制氧机说明书.docx
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制氧机说明书
变压吸附制氧机操作
使用说明书
深圳市久大轻工机械有限公司
SHENZHENJIUDALIGHTINDUSTRYMACHINERYCO.LTD.
1、相关知识……………………………………………………………………………………3
1.1.气体知识…………………………………………………………………………………3
1.2.压力知识…………………………………………………………………………………3
1.3.电力知识…………………………………………………………………………………3
1.4.安全知识…………………………………………………………………………………3
1.5.知识产权…………………………………………………………………………………3
1.6.提示………………………………………………………………………………………3
2、变压吸附（PSA）制氧原理及系统设备概述……………………………………………4
2.1.概述………………………………………………………………………………………4
2.2.PSA制氧原理……………………………………………………………………………4
2.3.PSA制氧基本工艺流程…………………………………………………………………4
2.4.PSA制氧系统设备………………………………………………………………………5
3、设备安装及工况条件………………………………………………………………………6
3.1.设备布置要求……………………………………………………………………………6
3.2.工况条件…………………………………………………………………………………7
3.3.设备安装…………………………………………………………………………………7
4、设备调试及开停车…………………………………………………………………………7
4.1.设备调试前准备工作……………………………………………………………………7
4.2.设备首次开车……………………………………………………………………………7
4.3.设备正常开车步骤………………………………………………………………………8
4.4.设备正常停车步骤………………………………………………………………………8
4.5.故障紧急停车步骤………………………………………………………………………8
4.6.设备正常运行状态描述…………………………………………………………………9
4.7.设备操作注意事项………………………………………………………………………9
5、设备检验……………………………………………………………………………………9
5.1.检验标准…………………………………………………………………………………9
5.2.设备出厂检验……………………………………………………………………………9
6、设备维护……………………………………………………………………………………10
6.1.设备日常维护……………………………………………………………………………10
6.2.设备周期性维护…………………………………………………………………………10
6.3.常见故障处理……………………………………………………………………………11
6.4.设备维护记录表…………………………………………………………………………11
7、随机附件……………………………………………………………………………………11
7.1.设备清单…………………………………………………………………………………11
7.2.随机提供的资料、备件…………………………………………………………………12
7.3.设备提示、警示牌………………………………………………………………………12
8、设备保修条款………………………………………………………………………………12
8.1.设备质量保证条款………………………………………………………………………12
8.2.设备保修范围……………………………………………………………………………12
8.3.产品售后服务承诺………………………………………………………………………13
附件1.系统日常工作记录表
附件2.系统维护记录表
1、相关知识
1.1.气体知识
氧气作为空气中含量丰富的气体，取之不竭，用之不尽。
它无色、无味，透明，维持生命。
氧气（O2）在空气中的含量为20.9476%（空气中各种气体的容积组分为：
N2：
78.084%、O2：
20.9476%、氩气：
0.9364%、CO2：
0.0314%、其它还有H2、CH4、O3、SO2、NO2等，但含量极少），分子量为32，沸点：
-183℃。
1.2.压力知识
变压吸附（PSA）制氧工艺是加压吸附、常压解吸，必需使用压缩空气。
现使用的吸附剂—沸石分子筛吸附压力一般为0.4MPa左右，整个制氧机系统中气体均是带压的，具有冲击能量；因此设备安装、调试、操作维修时必须注意安全，不得近距离面对气体。
非专业人员或未经许可，请勿擅动系统中管路阀门、压力表等部件。
内部拆卸时，必须确认其内压力为零。
本说明书及技术方案中所指压力除注明外，均为相对压力（表压）。
1.3.电力知识
制氧系统中空压机、气体干燥设备、制氧主机等设备均需要接入380V或220V电源，电源条件规定见下表。
电压V
允差%
相位
频率Hz
允差%
380
±5
三相
50
±1
220
单相
必须注意安全用电（电压超过36V对人有危害）！
请仔细阅读各设备的接电要求，严格按照要求连接电源。
使用220V电源的设备切勿使用380V电源，一定要有接地保护，避免发生短路。
非专业人员或未经许可请勿擅动制氧系统中的电路电器。
1.4.安全知识
在安装、调试、操作、维护本制氧系统之前，请务必先阅读以下安全警示！
高纯氧在密封环境中容易使人发生氧中毒。
使用时，人员必须处于通风良好的环境中，人或动物切勿在充满纯氧的密封环境中，以免发生伤亡事故。
当发生事故时，迅速将事故者运往敞开、通风的大气中采取适当抢救措施。
由于整个制氧系统中气体均是带压的，需防止压力气体的加渣冲击；在空压机、干燥机、制氧主机等设备的排气口，请勿站人。
整个系统中的连接管路必须牢固可靠密封，经设备销售商确认可靠，以免漏气或造成管路破裂，发生人员伤亡或财物损坏。
由于整个制氧系统中要使用380V或220V动力电源，请注意用电安全！
非专业人员或未经许可和培训的其他人员切勿擅自操作电器或擅改电路。
本制氧系统中的所有设备必须由专业人员或经过技术培训并合格的操作人员操作。
否则，造成设备损坏我方将不负任何责任，也不在设备保修范围之内。
对于不顾上述安全警示，漠视安全知识，不遵守安全操作规范等造成的人员伤亡及财物损坏等，我公司将不承担任何责任。
1.5.知识产权
任何人或机构未经我公司正式书面授权许可，无不得复制、引用技术资料，模仿设备外观、制造工艺等。
本公司保留对所有侵犯本公司知识产权的行为进行法律追究的权利。
1.6.提示
在使用系统设备前，首先必须阅读本《操作使用说明书》的全部内容，在全面了解有关知识的基础上，才可动手操作各设备。
2、制氧原理及系统设备概述
2.1.概述
变压吸附（PSA）制氧机是一种新型高科技设备，它具有设备成本低，体积小、重量轻、操作简单、维护方便、运行费用小、现场制氧快、开关方便、无污染等优点。
本公司生产的PSA制氧设备广泛用于石油化工、电炉炼钢、玻璃生产、造纸、制取臭氧、水产养殖、航空航天、医疗保健等待业和领域，设备运行稳定，安全可靠，深受广大用户的青睐。
2.2.PSA制氧工作原理：
变压吸附制氧机是以沸石分子筛为吸附剂，利用加压吸附，降压解吸的原理从空气中吸附和释放氮气，从而分离出氧气的自动化设备。
沸石分子筛是一种经过特殊的孔型处理工艺加工而成的，表面和内部布满微孔的球形颗粒吸附剂呈白色。
其孔型特性使其能够实现O2、N2的动力学分离。
沸石分子筛对O2、N2的分离作用是基于这两种气体的动力学直径的微小差别，N2分子在沸石分子筛的微孔中有较快的扩散速率，O2分子扩散速率慢。
压缩空气中的水和CO2的扩散同氮相差不大。
最终从吸附塔富集出来的是氧气分子。
变压吸附原理正是利用沸石分子筛的选择吸附特性，采用加压吸附，减压解吸的循环周期，使压缩空气交替进入吸附塔来实现空气分离，从而连续产出高纯度的产品氧气。
2.3.PSA制氧基本工艺流程：
空气经空压机压缩后，经过除尘、除油、干燥后，进入空气储气罐，经过空气进气阀、左进气阀进入左吸附塔，塔压力升高，压缩空气中的氮分子被沸石分子筛吸附，未吸附的氧气穿过吸附床，经过左产气阀、氧气产气阀进入氧气储罐，这个过程称之为左吸，持续时间为六十秒左右。
左吸过程结束后，左吸附塔与右吸附塔通过均压阀连通，使两塔压力达到均衡，这个过程称之为均压，持续时间为3~5秒。
均压结束后，压缩空气经过空气进气阀、右进气阀进入氧气储罐，这个过程称之为右吸，持续时间为六十秒左右。
同时左吸附塔中沸石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。
反之左塔吸附时右塔同时也在解吸。
为使分子筛中降压释放出的氮气完全排放到大气中，氧气通过一个常开的反吹阀扫正在解吸的吸附塔，反塔内的氧气吹出吸附塔。
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。
制氧机的工作流程是由可编程控制器控制五个二位五通先导电磁阀，再由电磁阀分别控制七个气动阀的开、闭来完成的。
五个二位五通先导电磁阀分别控制左吸、均压、右吸状态。
左吸、均压、右吸的时间流程已经存储在可编程控制器中，在断电状态下，五个二位五通先导电磁阀的先导气都接通气动阀的关闭口。
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、右排气阀开启口，使得这三个阀门打开，完成左吸过程，同时右吸会塔解吸。
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；先导气接通均压阀开启口，使得这阀门打开，完成均压过程。
当流程处于右吸附状态时，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、左排气阀开启口，使得这三个阀门打开，完成右吸过程，同时左吸附塔解吸。
每段流程中，除应该打开的阀门外，其它阀门都应处于关闭状态。
2.4.PSA制氧系统设备
制造普通纯度氧气（氧气纯度90%），PSA空分制氧系统由下列设备组成（根据不同用户要求，具体组成可能性有所变化）：
2.4.1空气压缩机
因为PSA空气制氧是通过加压吸附、常压解吸从空气中直接制取氧气，所以空压机是提供气体压缩的动力源。
目前广泛使用的空压机主要有螺杆空压机和活塞空压机两大类。
这两种空压机各有其特点，都可用于制氧系统。
一般来说，螺杆空压机气量损耗少，产气效率高，噪音低，维修量较小，但压缩空气中一般都含有油，价格相对较高；活塞空压机现有无油润滑和有油润滑两种，对于制氧系统来说，最好配套使用无油润滑空压机。
空压机的排气量根据制氧机的规格而定。
一般为了不使空压机一直满负荷运转，有一定的卸载时间，有利于空压机长期有效使用，在选择空压机的排气量时，螺杆空压机的排气量一般要比制氧机要求的气量大10%~15%，活塞空压机一般要比要求的排气量大20%~25%。
空压机的额定排气压力最好选择为0.5~0.7MPa，排气压力过高、过低均不好。
对于地处海拔高度≥500m的地方，选择空压机时要考虑大气压力，请咨询空压机供货商或咨询我公司。
空压机排出的压缩空气中含油量必须≤5ppmw/w，最好使用无油空压机。
PSA制氧系统中设备主要电力消耗就是空压机的功率消耗。
2.4.2压缩空气预处理设备
因为制氧主机中沸石分子筛对压缩空气的品质要求很高，而压缩空气中气体温度高，又含有大量的水分和一定的粉尘、油雾，所以在压缩空气进入制氧主机前必须进行除水、除油、除尘等处理，此部分设备主要就是为了此目的。
对压缩空气的净化处理至关重要，这一点请用户千万不要忽视！
因为压缩空气净化处理的好坏直接关系到沸石分子筛的使用寿命，从而直接关系制氧机的长期有效使用。
一旦沸石分子筛油“中毒”，制氧机效率将下降，指标无法达到正常。
对压缩空气除水主要采用干燥器。
吸附式的无热再生干燥机是采用一种可再生的干燥剂为吸附剂，利用压力变化、气体膨胀等原理，采用变压吸附分离水分的分离工艺，将压缩空气中的水分除去。
如果要求氧气露点不是太低（≤-40℃常压），则不需要吸附式干燥器；如果要求氧气露点较低（≤-40℃常压），则需配置吸附式干燥器。
吸附工干燥器有无热再生和微热再生两种类型，都对气量有一定损耗，一般采用无热再生干燥装置。
对压缩空气除油、除尘主要采用不同类型、不同过滤精度的过滤器。
过滤器是通过由很多微孔纤维材料制成的滤芯或活性炭除去介质中的污染物（水、油、微粒、异味），所有过滤器都有除水、除油、除尘的作用，只不过不同类的过滤器主要功能不同。
主路过滤器主要起除尘和除液态水作用；粗过滤器主要起一级除油作用；精过滤器主要是进一步除油，使介质含油量很少；活性炭除油过滤器主要是起深度除油和吸附碳氢化合物、除异味的作用。
过滤器的配置主要根据空压机排出的压缩空气品质而定。
配置太少，压缩空气得不到充分的净化处理，无法达到制氧机对压缩空气的品质要求，这是不允许的；配置太多，固然对压缩空气处理效果好，但分造成管路中气体压力损耗较多，同时也造成成本过高，没有必要。
一般来说，对无油空压机，需配置一至两级过滤器，主要是除尘、除水；对含油空压机，则需配置三至四级过滤器。
2.4.3制氧主机
PSA制氧主机对压缩空气的要求如下：
压力≥0.4MPa，≤0.5MPa
残油含量≤0.008ppm
机械杂质≤0.1μm
常压露点≤-23℃
制氧主机一般由罐体、管路阀门和电控柜三部分组成，具体地包括底盘、空气缓冲罐、氧气缓冲罐、吸附塔，沸石分子筛、布气系统、压紧装置，气动管道阀、电磁阀、单向管道阀、过滤减压阀等阀门，PLC控制器、高效消音器、测氧仪（选择设备）、流量计（选择设备）、压力表等仪器仪表，连接管路等附件。
2.4.4氧气后期净化处理
这部分设备是根据用户成品氧气的使用场合和工艺需要来配置，为选配设备。
一般来说，制氧机产出的氧气还是比较洁净利，可满足大多数用户的用气标准。
但对于食品、制药、医疗保健行业，要求成品制氧无菌、无异味、无尘等，就要对氧气进行后期除菌、除尘、除异味处理。
主要是在氧气输出管道中再配置除过滤器、除尘除异味过滤器，使成品氧气中不含细菌和尘埃等无机物和有机物。
3、设备安装及工况条件
3.1.设备布置要求
制氧系统中的所有设备一般来说均无须基础，室内平整干净地面即可。
但对于较大规格的空压机、压缩空气干燥设备等，如设备有基础要求，则需做基础。
同时为了设备维修、清洁方便起见，最好在空压机、干燥设备、制氧机的地面做一个高于地面10cm的平整台面。
制氧系统中的各设备布置顺序按照制氧工艺流程的前后顺序连接布置。
在合同签订之前，用户应提供设备安装厂房尺寸图或场地图及空气进口、成品氧气出口位置，我公司在设备合同签订后一周内会根据用户的实际场地提供给用户整套制氧系统的设备布置连接示意图。
一般来说，各设备沿厂房墙面布置。
空压机、干燥机应放在上风口或通风良好的地方，如果空压机后没有空气储罐，则空压机与干燥机之间的距离应尽可能大一些，二者之间的管路长度尽可能长一些，以利于通过大气环境降低压缩空气温度。
各设备之间间距应至少大于1m，各设备与墙的距离至少大于0.8m，设备的操作面应面向人员方便操作的方位，以便于人员对设备的操作和维护、检修。
设备之间的管路连接应根据所有设备就位后的实际情况而定，因此，这些管路连接由用户负责。
所有管路最好采用硬连接方式（螺纹连接或焊接），应由专业人员施工，以免发生泄露现象。
3.2.工况条件
环境温度：
≤40℃
相对湿度：
≤65%
原料空气：
机械杂质：
≤20mg/m3
CO2含量：
≤250ppm
C2H2含量：
≤0.5ppm
CnHm含量：
≤20ppm
不含刺鼻气味及腐蚀性气体
电源：
380V/3ph/50Hz、220V/50Hz
焊割气：
如果需要切割操作，须准备氧气瓶、乙炔瓶等
工具设备：
必要的常用工具，焊接、切割设备，磁丝工具等
3.3.设备安装
设备安装由用户负责，我公司负责指导设备安装。
所有设备就位后，设备之间的管路连接就根据实际情况现场配置。
所有管路必须采用硬连接方式（螺纹连接或焊接），应由专业人员施工，以免发生泄露现象。
成品氧气出口至气点之间的管路最好采用铜管或不锈钢管（最次采用新的镀锌管），采用焊接方式连接。
将系统用电源至设备现场，备好配电盘供应设施。
4、设备调试及开、停车
4.1.设备调试前准备工作
4.1.1将220V、1000W的电源插板与制氧机上的电控柜上电源插头相连，确认电控箱有电。
4.1.2确认制氧机上所有阀门处于原始关闭状态。
打开电控柜上的电源开关，即发现左吸指示灯亮，过1～2分钟该灯灭；而后均压指示灯亮几秒后，该灯灭，右吸指示灯亮；过1～2分钟后右吸指灯灭，均压指示灯又亮，几秒钟后左吸灯亮；依次循环下去几个周期（1～2分钟根据具体设备及工况而确定），即说明电控程序系统工作正常，然后关闭电源开关待用。
4.1.3检查压缩空气气源系统：
按照空压机和干燥机的使用说明书，确认空压机、干燥机等需要接电的设备应接入的电源电压（380V或220V），并接好电源。
4.1.3.1截断排气阀门，区域性空载试压，由排空口放气30分钟左右，检测机器性能。
4.1.3.2干燥机需与当地环境相符合，试运转看处理压缩空气时是否能达到常压露点-40℃左右。
4.1.3.3进入制氧机的供气压力一般为0.4MPa左右，因设备而异。
4.1.3.4检查系统管道连接安装的完整性、安全性和气密性。
4.1.3.5分段吹扫管路，保压试验。
4.1.3.6配好专职操作维护管理人员，预读产品说明书、手册，并做专项培训。
4.2.设备首次启动（设备调试）
4.2.1检查系统中各设备是否处于安全、原始备电待用状态；
4.2.2启动干燥机：
按电源按钮为开，干燥机运转，打开其前后阀门（全开）。
4.2.3空压机开启：
如需冷却水，首先打开其前后阀门；按照使用说明书开启电源开关，使空压机运转，升压；压缩空气经干燥机和过滤器处理后进入制氧机的空气缓冲罐。
打开空气缓冲罐下方排污阀放空片刻，然后关闭排污阀等待空气压力上升。
4.2.4当空气缓冲罐的压力达到空压机设定的最高压力时，调节先导气减压阀，使压力设定为0.4MPa左右。
开启空气进气阀，打开电控柜上的电源开关，过几秒钟，即可进入正常的工作状态。
4.2.5由于刚刚开机时，吸附塔内的吸附气体需要置换，因此进入氧气储罐的阀门暂时不要打开，让制氧吸附塔组间循环工作10分钟左右，再缓慢打开氧气产气阀，使纯氧气进入氧气储罐。
打开氧气罐排污阀放空20分钟左右，置换氧气罐；然后关闭排污阀等待氧气压力上升。
4.2.6待氧气储罐压力达到0.4MPa后，调节氧气减压阀，使得出口压力达到用户要求值。
由于氧气刚进入氧气储罐时氧气储罐内含有空气，此时氧气纯度较低，不能供给用气点使用，应先放空。
具体操作为缓慢打开流量计下球阀至全开，然后缓慢打开放空阀，这时可观察到流量计浮子上升，放空阀开度视流量示值达到额定流量为准。
此时流量示值为带压流量，实际标态下的流量为QN=QS×√1+PS（简化式），
式中：
QN—标态下额定流量
QS—流量计示值流量
PS—氧气压力（表值）
举例说明：
现场一个浮子流量计的指示读数为5.0M3/h，流量计下游的压力表压力为0.6MPa，那么在标准状态下的实际流量：
QN≈5.0×√（1.0+0.6×9.8）=5.0×2.623≈13.11M3/h=13.11立方米/小时
4.2.7如要检测氧气纯度，可将探头接到测试口上，按仪器要求检测。
一般开机连续四小时后氧气纯度才达稳定值。
4.2.8氧气纯度达到所需要求后，关闭放空阀门，打开通往后级用气设备的阀门，流量控制值为设备性能页所要求。
产品氧气即可使用。
4.3.设备正常开车步骤
4.3.1打开空气压缩机、干燥机电源，打开其前后阀门。
4.3.2空压机开启，压缩空气经干燥机和过滤器处理后进入制氧机的空气缓冲罐，各压力表指示逐渐上升。
4.3.3当供气压力达到要求时，打开电控柜上的电源开关，即可进入正常的工作状态。
4.3.4待氧气储罐压力达到一定压力后，然后缓慢打开产品气阀或先打开放空阀放空，这时可观察到流量计浮子上升，放空阀开度视流量示值要小于额定流量为准。
等到纯度达到工艺要求后，关闭放空阀门，打开通往后级用气设备的阀门，流量控制为设备要求值。
产品氧气即可使用。
4.4.设备正常停车步骤
4.4.1关闭制氧机电源开关。
4.4.2关闭氧气供气阀门；其它阀门不用关闭。
若长期不用时才将各阀门关闭。
4.4.3关闭干燥机电源开关。
4.4.4关闭空压机电源（如空压机还为其它设备供气则不需关机）。
4.4.5关闭进入制氧机的压缩空气阀门。
4.4.6若长期不用时将系统各设备电源切断。
4.5.故障紧急停车
4.5.1关闭制氧机电源开关。
4.5.2关闭流量计下阀门。
4.5.3关闭空压机、干燥机的电源开关。
4.5.4关闭氧气供气阀门。
4.5.5关闭进入制氧机的压缩空气阀门。
4.5.6打开空所、氧气缓冲罐排污放空。
4.6.设备正常运行状态描述
4.6.1电源指示灯亮，左吸、均压、右吸指示灯循环发亮指示制氧流程。
4.6.2左吸指示灯亮时，左吸附塔压力由均压时平衡压力逐渐升至最高，同时右吸附塔压力由均压时平衡压力逐渐为零。
4.6.3均压指示灯亮时，左、右吸附塔压力将一升、一降逐渐达到两都平衡。
4.6.4右吸指示灯亮时，右吸附塔压力由均压时平衡压力逐渐升至最高，同时左吸附塔压力由均压时平衡压力逐渐降为零。
4.6.5氧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。
4.6.6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氧设备的额定产气量。
4.6.7如有测氧仪，测氧仪示值应不小于制氧设备的额定纯度，也许会有少许波动，但不应波动过大。
4.7.操作注意事项：
4.7.1根据用气压力和用气量调节流量计（选择设备）前面的调压阀和流量计（选择设备）后的产气阀，不要随意调大流量，以保证设备的正常运转。
4.7.2空气进气阀和氧气产气阀开度不宜过大，以保证纯度达到最佳。
4.7.3调试人员调节好的阀门不要随意转动，以免影响纯度。
4.7.4不要随意动电控柜内的电器件，不要随意拆动气动管道阀门。
4.7.5操作人员要定时察看机上压力表，对其压力变化作一个日常记录设备故障分析。
7.6定期观察出口压力、流量计（选择设备）指示及氧气纯度，如有测氧仪时，与性能页的值对照，发现问题及时解决。
4.7.7按照空压机、干燥机、过滤器的技术要求保养和维护，以保证空气品质。
空压机、干燥机必须每年至少检修一次，按照设备维护、保养规定更换易损件，并进行保养，如发现过滤器前后压差≥0.05~0.1MPa，必须及时更换过滤器滤芯。
4.7.8完整填写日常记录表。
5、设备检验
5.1.检验标准
制氧机设计、制造条件：
JB/T6427-1992
压力容器设计技术条件：
GB150-1989
制造标准
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