝簡單、設備緊湊、占地面積小、開停方便、啟動迅速、產(chǎn)氣快（一般為30 min左右）、氮氣純度高（99.9%以上）、能耗小、運行成本低、自動化程度高、操作維護方便。

3.5 運行情況

試生產(chǎn)初期，氮氣流量、純度達不到設計要求，主要原因是再生氣量偏大，多個閥門泄漏。通過減少再生氣量，維修氣動閥，流量、純度均達到設計要求。

4 結論

整套空壓裝置的空壓、干燥、制氮系統(tǒng)安置在一個廠房內(nèi)，結構緊湊，占地面積小，生產(chǎn)能力大；廠房內(nèi)采用風機強制通風，防止因氮氣泄漏發(fā)生事故，也提高了整套裝置的散熱效果。整個裝置自動化程度高，對操作人員的素質要求也高，因此，要加強對操作人員的崗位操作技能培訓，注重設備維護保養(yǎng)，提高操作人員應對突發(fā)事件的能力。近一年的使用情況表明，整個裝置運行穩(wěn)定，完全滿足生產(chǎn)需要，效果顯著，該套裝置是國家提倡的節(jié)能型設備。