45車間氮氣供應系統存在問題及解決方案

◎ 劉喜旺

一、概述

我公司45車間氮氣供應系統存在以下問題：氮氣生產量滿足不了車間固化設備正常工作使用要求，并且在設備運行過程中增壓機排氣過熱超溫報警，嚴重影響車間正常生產。

二、氮氣供應系統設備組成

該系統由兩臺排氣量20立方米/分鐘、排氣壓力1.2兆帕英格索蘭品牌螺桿式空氣壓縮機、一臺露點溫度為-20攝氏度的冷凍式干燥機、一臺4立方米空氣緩沖罐、兩臺產氮量600立方米/小時，氮氣壓力為1.2兆帕的大連力德品牌制氮機、三臺排氣量為12立方米/分鐘、排氣壓力2.0兆帕的氮氣增壓機、4臺共計容積為256立方米，耐壓為2.0兆帕的氮氣儲罐組成。

三、氮氣供應系統運行原理

該系統由上述設備組成，配套安裝管道閥門、電控系統，該氮氣供應系統運行原理為：首先啟動兩臺空氣壓縮機，產生的壓縮空氣經冷凍式干燥機去除油水后進入緩沖罐，當壓力達到1.0兆帕后啟動兩臺制氮機進行氮氣供應，當氮氣壓力達到1.2兆帕后啟動兩臺增壓機，增壓機將氮氣壓入室外氮氣儲罐，該系統正常運行理論上可將氮氣儲氣罐內的氮氣壓力達到2.0兆帕，供應用氮氣設備使用。

四、現氮氣供應系統存在問題

該系統由于運行時間長，現系統存以下幾方面的問題：

1.制氮機產氮氣量低，產出的氮氣不能保證用氮氣設備正常生產需要；

2.增壓機故障率高，經常出現機組排氣溫度過高報警故障。

五、現存在故障問題成因分析

經過到設備現場對該氮氣供應系統各個組成設備運行情況觀察，并與設備操作運行人員溝通交流，當設備運行時，按正常操作流程開啟兩臺氮氣增壓機后，兩臺氮氣增壓機都會出現排氣溫度超溫報警故障現象，如只開啟一臺氮氣增壓機則不會出現排氣溫度超溫報警故障現象，但如果只開啟一臺氮氣增壓機，原該氮氣供應系統只運行兩個小時即可將室外氮氣儲罐氮氣壓力升高到2.0兆帕，現需要四個小時，不能夠滿足正常生產需要，并且經檢測，氮氣濃度達不到95%的使用要求。根據上述現象我們經分析后認定，產生增壓機過熱的故障現象是由于前端氮氣供應不足，致使增壓機吸入的氣體量少于正常增壓機運行的氣體量，吸入量少流速快，氣體與氣缸及管道摩擦接觸速度快，產生的熱量就高。那產生前端氮氣供應不足的原因經分析由兩方面的可能性。

1.壓縮機排氣量不足，該氮氣系統的兩臺壓縮機已連續運行10多年，螺桿及壓縮機氣腔磨損嚴重，經測算，排氣量只能達到原設計排氣量的70%；

2.制氮機產氣量不足，經過與制氮機生產廠家進行溝通并現場查看，由于該兩臺制氮機膜組使用年限都達到5年以上，膜組性能下降，中空纖維絲斷裂，壓縮空氣經過膜組后通過斷裂的中空纖維絲逃逸，不能正常生產氮氣，而且氮氣濃度下降，經過測算，氮氣產量只能達到原設計排氣量的50%，濃度只能達到80%左右。

六、氮氣供應系統存在問題的解決方案

1.針對氮氣產量不足問題，解決方案是更換兩臺制氮機的全部膜組，根據設備使用說明書，一般情況下制氮機內膜組使用壽命為5年，5年后氮氣產量只能達到原設計的70%，而我們的這兩臺設備已使用6年以上，效率嚴重下降，必須更換膜組才能滿足正常使用。

2.針對壓縮機排氣量不足問題我們有兩個解決方案，一是對兩臺壓縮機大修，更換壓縮機主機，使壓縮機排氣量達到原設計能力；另外一個方案是增加一臺壓縮機，用三臺壓縮機產出的壓縮空氣供應制氮需要，滿足設備正常使用要求。

我們相信，通過上述方案改造，一定能解決現氮氣供應系統純在的問題，滿足正常生產需要。