錢宏青

（杭州鼎岳空分設(shè)備有限公司，浙江富陽 311400）

0.引言

在新時代背景下，各行各業(yè)都在飛速發(fā)展，大量產(chǎn)業(yè)都與制氧有關(guān)，所以變壓吸附制氧系統(tǒng)的應(yīng)用也變得越來越重要。因此，在選擇變壓吸附制氧系統(tǒng)方面，要針對系統(tǒng)的特點及實際應(yīng)用需要來進行綜合的考量和探究，以達到合理、科學地使用與管理該系統(tǒng)，最終使得各項工作都在相關(guān)標準規(guī)定范圍內(nèi)完成。該系統(tǒng)如何進行選擇以及維護，要綜合考量其節(jié)能、氣體壓縮性能。在實際工作中，要根據(jù)實際情況來建立相應(yīng)的管理制度，方便系統(tǒng)的管理與維護，并將制度切實落地，確保各項工作進行有序，系統(tǒng)穩(wěn)定運行[1]。

1.變壓吸附制氧系統(tǒng)簡介、構(gòu)成及作用

1.1 變壓吸附制氧系統(tǒng)簡介

變壓吸附制氧系統(tǒng)的組成部分很多，主要有：空氣壓縮機、空氣過濾器、吸附塔、真空泵、氣動閥、氧氣機、氧氣貯罐、氣體流量計、氧壓機等。這些部件中，最核心的是制氧分子篩。分子篩的主要原料是沸石。

在系統(tǒng)工作過程中，氧氣、氮氣通過分子篩后會分離，這兩種氣體在其表面擴散，因擴散速度的不同和最終產(chǎn)生分離效果。較小極性氣體分子的擴散速度慢，而較大極性的氣體分子擴散速度較快，大部分的氣體分子都可進入分子篩微孔。氧氣的臨界直徑為2.85A（1A=0.1nm），氮氣的臨界直徑為3A。由此得出，氧氣與氮氣的臨界直徑不同，擴散速度不同，所以可利用該特性對兩種氣體進行分離。氣體均通過微孔的孔口進入孔穴，之后被孔穴的表面吸附，然后經(jīng)過特殊處理進行解吸與放出步驟。在這個階段，孔徑大分子無法進入，氧氣與氮氣便完成了分離工作。

我國工業(yè)領(lǐng)域?qū)ψ儔何街蒲跸到y(tǒng)的管理與維護也給予了相當?shù)闹匾暋淖陨戆l(fā)展角度出發(fā)，因應(yīng)用高耗能壓縮機，消耗的壓縮類耗能已超過20%，要對其進行控制。因為管道設(shè)計缺乏合理性，時常有冒、跑、漏、滴等情況發(fā)生，這樣不僅無法達到預(yù)期要求，反而將壓縮類能耗的浪費擴大，在將來的研究中，應(yīng)側(cè)重于這方面的研發(fā)和創(chuàng)新。

1.2 變壓吸附制氧系統(tǒng)的構(gòu)成及作用

1.2.1 吸收分離系統(tǒng)

吸收分離系統(tǒng)主要包括控制閥、吸附塔。在吸附塔內(nèi)，有沸石分子篩，主要作用是對氣源中的氧氣、氮氣進行吸附。根據(jù)運行的效果，還能分析出氮氣、氧氣的速度差異、吸附量。PSA方式為高壓吸附和常壓解吸，VPSA/VSA方式為低壓吸附和真空解吸。

1.2.2 空壓機

在變壓吸附系統(tǒng)中應(yīng)用空壓機，對于整體運行的穩(wěn)定性影響很大?？諌簷C作為系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，為吸附分離工作提供壓縮的氣源。系統(tǒng)的運行受到噪音、能耗等因素的影響，要考量的不僅是實際需求，還要將空壓機的能耗、噪音、性能、使用壽命等都考量在內(nèi)。

1.2.3 控制系統(tǒng)

在變壓吸附制氧中，控制系統(tǒng)起的作用是為制氧機的正常運轉(zhuǎn)提供便利條件。在制氧機中，流量計、吸附塔、氧氣貯罐、壓縮機等部件中均配置有傳感器，在系統(tǒng)的運行過程中，傳感器會將氮氣、氧氣的流量、壓力、濃度等信息傳遞到控制系統(tǒng)，再經(jīng)由控制系統(tǒng)根據(jù)參數(shù)來對制氧機進行相應(yīng)的控制調(diào)整[2]。

1.2.4 儲存供應(yīng)系統(tǒng)

儲存供應(yīng)系統(tǒng)的構(gòu)成為：氧氣貯罐、除塵過濾器、匯流排、充氧裝置等，作用也十分重要。

2.變壓吸附制氧系統(tǒng)的選擇及維護

2.1 變壓吸附制氧系統(tǒng)的選擇

2.1.1 節(jié)能角度

為確保變壓吸附制氧系統(tǒng)的運行穩(wěn)定，某制氧廠開展降低能耗項目，以節(jié)能為導向，制定長遠的方針政策，并就項目內(nèi)容提出可行性與必要性分析。關(guān)于系統(tǒng)的選擇，主要條件是節(jié)能。通過采用六西格瑪方法進行分析與實踐，制氧廠進行技改工作，優(yōu)化制氧機的使用流程，將相應(yīng)規(guī)章進行完善，將空壓機的潛在效能發(fā)掘出來，確保系統(tǒng)選擇方式方法的科學性、合理性。

通過制氧廠與施工單位的共同努力，經(jīng)過長時間的試驗，耗費了大量的人力物力，最終建成亞洲最大變壓吸附制氧集群，在國內(nèi)首先使用25000m3/h的變壓吸附制氧應(yīng)用于高爐富氧，最終實現(xiàn)大流量的分質(zhì)供氧模式。

2.1.2 氣體壓縮角度

從系統(tǒng)的氣體壓縮角度進行分析與選擇。制氧廠對變壓吸附制氧系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行改造，并根據(jù)實際的應(yīng)用情況，合理利用先進技術(shù)，以空分分子篩系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用管網(wǎng)中低壓氮氣可以將停運空分設(shè)備的分子篩再生特點，提升分子篩的吸附能力，將整體效果提升至預(yù)期。而且還能將分子篩的使用壽命延長，把停運空分設(shè)備的分子篩再生、活化期間會產(chǎn)生二次污染的問題都一并解決。

除了對結(jié)構(gòu)改造，還大膽進行嘗試與創(chuàng)新，傳統(tǒng)的13X型分子篩性能不如3A型分子篩，用后者可將系統(tǒng)的工作運行周期延長，對于氮氣、氧氣的分類階段產(chǎn)生的波動性控制效果好。使用3A型分子篩對于系統(tǒng)的氣體壓縮性的保證程度高，各領(lǐng)域應(yīng)用條件都能滿足。

2.2 變壓吸附制氧系統(tǒng)的管理維護

我國對于變壓吸附制氧系統(tǒng)的選擇、維護、管理非常重視，積極進行各種研發(fā)與創(chuàng)新工作，并且為確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，已制定了相關(guān)的質(zhì)量監(jiān)控體系。相關(guān)政策的出臺可大大提升系統(tǒng)運行的可靠性、技術(shù)水平、運行效率。

氧氣在空氣中占比約為20.9%，其具有無色、無臭、無味的特性，是助燃劑。如果在空氣中氧氣的含量超過25%，燃燒性就會變得活潑，一旦超過27%，會變得非常危險，燃燒過程中會有劇烈的火焰產(chǎn)生。

為保證生產(chǎn)過程的安全性，加大管理力度是必須的。考率到各領(lǐng)域的應(yīng)用情況不同，要制定處相應(yīng)的制度與管理措施。在整個生產(chǎn)過程中，要不扣不扣地執(zhí)行到位。系統(tǒng)各階段的細節(jié)處理到位，才能將安全隱患扼殺在萌芽狀態(tài)，防止安全事故發(fā)生。

第一，根據(jù)系統(tǒng)的運行原理制定出相應(yīng)的溫度監(jiān)測措施，對不同的生產(chǎn)階段進行監(jiān)控，要對系統(tǒng)的運行性能進行全天候的掌控。在維護過程中，要對球閥、電磁閥、過濾器進行及時的清理，過濾器的濾芯要定期進行更換，將內(nèi)部結(jié)構(gòu)可靠性提升。

第二，通過相關(guān)的管理制度落地執(zhí)行，將工作人員的行為進行科學的約束。根據(jù)工作內(nèi)容的不同來選擇相應(yīng)的工作人員。人員的安全教育不能放松，必須對全員進行安全教育，提升全體的安全責任意識，在實際的工作過程中，要以“安全規(guī)則”為標準，安全生產(chǎn)理念時刻牢記心中。

第三，制定定期巡查制度。通過組建獨立化的巡查隊伍，將定期巡查制度執(zhí)行到位。每一位工作人員的工作內(nèi)容及其相關(guān)職責等都細化處理，確保每個工作環(huán)節(jié)中的人員都具備專業(yè)化知識。各次的巡查信息都應(yīng)進行詳細記錄，通過設(shè)置周巡查、月巡查、季巡查、年巡查措施，將全年生產(chǎn)過程覆蓋。將信息錄入標準化的巡查表，可對各階段的系統(tǒng)運行情況進行詳細掌握。且通過對巡查信息進行分析，可及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的安全隱患、故障，可快速能找到相關(guān)人員進行處理，避免出現(xiàn)問題而影響生產(chǎn)[3]。

第四，將質(zhì)量鑒定納入系統(tǒng)管理工作中。質(zhì)量鑒定機構(gòu)對工作人員進行日常培訓，確保所有員工均“持證上崗”。對系統(tǒng)的操作流程、操作標準及要求等都熟練掌握，確保整體的規(guī)范性，切實避免人為因素導致的系統(tǒng)故障發(fā)生。

3.結(jié)語

變壓吸附制氧系統(tǒng)的選擇及維護，要明確其重要性，針對系統(tǒng)的運行原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、應(yīng)用實際要求等進行綜合考量與探索，選擇標準為節(jié)能性優(yōu)良、氣體壓縮良好。在實際使用與維護過程中，還應(yīng)將相應(yīng)的管理制度完善好，保證政策落地，執(zhí)行不大折扣，定期對其進行清潔、維護，確保系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行，將整體的效率提升，質(zhì)量提高。