PSA系列制氮机使用说明书.doc

1、 北京华昌气分化工设备有限公司 PSA 系列制氮机 使 用 说 明 书 北京华昌气分化工设备有限公司 目 录 一、用途及使用范围 二、主要技术参数及规格 三、工作原理及结构 四、设备安装与使用 五、设备正常开车步骤 六、设备正常停车步骤 七、设备故障紧急停车步骤 八、设备正常运行状态描述 九、操作注意事项 十、设备常见故障及处理 十一、产品担保条款 十二、服务部分 十三、附件部分 附件 1：PSA 系列制氮气设备明细表 附件 2：技术资料清单 附件 3：用户选择空气压缩机参数参考 附件 4：制氮机工艺流程示意图 附件 5：PLC 接线及气动阀与电磁阀对应图 附件 6：系统日常工作记录表 附件

2、7：系统维护记录表 北京华昌气分化工设备有限公司 一、用途及使用范围 氮气广泛用于石油、化工、食品、电子、冶金、医药等行业。空分制氮设备可提供这些行 业各种设备所需的氮气。如金属烧结、激光打孔的保护性气体、石油及化工管道设备的清洗及 气体置换、食品工业中的气调保鲜及充氮包装、电子行业生产半导体器件的氮气份保护、医药 行业的针剂充氮及其他需要氮气的部门。 PSA 系列空分制氮设备所生产的普通氮气,可作为各个行业的保护性气体。 二、PSA 系列空分制氮机主要规格及技术参数如下: 主要规格及参数 设备型号 氮气浓度（） 原料空气 （m3/min） 装机容量 （W） 占地面积 （长X宽X高） 米 99

3、.99 99.9 99.5 99 PSA-2 氮 气 产 量 1 2 0.1 200 0.85x0.31x1.1 PSA-5 3 5 6 0.3 200 0.87x0.43x1.8 PSA-10 3.3 6 10 12 0.5 290 1.4x1.0 x2.0 PSA-15 5 9 15 18 0.8 290 1.4x1.2x2.0 PSA-20 6.6 12 20 24 1.0 400 1.6x1.2x2.2 PSA-30 10 18 30 36 1.5 520 1.6x1.4x2.2 PSA-50 17 30 50 60 2.5 1280 2.8x1.0 x2.4 PSA-80 24 48

4、 80 96 4.0 1380 3.2x1.2x2.5 PSA-100 33 60 100 120 5.0 2340 3.4x1.2x2.5 PSA-150 50 90 150 180 7.5 2790 4.0 x1.5x2.5 PSA-200 66 120 200 240 10.0 4290 4.5x1.8x2.5 注：氮气产量立方米/小时 主要技术参数 产品气 氮气纯度 9999.99 氮气产量 见上表 氮气出口压力 0.60.7MPa 露点 -35 气源气 压力 0.81.0MPa 露点 -2 额定功率 见附件 3 表 额定排气量 见附件 3 表 空气纯度 油0.01ppm 控制箱 电源

5、 AC220 50Hz 功率 30W 外形尺寸 400X450X150 其 它 室内温度 545 操作方式 全自动 安装环境 室内 北京华昌气分化工设备有限公司 三、工作原理及结构 空分制氮设备是采用变压吸附原理,利用碳分子筛从空气中提取氮气的装置。 变压吸附制氮机的吸附罐，在压力高时，碳分子筛吸附空气中的氧，而不易被吸附的氮气 成为产品；在压力低时，氧从碳分子筛中脱附出来。利用压力的变化，就能有效地从空气中分 离出所需要的氮气。 变压吸附制氮装置的主要特点： 设备简单,体积小,制氮成本低。 操作方便,采用自动程序控制,操作、维护费用低。 本设备制成二塔结构,采用常压解吸流程。空分制氮设备的产

6、气量与纯度成反比。产气量 大时,氮体的纯度降低;反之,减小气量使氮气的纯度上升。用户可根据需要选择合适的氮气产 气量和氮气纯度。 本设备的控制系统采用 PLC 程序控制器控制阀门动作。 制氮机制氮气基本工艺流程示意图见附图 1、附图 2 附 图 1 北京华昌气分化工设备有限公司 附 图 2 空气经空压机压缩后，经过干燥、除尘后，经过左吸进气阀进入左吸附罐，罐压力升高，压缩 空气中的氧分子被碳分子筛吸附，未被吸附的氮气穿过吸附床，经过左吸出气阀、氮气产气阀进入 氮气储罐，这个过程称之为左吸。持续时间为 58 秒。 左吸过程结束后，左吸附罐与右吸附罐通过上下均压阀连通，使左右吸附罐压力达到均衡，这

7、 个过程称之为均压，持续时间为 2 秒。 均压结束后，压缩空气经过右吸进气阀进入右吸附罐，压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附， 富集的氮气经过右吸出气阀、氮气产气阀进入氮气储罐，这个过程称之为右吸。持续时间为 58 秒。 同时， 左吸附罐中碳分子筛吸附的氧气通过左排气阀降压释放回大气当中， 此过程称之为解吸。 反之，左吸附罐吸附时，右吸附罐同时也在解吸。为使分子筛中降压释放出的氧气完全排放到 大气中，氮气通过一个常开的反吹阀吹扫正在解吸的吸附罐，把罐内的氧气吹出吸附罐。这个过程 称之为反吹。它与解吸是同时进行的。右吸结束后，进入均压过程，再切换到左吸过程，一直循环 进行下去。 制氮机的工作流程是

8、由可编程控制器控制三个先导电磁阀， 再由电磁阀分别控制八个气动管道 阀的开、闭来完成的。三个先导电磁阀分别控制左吸、均压、右排状态。左吸、均压、右排的时间 流程已经存储在可编程控制器中。 当流程处于左吸状态时，控制左吸的电磁阀通电，先导气接通左吸进气阀、左吸产气阀、右排 气阀，使得这三个阀门打开，完成左吸过程，同时右吸附罐解吸。 当流程处于均压状态时，控制均压的电磁阀通电，其它阀关闭；先导气接通上均压阀、下均压 阀，使得这两个阀门打开，完成均压过程。 北京华昌气分化工设备有限公司 当流程处于右吸状态时，控制右吸的电磁阀通电，先导气接通右吸进气阀、右吸产气阀、 左排气阀，使得这三个阀门打开，完成

9、右吸过程，同时左吸附罐解吸。 每段流程中，除应打开的阀门外，其它阀门都应处于关闭状态。 四、设备安装与使用 空分制氮设备应置于水泥平面基础上。 管线应严格按照流程连接,如附图 2。 附 图 2 五、设备正常开车步骤 1、打开冷干机电源，预冷 35 分钟； 2、空压机开启，压缩空气经冷干机和过滤器处理后进入空气储罐（用户可自配）， 各压力表指示逐渐上升； 3、当吸附罐的压力达到 0.6MPa 时，打开控制柜上的电源开关，即可进入正常 的工作状态； 4、待氮气储气罐压力达到 0.6MPa 后，然后缓慢打开放空阀，这时可观察到流量计浮子 上升，调整氮气流量为用户要求流量，通过氮分析仪显示，纯度达到用

10、户要求的纯度后， 关闭放空阀，打开通往后级用气设备的阀门，产品氮气即可使用。 说明：如果有外接储气罐，当储气罐压力为 0.6MPa 时： 额定流量与实际标态下的流量关系为： （简化式） QN标态下额定流量 QS流量计示值流量 PS外接氮气储气罐压力（表压） 例：QN10 Nm3/h PS0.6MPaX9.8 通过计算得出 QS4Nm3/h，此为制氮机在工作状态下，储气罐压力为 0.6MPa 时流量 计的示值。 氮气额定流量为 20 Nm3/h，储气罐压力为 0.6MPa 时，流量计指示应为 8Nm3/h。 六、设备正常停车步骤 1、关闭制氮机电源开关； 2、关闭氮气供气阀门； 冷冻干燥机 PS

11、A变压 吸附制 氮系统 氮 气 储 气 罐 进气口出气口 排气口 制氮机管道安装示意图 进气口 出气口 成品气 原料气 空气压缩机 空 气 储 气 罐 （用户可自配）（用户可自配） 制氮机内部管道示意图 空 气 储 气 罐 （用户可自配） 北京华昌气分化工设备有限公司 3、关闭冷干机电源开关； 4、关闭空压机电源； 七、设备故障紧急停车步骤 1、关闭制氮机电源开关； 2、关闭流量计下游阀门； 3、关闭空压机、冷干机的电源开关； 4、关闭氮气供气阀门； 八、设备正常运行状态描述 1、电源指示灯亮，左吸、均压、右吸指示灯循环发亮指示制氮流程； 2、左吸指示灯亮时，左吸附罐压力由均压时平衡压力逐渐升

12、至最高，同时右吸附罐压 力由均压时平衡压力逐渐降为零； 3、均压指示灯亮时，左右吸附罐压力将一升、一降逐渐达到两者平衡； 4、右吸指示灯亮时，右吸附罐压力由均压时平衡压力逐渐升至最高，同时左吸附罐压 力由均压时平衡压力逐渐降为零； 5、氮气出口压力指示为正常用气压力，使用时压力会有稍微波动，但变化不应过大； 6、流量计流量指示应基本稳定，波动不应过大，流量计的示值应不大于制氮设备的额 定产气量； 7、氮分析仪示值应不小于制氮设备的额定纯度，也许会有少许波动，但不应波动过大。 九、操作注意事项 1、根据用气压力和用气量调节流量计后的产氮阀，不要随意调大流量，以保证设备的 正常运转； 2、氮气产气

13、阀开度不宜过大，以保证纯度达到最佳； 3、氮分析仪流量计应调节到 0.5L/h 刻度； 4、调试人员调节好的阀门不要随意转动，以免影响纯度； 5、不要随意动控制柜内的电器件，不要随意拆动气动管道阀门； 6、操作人员要定时察看制氮机上的压力表，对其压力变化作一个日常记录以备设备故 障分析； 7、定期观察出口压力、流量计指示及氮气纯度，与要求值对照，发现问题及时解决； 8、按照空压机、冷干机、过滤器的技术要求保养和维护，以保证空气品质（气源必须 无油）。空压机、冷干机必须每年至少维修一次，按照设备维护、保养规定更换易 损件，并进行保养。 9、空分制氮设备在工作过程中,碳分子筛有一定磨损,每年应检察

14、补填分子筛一次。 10、完整填写日常记录表。 北京华昌气分化工设备有限公司 十、设备常见故障及处理 故障现象 故障原因 解决办法 打开电源开关，电源指 示灯不亮 1. 电源未接通 2. 电源保险损坏 3. 电源开关损坏 1. 接通电源 2. 更换电源保险 3. 更换电源开关 流程指示灯不亮 1. 指示灯损坏或连线未接好 2. 可编程控制器故障 1. 接好连线或更换指示灯 2. 检查控制器，如有问题及 时与厂家联系 流程指示不正常 可编程控制器故障 检查控制器， 如有问题及时与 厂家联系 左吸时左吸附罐压力 不能上升到正常值 1.控制左吸的电磁阀损坏 2.左吸进气阀未打开 1.维修电磁阀或更换

15、2.检查管道阀， 如有故障维修 或更换 均压时左右吸附罐压 力不能均衡 1. 控制均压的电磁阀损坏 2. 上下均压阀未打开 1. 维修电磁阀或更换 2. 检查均压阀，如有故障维 修或更换 右吸时右吸附罐压力 不能上升到正常值 1.控制右吸的电磁阀损坏 2.右吸进气阀未打开 1.维修电磁阀或更换 2.检查管道阀，如有故障 左吸或右吸时消音器 不停排气，同时吸附罐 压力不上升 1. 反吹阀开得过大 2. 电磁阀损坏 3. 均压阀漏气 4. 解吸阀漏气 1. 将反吹阀开度调到适当 2. 维修电磁阀或更换 3. 维修管道阀或更换 使用过程中氮气纯度 波动 1. 空气压力有波动 2. 用气量有波动 1.

16、 保养、维修空压机 2. 保持用气量不超过额定流 量 氮分析仪示数不准确 1. 有空气混入 2. 氧电极失效 1. 检查氧电极及测纯系统 2. 更换氧电极 设备维护记录表 维护时间 是否正常 操作者 故障现象 故障排除内容 用户可按此表格或根据自己的实际需要制作设备维护记录，将此表留存备查，在设备维护或 维修时作一参考。此项工作非常重要，不可忽视。 十一、产品担保条款 1. 质量保证条款 配套设备如空压机、冷干机、过滤器等，如果由我公司提供但不是我公司制造 生产的，责按该设备生产商提供的质保期执行，一般质保期为使用后 12 个月或 北京华昌气分化工设备有限公司 交货后 18 个月的两者较短者。

17、 对于由我公司提供的制氮机配套设备由我公司负责保修，如我公司解决不了的问题我们 会及时同生产商联系，让其派人到用户处维修。 制氮主机及由我公司生产的设备一般质保期为 12 个月，双方在合同中另有约定 的除外。一般来说，只要按本说明书正常使用并定期进行良好的维护检修，设备 的使用寿命应在 810 年以上。 在设备保修期外，我公司也将负责设备的维修工作，直至设备报废。在设备保修 期外，需要我公司提供维修服务，我公司将提供有偿服务。 2. 产品保修范围 质保期内设备保修范围： 在用户正常操作使用的情况下，由于设备或仪器中的某些部件本身质量问题或正常磨损、 损耗等原因造成的设备或仪器出现故障或失效，

18、这些均属于免费保修范围。 需要我公司免 费保修的部件或设备、仪器，请用户在设备或仪器出现故障时，及时通知我公司，并请用 户原样保留有故障的部件，待我公司派人或电话确认后，予以及时更换。 特别声明：我公司只负责对制氮系统内由我公司提供的产品进行保修，不承担由于特别声明：我公司只负责对制氮系统内由我公司提供的产品进行保修，不承担由于 制氮设备损坏而造成的用户其他损失的连带赔偿责任。制氮设备损坏而造成的用户其他损失的连带赔偿责任。 下列情况造成的设备或仪器损坏，不属于免费保修范围： 1. 已过质保期限的。 2. 由于人为故意破坏造成的损坏。 如人为的砸、摔、撬、划等造成的设备或仪器损坏，人为地往管道

19、内倒油而造成过滤 器滤芯及制氮主机中碳分子筛失效，进而造成整套制氮系统损坏。 3. 如是用户自己配套的空压机或空气预处理设备，未达到我公司制氮对压缩空气气源的 要求，如含油或含尘超标，造成过滤器滤芯失效或制氮机出现问题。 4. 由于用户没有按照设备的维护要求对设备进行周期性维护、检修而造成的设备 坏，如没有及时更换过滤器滤芯而造成油雾等进入制氮主机，使制氮主机损坏。 5. 由于用户没有按照设备或仪器的操作程序或规范进行操作而造成设备或仪器损 坏。 如将制氮主机电控系统 220V 电源错接为 380V 电源造成电控系统烧坏，其他应 使用 220V 电源的设备或仪器错接 380V 电源造成设备或仪

20、器损坏，接电过程中短路造 成电器损坏，突然调大排气压力造成流量计的玻璃管破裂，进气压力过大造成氮分析 仪的氧电极损坏等。 6. 由于不可抗力或其它不可预见的原因。如地震、火灾等不可抗力因素造成设备或仪器 损坏；由于电路中电压突然过高等不可预见的因素造成设备或仪器损坏。 北京华昌气分化工设备有限公司 十二、服务条款 12.1. 售前服务 向用户如实、详细地介绍本公司的产品，并提供最完善的相关技术资料，协助有 关设计单位进行技术交流，听取用户的建议，在设计制造产品时能根据实际情况 向用户提供合理的改进，满足用户的合理要求。根据用气状况向用户提供合理的 工艺配置。 12.2. 售中服务 12.2.1

21、 按国家有关法律、法规签订合同并严格遵守合同条款履行的权利和义务； 12.2.2 向用户提供双边有关的注意问题； 12.2.3 合同生效 15 天内向有关部门提供详细的设备安装图等资料。 3. 售后服务 12.3.1 本公司设有售后服务部，专线电话：010-62125087、13701259212，及时为用户提 供良好的售后服务，保证系统安全运行； 12.3.2 设备安装调试期间，本公司将及时派员到现场免费指导安装、调试； 12.3.3 接到用户的传真或电话，本公司在 48 小时之内可达用户现场进行设备维修； 12.3.4 建立用户档案，使本公司内部有据可查，掌握设备的运行情况。 特别提醒：特

22、别提醒： 活性炭除油罐内活性炭每半年更换一次！活性炭除油罐内活性炭每半年更换一次！ 过滤器滤芯每半年更换一次！过滤器滤芯每半年更换一次！ 北京华昌气分化工设备有限公司 附 件 部 分 北京华昌气分化工设备有限公司 附件 1 PSA 系列制氮机设备明细表 序号 名 称 数量 单位 厂 家 1 空压机 (螺杆式/全无油活塞式) 1 台 用户可自备 2 冷冻干燥机 1 台 浙江嘉美机电设备有限 公司 3 活性炭除油罐 （气源为 螺杆式空气压缩机） 1 台 天津市峰海金属结构有 限公司 空气储气罐 （气源为全无 油活塞式空气压缩机） 1 台 4 除油活性碳 （气源为螺 杆式空气压缩机） 公斤 上海唐新

23、活性碳厂 5 吸附罐 2 台 天津市峰海金属结构有 限公司 6 碳分子筛 公斤 日本武田 7 氮气储气罐 1 台 天津市峰海金属结构有 限公司 8 控制器 1 只 德国西门子 9 氮气分析仪 1 只 北京航天科拓 10 玻璃转子流量计 （测纯度） 1 只 江苏化工仪表有限公司 11 玻璃转子流量计 （测流量） 1 只 12 压力表 4 块 上海 13 气动角座阀 8 个 浙江玉环比得宝气阀有 限公司 14 二位五通阀 3 个 韩国 PMC 公司 15 阀座 1 个 韩国 PMC 公司 16 精密 滤器 气源为螺杆式 空气压缩机 3 只 杭州海人机电设备有限 公司 气源为全无油活 塞式空气压缩机

24、 1 只 17 电动 排水 阀 气源为螺杆式 空气压缩机 1 只 杭州海人机电设备有限 公司 气源为全无油活 塞式空气压缩机 1 只 18 减压阀（气源为全无油 活塞式空气压缩机） 1 台 上海全伟自动化元件有 限公司 19 截止阀 6 只 国优 20 针芯阀 2 只 国优 21 消音器 1 个 华昌公司 22 控制箱 1 台 华昌公司 北京华昌气分化工设备有限公司 附件 2 技术资料清单 序号 名 称 内 容 数量 1 空气压缩机 （或用户自备） 说明书、合格证 （或用户自备） 1 2 制氮机样本 1 3 氮气储气罐 检测报告、说明书 1 4 吸附罐 检测报告、说明书 2 5 活性炭除油罐

25、或空气储气罐 合格证、说明书 1 6 氮气分析仪 合格证、说明书 1 7 冷冻干燥机 合格证、说明书 1 8 流量计 说明书 1 附件 3 用户选择空气压缩机参数参考 制氮机 型号 全无油活塞式空压机 螺杆式空气压缩机 额定排气量 m 3/min 出口压力 MPa 额定功率 KW 额定排气量 m 3/min 出口压力 MPa 额定功率 KW PSA-2 0.2 1.0 2.2 PSA-5 0.6 1.0 5.5 PSA-10 0.8 1.0 7.5 1.1 0.8 7.5 PSA-20 1.6 1.0 15 2.3 0.8 15 PSA-30 2.5 1.0 22 2.3 0.8 15 PSA

26、-60 3.6 0.8 22 PSA-100 6.2 0.8 37 PSA-150 9.1 0.8 55 PSA-200 11.8 0.8 75 北京华昌气分化工设备有限公司 附件 4 消 音 器 左吸进气阀右吸进气阀 下均压阀 左排气阀右排气阀 左吸出气阀右吸出气阀 上均压阀 反吹阀 左 吸 附 罐 右 吸 附 罐 氮 气 储 气 罐 玻璃转子 流量计 氮分析仪 产氮阀 放空阀 上均压 产气 A产B产 制氮制氮 A进B进 下均压 进气 B放放气A放 放气 AB A吸附B吸附 活 性 碳 除 油 罐 氮分析仪 流量计 氮气流量 调节阀 符合用户 要求氮气 螺杆 式空 气压 缩机 （用户可自备）

27、 图 样 标 记更改文件号 张利宏 工 艺 制 图 审 核 设 计 处数标记 日 期 图号： 审 定 标准化 签 字日期 - -表面处理 材 料- PSA系列制氮机 基本工艺流程示意图 第 张 - - -数 量 比 例 重 量 - 氮气 产气阀 冷冻式压缩 空气干燥器 进气口出气口 排水口 S级 过滤器 M级 过滤器 截止阀 P级 过滤器 电子 排水阀 （制氮机气源为螺杆空压机） 北京华昌气分化工设备有限公司 图 样 标 记更改文件号 张利宏 工 艺 制 图 审 核 设 计 处数标记 日 期 图号： 审 定 标准化 签 字日期 - -表面处理 材 料- 第 张 - - -数 量 比 例 重 量

28、 - 消 音 器 左吸进气阀右吸进气阀 下均压阀 左排气阀右排气阀 左吸出气阀右吸出气阀 上均压阀 反吹阀 左 吸 附 罐 右 吸 附 罐 氮 气 储 气 罐 玻璃转子 流量计 氮分析仪 产氮阀 放空阀 上均压 产气 A产B产 制氮制氮 A进B进 下均压 进气 B放 放气 A放 放气 AB A吸附B吸附 氮分析仪 流量计 氮气流量 调节阀 符合用户 要求氮气 氮气 产气阀 活塞式 全无油空压机 减压阀 冷冻式压缩 空气干燥器 进气口出气口 排水口 过滤器 （用户可自备） 电子 排水阀 空 气 储 气 罐 PSA系列制氮机 基本工艺流程示意图 （制氮机气源为全无油活塞空压机） 北京华昌气分化工设

29、备有限公司 图 样 标 记更改文件号 张利宏 工 艺 制 图 审 核 设 计 处数标记 日 期 图号： 审 定 标准化 签 字日期 - -表面处理 材 料- PSA10型制氮机 基本工艺流程示意图 第 张 - - -数 量 比 例 重 量 - （制氮机气源为活塞式空压机） 消 音 器 左吸进气阀右吸进气阀 下均压阀 左排气阀右排气阀 左吸出气阀右吸出气阀 上均压阀 反吹阀 左 吸 附 罐 右 吸 附 罐 氮 气 储 气 罐 玻璃转子 流量计 氮分析仪 产氮阀 放空阀 上均压 产气 A产B产 制氮制氮 A进B进 下均压 进气 B放放气A放 放气 AB A吸附B吸附 氮分析仪 流量计 氮气流量 调

30、节阀 符合用户 要求氮气 氮气 产气阀 活塞式 全无油空压机 减压阀 冷冻式压缩 空气干燥器 进气口出气口 排水口 过滤器 电子 排水阀 （用户可自备） 北京华昌气分化工设备有限公司 附件 5 图 样 标 记更改文件号 张利宏 工 艺 制 图 审 核 设 计 处数标记 日 期 图号： 审 定 标准化 签 字日期 - -表面处理 材 料- PSA系列制氮机 PLC接线及气动阀与电磁阀对应图 第 张 - - -数 量 比 例 重 量 - L N F1F2F3 Q1Q2Q3Q4 上均压 氮气 A产B产 A进B进 下均压 空气 B放 放气 A放 放气 AB PLC控制接线原理图 气动阀门与电磁阀对应图 电磁阀：F1、F2、F3 F1-A进、A产、B放 F2-上均压、下均压 F3-B进、B产、A放 L N SIEMENS LOGO! 北京华昌气分化工设备有限公司 附件 6 系统日常工作记录表 日 期 空气 压力 MPa 左吸表 压力 MPa 均压 压力 MPa 右吸表 压力 MPa 氮气罐 压力 MPa 流量计 流量 M 3/h 氮气 纯度 检查人 备 注 用户可自己复制此表，记录后留档。 北京华昌气分化工设备有限公司 附件 7 系统维护记录表 日 期 检查内容 操作者 故障现象 处理方法 用户可自己复制此表，记录后留档。