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新疆蓝山屯河能源有限公司第一章空压站介质分析1.1为什么要用空气来做压缩介质因为空气是可压缩、清晰透明的，并且输送方便（不凝结）、无害性、安全、取之不尽。干空气成分：氮气（N2）氧气（O2）二氧化碳（CO2）78.08%20.93%0.03%缩惰性气体。干燥氮气和二氧化碳均为惰性气体。1.2空气的性质：常温下的空气是无色无味的气体，液态空气则是一种易流动的浅黄色液体。一般当空气被液化时二氧化碳已经清除掉，因而液态空气的组成是20.95%氧，78.12%氮和0.93％氩，其它组分含量甚微，可以略而不计。空气作为混合气体，在定压下冷凝时温度连续降低，如在标准大气压（101.3KPa）下，空气于81.7K（露点）开始冷凝，温度降低到78.9K（泡点）时全部转变为饱和液体。这是由于高沸点组分（氧、氩）开始冷凝较多新疆蓝山屯河能源有限公司--•而低沸点组分（氧）到过程终了才较多地冷凝。液态空气作为混合液，在定压蒸发时蒸发温度也是连续变化的。随着蒸发过程的进行，因低沸点组分氮较多地蒸发，混合液组成发生变化，致使液体的高组分氧含量相应地增加，所以沸点也就相应提高。液态空气具有较低的沸点和凝固温度（约为60.15K），可以用作冷却剂。通过减压（抽真空）的方法，还可以将其沸点温度降低到65K左右。但是这种操作是危险的，因为蒸发会使剩余液体中氧的浓度增加，在减压用的真空泵里引起爆炸。来自大气的空气被离心式空压机组、螺杆机压缩到0.80MPa（G）并冷却到40℃左右，经空气缓冲罐后分成三部分：一部分作为工厂空气供用户，为防止因冬季环境温度低，饱和空气中水分凝结成水，使工厂空气管路生锈，增设工厂空气干燥器，供冬季使用；另一部分进入空气后处理装置，被各级过滤和吸附干燥净化成为压力露点≤一40℃_-70℃的仪表空气供用户；其余压缩空气作为制氮空气进入制氮装置制取合格氮气供用户。新疆蓝山屯河能源有限公司1.3N2的性质：分子式：N2分子量：28.01，无色无臭气体。熔点(℃)：-209.8，沸点(℃)：-195.6，含量:高纯氮≥99.999％;工业级一级≥99.5％;二级≥98.5％。饱和蒸气压(kPa)：1026.42(-173℃)，微溶于水、乙醇，主要用途：用于合成氨，制硝酸，用作物质保护剂，冷冻剂1.3.1危害性：危险性类别：不燃气体，侵入途径：吸入健康危害：空气中氮气含量过高，使吸入气氧分压下降，引起缺氧窒息。吸入氮气浓度不太高时，患者最初感胸闷、气短、疲软无力；继而有烦躁不安、极度兴奋、乱跑、叫喊、神情恍惚、步态不稳，称之为“氮酩酊”，可进入昏睡或昏迷状态。吸入高浓度，患者可迅速昏迷、因呼吸和心跳停止而死亡。潜水员深替时，可发生氮的麻醉作用；若从高压环境下过快转入常压环境，体内会形成氮气气泡，压迫神经、血管或造成徽血管阻塞，发生“减压病”。1.3.2防护迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。呼吸心跳停止时，立即进行人工呼吸和胸外心脏按压术，就医。迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿一般作业工作服。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。•新疆蓝山屯河能源有限公司第二章设备及原理介绍•2.1我公司空压站主要设备：离心式空压机（3套）、螺杆机（2套）、微热式干燥机（2套）、增压机（3套其中仪表气增压机1套，高纯度增压机1套，低纯度增压机1套）、PSA变压式制氮机（5套其中2套高纯度、3套低纯度）和各仪表控制设备2.2各设备原理2.2.1离心式空压机工作原理：离心式空压机是由叶轮带动气体做高速旋转，使气体产生离心力，由于气体在叶轮里的扩压流动，从而使气体通过叶轮后的流速和压力得到提高，连续地生产出压缩空气。离心式空气压缩机属于速度式压缩机，在用气负荷稳定时离心式空气压缩机工作稳定、可靠。叶轮如下图：新疆蓝山屯河能源有限公司空压机图片新疆蓝山屯河能源有限公司新疆蓝山屯河能源有限公司新疆蓝山屯河能源有限公司新疆蓝山屯河能源有限公司离心式压缩机叶轮新设计的后弯三元流叶轮空气从轴向进入，在叶轮里受到强大的离心力作用，从而获得很大的出口速度。出口速度可以达到大约.350-400m/S新疆蓝山屯河能源有限公司叶轮尺寸对压力及流量的影响：叶轮出口直径将影响压力叶轮进口端尺寸影响将影响流量新疆蓝山屯河能源有限公司调节时全开时进气导向阀的作用：改变进气气流的角度。进气导叶阀：新疆蓝山屯河能源有限公司•2.2.2螺杆压缩工作原理：工作循环可分为吸气、压缩和排气三个过程。随着转子旋转，每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环。螺杆式压缩机汽缸内装有一对互相啮合的螺旋形阴阳转子，两转子都有几个凹形齿，两者互相反向旋转。转子之间和机壳与转子之间的间隙仅为5～10丝，主转子（又称阳转子或凸转子），通过由发动机或电动机驱动(多数为电动机驱动)，另一转子（又称阴转子或凹转子）是由主转子通过喷油形成的油膜进行驱动，或由主转子端和凹转子端的同步齿轮驱动。所以驱动中没有金属接触（理论上）。转子的长度和直径决定压缩机排气量（流量）和排气压力，转子越长，压力越高；转子直径越大，流量越大。•新疆蓝山屯河能源有限公司螺杆机运行过程螺旋转子凹槽经过吸气口时充满气体。当转子旋转时，转子凹槽被机壳壁封闭，形成压缩腔室，当转子凹槽封闭后，润滑油被喷入压缩腔室，起密封。冷却和润滑作用。当转子旋转压缩润滑剂+气体（简称油气混合物）时，压缩腔室容积减小，向排气口压缩油气混合物。当压缩腔室经过排气口时，油气混合物从压缩机排出，完成一个吸气——压缩——排气过程。螺杆机的每个转子由减摩轴承所支承，轴承由靠近转轴端部的端盖固定。进气端由滚柱轴承支承，排气端由一以对靠的贺锥滚柱支承通常是排气端的轴承使转子定位，也就是止推轴承，抵抗轴向推力，承受径向载荷，并提供必须的轴向运行最小间隙。•内附运行动画一套（见FlashPlayer）新疆蓝山屯河能源有限公司螺杆式空压机动画演示•点击：螺杆机原理.exe新疆蓝山屯河能源有限公司螺杆机主部件示意图•阴阳转子及驱动部新疆蓝山屯河能源有限公司相互啮合的阴阳转子•--新疆蓝山屯河能源有限公司2.2.3微热式干燥机工作原理：•根据变压吸附、再生循环的原理，采用外部（电加热）微加热再生方式对压缩空气进行吸附干燥。该产品综合了无热再生和有热再生干燥机的优点，利用外部微加热减少了再生气量的损耗，同时也避免了有热再生干燥机电能消耗大的缺点.。•采用先进的单片机控制技术，实现操作的自动控制．管路设计合理，安装简单，使用维护方便．采用气动薄膜切断阀（或气动蝶阀），切换平衡，动作准确，可靠．再生过程分加热再生、冷却再生两步骤，可维持稳定的低露点,切换周期60-80分钟。采用气体扩散装置，塔内气流分布均匀，避免出现沟流现象。干空气露点-40∽-70℃。•空气压力露点：•湿空气被压缩后，水蒸气密度增加，温度也上升。压缩空气冷却时，相对湿度便增加，当温度继续下降到相对湿度达100%时，便有水滴从压缩空气中析出，这时的温度就是压缩空气的“压力露点”。露点也就是温度值，单位为摄氏度。新疆蓝山屯河能源有限公司吸附原理新疆蓝山屯河能源有限公司干燥过程•压缩空气通过充满吸附剂的吸附塔•气体水被吸附剂吸附•干燥的压缩空气排出吸附塔•吸附时放出了热量新疆蓝山屯河能源有限公司微热再生（TSA+PSA）•所需再生气量少：7%•再生温度为120oC左右•加热器功率：0.5kW/（1m3/min）•再生周期：100min•体积与无热再生相近新疆蓝山屯河能源有限公司微热再生运行特点•工作周期相对较长•再生气量加热+冷吹•消耗外部能源54-A34-B726-A6-B1-B1-A89-A9-BBA新疆蓝山屯河能源有限公司微热吸干机填装吸附剂•氧化铝/分子筛•直径Ø3~Ø5mm•比表面积350m2/g•磨耗：0.4%新疆蓝山屯河能源有限公司2.2.4增压机作用：•仪表空气和氮气分别有一小部分经空气增压机（08PA1004）和氮气增压机（08PA1007，08PA1008）增压至2.5MPaG后进入仪表空气贮罐和氮气贮罐（高纯度储罐、低纯度储罐）贮存备用。当仪表空气主管压力低于设定值?，贮罐出口调节阀自动开启减压供气，仪表空气贮罐压力保证事故时最低压力下的仪表空气约30分钟。当仪表空气贮罐压力低于设定值2.4MPaG时，仪表空气增压机（08PA1004）自动启动向仪表空气贮罐补气，其罐内压力达到2.5MPaG时，仪表空气增压机（08PA1004）联锁自动停机。当仪表空气主管压力低于设定值时，仪表空气增压机（08PA1004）联锁自动停机，以防继续无限制抽空损坏系统相关设备。同样，当氮气主管压力低于设定值，贮罐出口调节阀自动开启减压供气，氮气贮罐压力保证事故时或调峰时最低压力下约60分钟。当氮气贮罐压力低于设定值：2.4MPaG时，氮气增压机自动启动向氮气贮罐补气，其罐内压力达到2.5MPaG时，氮气增压机联锁自动停机。当氮气主管压力低于设定值时，氮气增压机联锁自动停机，以防继续无限制抽空损坏系统相关设备。•新疆蓝山屯河能源有限公司第三章PSA制氮机流程••PSA制氮机工作原理与运行：••以分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法.工艺流程简单、自动化程度高、产气快(15～30分钟)、能耗低，产品纯度可在较大范围内根据用户需要进行调节，操作维护方便、运行成本较低、装置适应性较强.•碳分子筛是变压吸附制氮设备的核心部分，油中毒是碳分子筛的主要失效形式之一，对水的吸附会降低碳分子筛对氧的吸附能力，有油润滑的空压机排出的压缩空气通常含有油和水，所以必须在压缩空气进入氧氮分离组件之前除油除水。•新疆蓝山屯河能源有限公司工业气体：提氢、一氧化碳、二氧化碳，浓缩甲烷、乙烯；空气：制氮、制氧。变压吸附（PSA）在加压的情况下吸附，用减压（抽真空）或常压解吸附方法。新疆蓝山屯河能源有限公司3.1PSA机前配套设备：•高效除油器、冷干机、精密过滤器、活性炭除油器、吸附系统•3.1.1高效除油器作用：•采取集螺旋分离，预过滤和凝聚式精密过滤三级净化于一体，能高效除水、除油、除尘，使压缩空气净化工艺流程得以缩短。其过滤精度可达0.3µm，残余油份含量可小于0.3ppm使气源净化质量得到可靠的保证.该系列产品具有结构紧凑，效率高，使用寿命长，运行成本低，安装方便，适用于任何空气压缩机。•3.1.2微热式吸干机作用：•一只吸附塔在常温高压时吸收水分，同时另一只吸附塔在常压（高温）时脱水再生，两塔交替循环工作。新疆蓝山屯河能源有限公司--•3.1.3精密过滤器作用：•主要除去压缩空气中的油，液态水雾（吸附式干燥器除去）、尘。该系列产品具有效率高，使用寿命长，运行成本低。•3.1.4活性炭除油器作用：•科学的采取物理吸附和化学吸附的双重特性，能高效除去压缩空气当中含有的废气及有害气体，其残余油份含量可小于0.001ppm，有效保护PSA制氮制氧装置当中的分子筛不受有害气体的污染，延长分子筛的使用寿命，并使成品气体和设备得到可靠和有效的保证。•3.1.5吸附系统作用：•一只吸附塔在压力升高时吸氧产氮，同时另一只吸附塔降压脱氧再生，两塔交替循环工作，不断产出氮气。•工作步骤：吸附、均压、放空、冲洗、均压、充压。新疆蓝山屯河能源有限公司工作流程图空气缓冲罐空气缓冲罐左塔右塔O2N2N2O2N2N2H2O空气空气H2O空气空气吸附左塔工作空气空气空气H2O空气空气空气空气空·气空气空气H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O·H2OH2O空气空气空气空气空气空气空气空气`无热吸干机新疆蓝山屯河能源有限公司工作流程图空气缓冲罐氮气缓冲罐左塔右塔O2N2N2O2N2O2O2N2O2N2N2O2N2O2O2N2N2/O2测氧仪吸附O2N2O2O2N2O2O2O2O2O2O2O2O2N2解吸O2N2O2N2O2N2O2N2O2O2新疆蓝山屯河能源有限公司工作原理图空气缓冲罐氮气缓冲罐左塔右塔O2N