N2空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)

空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)2009-7-16氮?dú)庀到y(tǒng)概述氮?dú)庀到y(tǒng)主要是將空氣壓縮、干燥，經(jīng)過膜式造氮機(jī)分離得到氮?dú)猓┙o各用戶。氮?dú)庵饕鸬桨踩a(bǔ)壓作用或作為罐體覆蓋氣。從造氮機(jī)出來的氮?dú)猓?jīng)過一氮?dú)鉂舛葯z測(cè)儀檢測(cè)，當(dāng)?shù)獨(dú)夂俊?7%，一部分氮?dú)夤┤?jí)壓縮機(jī)壓縮，存儲(chǔ)在高壓氮?dú)鈨?chǔ)罐內(nèi)，最后通過兩個(gè)并聯(lián)的自立式減壓閥把壓力降到650kpa供高低壓分離器作壓力補(bǔ)充用；另一部分有一路供給火炬吹掃，有兩路分別作為生產(chǎn)水脫氣罐FPSO-1/2V-3001和淡水膨脹罐FPSO-v-6001的覆蓋氣。氮?dú)庀到y(tǒng)組成

氮?dú)庀到y(tǒng)由兩臺(tái)空氣壓縮機(jī)、濕氣儲(chǔ)罐、壓縮空氣干燥器、氮?dú)獍l(fā)生器、氮?dú)鈮嚎s機(jī)、高壓氮?dú)鈨?chǔ)罐以及管線、閥門組成。氮?dú)庀到y(tǒng)設(shè)備A空氣壓縮機(jī)：FPSO-X-3806A/B

操作能力：458sm3/h操作壓力和溫度：800kPa/50℃設(shè)計(jì)能力：500sm3/h設(shè)計(jì)壓力和溫度：1200kPa/120℃B濕氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力和溫度：14BAR/66℃操作壓力和溫度：10.3BAR/48℃儲(chǔ)罐容量：240GALLONS（908LITERS）

C前過濾器:

設(shè)計(jì)壓力和溫度：14BAR/46℃處理能力：572sm3/h前過濾器的作用是除去壓縮空氣中的大部分水,減輕空氣干燥器的負(fù)荷,有利于增加干燥器的再生效果.當(dāng)過濾器的壓差顯示器顯示為紅色（超過10PSI）時(shí),就需要拆下清洗濾器或更換濾芯。D無熱再生雙塔式干燥器:

露點(diǎn)溫度和設(shè)計(jì)壓力:－40F/10.3BAR操作壓力:9.6BAR/48℃入口流量:419m3/h出口流量：374m3/h

E后過濾器設(shè)計(jì)壓力和溫度：14BAR/46℃

處理能力：663m3/h

后過濾器的作用是防止干燥劑顆粒或者灰塵進(jìn)入儀表風(fēng)系統(tǒng),堵塞供氣線路,損壞儀表設(shè)備或造成儀表設(shè)備工作不正常.當(dāng)過濾器的壓差顯示器顯示為紅色時(shí)（超過10PSI）,就需要拆下清洗濾器或更換濾芯。F氮?dú)獍l(fā)生器（FPSO-NG-3801)該造氮機(jī)為薄膜型造氮機(jī)，它運(yùn)用反滲透原理來分離氮?dú)夂脱鯕?，得到氮?dú)?。技術(shù)參數(shù)如下：操作能力：131sm3/h操作壓力和溫度：650kpa/45℃設(shè)計(jì)能力：144sm3/h設(shè)計(jì)壓力和溫度：1200kpa/45℃

G氮?dú)鈮嚎s機(jī)（FPSO-X-3807)

該壓縮機(jī)為活塞式壓縮機(jī)，技術(shù)參數(shù)如下：操作能力：60sm3/h操作壓力和溫度：18600kpa/50℃設(shè)計(jì)能力：60sm3/h設(shè)計(jì)壓力和溫度：18600kpa/ATMH氮?dú)鈨?chǔ)罐（FPSO-V-3801)

氮?dú)鈨?chǔ)罐技術(shù)參數(shù)如下：操作能力：5m3操作壓力和溫度：18600kpa/ATM設(shè)計(jì)壓力和溫度：20690kpa/93℃

氮?dú)饪諝鈮嚎s機(jī)工作原理

氮?dú)饪諝鈮嚎s機(jī)停機(jī)狀態(tài)：

空壓機(jī)加/卸載閥的加載活塞在彈簧力反作用下處于關(guān)閉狀態(tài)，同時(shí)空氣進(jìn)口閥也處于關(guān)閉狀態(tài)，壓縮機(jī)壓縮空氣出口單向截止閥在彈簧力作用下關(guān)閉，UV斷油閥，最小壓力閥狀態(tài)與以上所述相同。

初始啟動(dòng)狀態(tài)：

電機(jī)帶動(dòng)空壓機(jī)雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，由于雙螺桿泵有自吸能力，外部空氣通過空氣濾器經(jīng)管1被吸入，空氣經(jīng)壓縮后達(dá)到一定壓力，克服出口單向截止閥彈簧作用力，分兩路：1.經(jīng)空氣管路進(jìn)入油氣分離筒,并通過控制氣管路2經(jīng)卸載閥進(jìn)入空壓機(jī)或排放。2.進(jìn)入油止閥，克服彈簧力后，打開斷油閥使得過濾并冷卻后的滑油可通過油路管線與斷油閥后，進(jìn)入轉(zhuǎn)子。

加載狀態(tài)：

加載電磁閥Y1在當(dāng)濕氣儲(chǔ)罐壓力變送器PT-7306所測(cè)儲(chǔ)罐壓力低于設(shè)定值壓力

時(shí)得電動(dòng)作，關(guān)閉加/泄載閥活塞與大氣的通路，控制氣路2中的壓縮空氣一路進(jìn)入加載活塞頂部壓縮彈簧，打開進(jìn)氣閥，另一路在彈簧力與壓縮氣的共同作用下，關(guān)閉卸載閥，進(jìn)氣閥打開后，隨著空壓機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，壓縮機(jī)出口油氣混合物高速切向進(jìn)入分離筒，在離心力作用下，85％的油經(jīng)過油分離組件后被分離出來，順著分離筒內(nèi)缸壁流入分離筒底部，隨著分離筒內(nèi)的壓力的升高，達(dá)到并克服最小壓力閥彈簧力，大約4BAR，頂開最小壓力閥，經(jīng)過風(fēng)冷卻后，冷卻的壓縮空氣經(jīng)過疏水閥后，進(jìn)入濕氣儲(chǔ)罐。

空壓機(jī)油路狀態(tài)：

油氣分離筒濾器底部存有部分滑油，這部分滑油主要用于在螺桿泵啟動(dòng)時(shí)，潤(rùn)滑螺桿轉(zhuǎn)子。1.空壓機(jī)初始啟動(dòng)時(shí)，油槽底部滑油油溫較低，在分離筒內(nèi)壓力作用下，經(jīng)過油濾器并通過斷油閥，噴入轉(zhuǎn)子，起到一個(gè)潤(rùn)滑，冷卻，密封的作用。2.油氣分離筒底部油槽中的滑油在空壓機(jī)加載狀態(tài)下，如果油溫過高，油溫冷卻器旁通膨脹使得滑油必須經(jīng)過滑油冷卻器（風(fēng)冷），風(fēng)冷后，經(jīng)過降溫的滑油通過油止閥進(jìn)入壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子，進(jìn)行潤(rùn)滑，冷卻，密封。

空壓機(jī)卸載狀態(tài)：

當(dāng)濕氣儲(chǔ)罐罐體壓力變送器PT-7306所測(cè)儲(chǔ)罐壓力高于卸載壓力設(shè)定值時(shí)，加載電磁閥Y1失電動(dòng)作，打開加/卸載閥與大氣的通路，泄放掉作用于加/卸載活塞上的壓縮空氣，在彈簧力的反作用下，加/卸載活塞復(fù)位，控制氣路2中的壓縮空氣克服彈簧力作用，經(jīng)管1進(jìn)入空壓機(jī)或在空壓機(jī)停機(jī)狀態(tài)下，經(jīng)空氣濾器泄放。

氮?dú)饪諝鈮嚎s機(jī)的起?？刂疲?/p>

氮?dú)饪諌簷C(jī)主控制面板上有一個(gè)選擇開關(guān)，通過該選擇開關(guān)我們可以任意選擇一臺(tái)空壓機(jī)作為主機(jī)，同時(shí)另一臺(tái)則作為備機(jī)。選擇好主機(jī)后，若濕氣儲(chǔ)罐罐體壓力變送器PT-7306所測(cè)壓力低于設(shè)定值10BAR時(shí)，主機(jī)率先啟動(dòng)并進(jìn)行加載，若壓力仍然下降，當(dāng)?shù)陀趥錂C(jī)啟動(dòng)壓力設(shè)定值9BAR時(shí)，備機(jī)啟動(dòng)進(jìn)行加載。當(dāng)主機(jī)和備機(jī)加載至卸載壓力設(shè)定值12BAR時(shí)，備機(jī)卸載，而后主機(jī)卸載，兩機(jī)同時(shí)處于初始啟動(dòng)狀態(tài)，如果20分鐘后，壓力穩(wěn)定，備用空壓機(jī)沒有再次啟動(dòng)的條件，備用空壓機(jī)會(huì)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，而主空壓機(jī)則會(huì)仍然處于初始啟動(dòng)狀態(tài)。如壓力再次低于設(shè)定值時(shí)，主機(jī)會(huì)再次進(jìn)行加載。

無熱再生式干燥器的工作原理及干燥材料：

吸附是因?yàn)槲劫|(zhì)與吸附劑分子間相互作用而發(fā)生吸附質(zhì)分子相際轉(zhuǎn)移的一種現(xiàn)象。當(dāng)待干燥的空氣與吸附劑充分接觸時(shí)，空氣中的水分子擴(kuò)散到吸附劑上而被吸附，與此同時(shí)，被吸附的水分子因本身的熱運(yùn)動(dòng)與外界氣態(tài)分子碰撞，有一部分離開吸附劑表面返回氣相，即發(fā)生脫附。任何一種吸附對(duì)于同一被吸附氣體來說，在吸附平衡情況下，溫度越低，壓力越高，吸附量越大。反之，溫度越高，壓力越低，則吸附量越小。氣體的吸附分離方法，通常采用變溫吸附或變壓吸附兩種循環(huán)過程。如果溫度不變，在加壓的情況下吸附，用減壓（抽真空）或常壓解吸的方法，稱為變壓吸附。變壓吸附是通過改變壓力來吸附和解吸的。變壓吸附操作由于吸附劑的熱導(dǎo)率較小，吸附熱和解吸熱所引起的吸附劑床層溫度變化不大，故可將其看成等溫過程。

因此，變壓吸附即稱等溫吸附，又稱無熱再生吸附。吸附式干燥器一般采用雙塔式，一塔進(jìn)行吸附，另一塔進(jìn)行解吸，A，B兩個(gè)干燥塔按照所設(shè)定的程序切換交替工作和再生。依再生方式不同可分為無熱再生式干燥器，有熱再生式干燥器和微熱式再生干燥器。工作程序共分為工作、再生、充壓、均壓、待再生5個(gè)過程。工作程序?yàn)闀r(shí)間控制，3分鐘干燥,3分鐘再生，6分鐘為一個(gè)工作周期。干燥器所用吸附材料為DE-4活性氧化鋁瓷球，是具有很多毛細(xì)管道的白色球粒，在一定條件下干燥深度可達(dá)－70℃以下的露點(diǎn)，飽和可在175℃－400℃加熱除水而復(fù)活，能多次使用?；钚匝趸X是由鋁的水合物加熱脫水制成，它的性質(zhì)取決于最初氫氧化物的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，一般都不是純粹的Al2O3,而是部分水合無定形的多孔結(jié)構(gòu)物質(zhì)，其中不僅有無定形的凝膠，還有氫氧化物的晶體。由于它的毛細(xì)孔通道表面具有較高的活性，故又稱活性氧化鋁。它對(duì)水有較強(qiáng)的親和力，是一種對(duì)微量水深度干燥用的吸附劑。

干燥器干燥過程的控制：工作過程：電磁閥B帶電，入口閥V1閥缸中的壓縮空氣被放空，同時(shí)在濕氣進(jìn)口壓力作用下入口閥V1打開，進(jìn)入干燥器左側(cè)腔室進(jìn)行干燥，干燥后的壓縮空氣經(jīng)單向閥V7進(jìn)入下一個(gè)處理流程。這個(gè)過程要持續(xù)3分鐘。干燥塔工作時(shí),壓力升高,空氣中的水蒸氣分壓亦相應(yīng)提高,當(dāng)通過干燥劑(活性氧化鋁)床層時(shí),被干燥劑吸附,使干燥劑表面水蒸氣分壓逐漸提高,達(dá)到平衡,這就是吸附工作過程,使壓縮空氣得到干燥。

再生過程：在干燥器左側(cè)腔室進(jìn)行工作時(shí)，出口干燥后的壓縮空氣通過一截流孔將壓縮空氣壓力降低至常壓狀態(tài)，通過V6單向閥由下至上對(duì)干燥器右側(cè)腔室干燥劑進(jìn)行反吹，電磁閥D帶電動(dòng)作，排放閥V4閥缸中的壓縮空氣被泄放，排放閥在再生廢氣的作用下打開，經(jīng)再生氣排放組件和消音器后泄放。

干燥塔再生時(shí),當(dāng)塔內(nèi)空氣壓力突然降低,水蒸氣的分壓也同樣降低,吸附在干燥劑的水蒸氣亦轉(zhuǎn)移到空氣中,再生過程就是通過限流孔板,控制小部分的干燥氣流(占處理量的15％)膨脹到大氣壓,從上而下對(duì)干燥劑進(jìn)行反吹,水蒸氣隨反吹氣流從消音器排到機(jī)外，使干燥劑脫附。這個(gè)過程也要持續(xù)3分鐘。

充壓過程：干燥器右側(cè)腔室在執(zhí)行完3分鐘的再生過程后，電磁閥D失電動(dòng)作，排放閥V4在10.3BAR的壓縮空氣作用下關(guān)閉，再次充壓閥V9由于電磁閥D的失電，在彈簧力的作用下復(fù)位打開，這時(shí)，干燥器出口干燥的壓縮空氣通過充壓閥V9再經(jīng)單向閥V6進(jìn)入干燥器右側(cè)腔室，由于排放閥V4已關(guān)閉，隨著干燥壓縮空氣的不斷進(jìn)入，右側(cè)腔室的壓力也逐漸升高，依據(jù)前面所述變壓吸附原理，一定溫度下，水的吸附量隨壓力的升高而增加。

三、影響干燥器運(yùn)行的因素

吸附式干燥器的設(shè)計(jì)一般是依據(jù)以下相關(guān)條件與選擇性參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，最終確定吸附劑裝填量和結(jié)構(gòu)的：現(xiàn)場(chǎng)條件--環(huán)境溫度，空壓機(jī)類型，系統(tǒng)配置進(jìn)口工況--壓力，溫度，流量出口式?jīng)r--露點(diǎn)，壓力損失，有效供氣量運(yùn)行條件--露點(diǎn)控制方式，供需平衡選擇參數(shù)--吸附劑種類，動(dòng)態(tài)吸附量，工作周期，安全(富裕)系數(shù)，空

塔流速，接觸時(shí)間，再生氣加流比，加熱器功率，時(shí)間程序等。以下將從幾個(gè)方面分析對(duì)干燥器正常運(yùn)行影響頗大而又易被忽視的因素：

1.微量油累積

與無油活塞機(jī)含油量相當(dāng)?shù)膰娪吐輻U空壓機(jī)，其含油量依油氣分離器效率與排氣溫度的高低，一般可認(rèn)為在5~15mg/m3，取兩者中值即10mg/m3。以10m3/min排氣量空壓機(jī)為例，運(yùn)行一年，微量油累積量為：10mg×10m3/min×60min×24h×300d=43.2Kg/年

2.進(jìn)氣溫度

進(jìn)入干燥器的壓縮空氣為飽和或過飽和濕空氣(含有一定量的游離水)。表1所示為不同溫度與壓力下壓縮空氣的飽和含水量。從表中可以看出：同等壓力條件下，溫度每提高5℃，飽和含水量增加30%左右，也即進(jìn)入干燥器的水份負(fù)荷增加30%左右；此外，吸附劑的吸附能力隨溫度的升高而降低(見圖1)，故隨進(jìn)口氣體溫度的升高，干燥器的干燥效率下降。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，進(jìn)氣溫度每提高5℃，成品氣出口露點(diǎn)將升高8~10℃；

如果壓縮機(jī)后冷卻器之后不設(shè)分離過濾裝置或分離過濾效率低下，致使液態(tài)水進(jìn)入干燥器，則會(huì)進(jìn)一步惡化干燥效率。表1壓縮空氣的飽和含濕量(g/Kg)

3.工作壓力

從表1還可以看出，壓縮空氣飽和含水量(進(jìn)入干燥器的負(fù)荷)與壓力成反比，即工作壓力愈低，干燥器負(fù)荷愈高；且經(jīng)節(jié)流小孔引出的再生氣量與壓力成正比，工作壓力的下降會(huì)導(dǎo)致再生氣量的減小從而使干燥器再生效率降低，進(jìn)而使吸附能力下降；此外，壓力降低使塔內(nèi)容積流速提高，還會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)吸附容量的下降，三項(xiàng)疊加效應(yīng)的結(jié)果必然引起產(chǎn)品氣出口露點(diǎn)上升。尤其是依變壓吸附原理工作的無熱再生式干燥器對(duì)壓力下降十分敏感。故一般都對(duì)工作壓力的下限提出要求，多以不低于規(guī)定工況工作壓力的1/2為下限。

空壓機(jī)故障狀況及分析：

故障描述：空壓機(jī)A機(jī)自動(dòng)關(guān)停并切換到B機(jī)使用，面板上出現(xiàn)injectionoilpressurelow報(bào)警，重新啟動(dòng)A機(jī)故障仍然出現(xiàn)。故障分析：可能是加載電磁閥故障。故障解決：1.檢查加/卸載電磁閥，但電磁閥偶爾未發(fā)生動(dòng)作。2.拆開電磁閥接線盒，發(fā)現(xiàn)針腳于電路板間的焊接點(diǎn)全部松動(dòng)。3.使用電烙鐵重新焊接虛焊點(diǎn)，恢復(fù)正常。4.打開卸載閥，發(fā)現(xiàn)里面有水，清潔并潤(rùn)滑。注意事項(xiàng)：電磁閥接線端子焊接處由于所處環(huán)境振動(dòng)大容易出現(xiàn)脫焊現(xiàn)象引起電磁閥工作異常。

故障描述：系統(tǒng)發(fā)出卸載指令（即面板上出現(xiàn)UNLOAD），儀表氣空壓機(jī)B無法卸載，排出壓力增至13BAR，控制電磁閥放氣口持續(xù)排氣。故障分析：1.由于卸載閥的密封活塞泄露導(dǎo)致空氣進(jìn)口閥無法關(guān)閉引起的。2.加/卸載電磁閥接線盒中，針腳與電路板之間的焊接點(diǎn)脫焊松動(dòng)。故障解決：1.首先檢查控制電磁閥，動(dòng)作及密封性良好。2.拆卸卸載閥，取出活塞并更換一個(gè)新的活塞，問題解決。注意事項(xiàng)：1.注意活塞的安裝方向。2.拆卸卡簧時(shí)，要使用專用工具，避免損壞及傷人。

氮?dú)獍l(fā)生器設(shè)備組成

1.粗濾器F-10和細(xì)濾器F-12主要作用：分別利用1.0微米和0.01微米的濾器組件，用于去除殘留于入口空氣余下的浮質(zhì)油。2.活性碳濾器F-16主要作用：用于吸收重碳?xì)湔羝?.入口閥ACV19-1由PLC控制，為造氮系統(tǒng)提供進(jìn)氣。4.過程加熱器EH-14該加熱器是電加熱器，確保進(jìn)氣被加熱及維持溫度在25℃－45℃之間。5.固體濾器F-19用于去除入口空氣中的殘留