提升制氧站氧浓及风量的探索

潘锡海

（新疆喀拉通克矿业有限责任公司 富蕴 836100）

提升制氧站氧浓及风量的探索

潘锡海

（新疆喀拉通克矿业有限责任公司 富蕴 836100）

我公司制氧站设备（VPSA变压吸附制氧）已运行3年，受各类因素制约，导致制氧站氧浓及风量经常出现波动，时常由于风量及氧浓的不足制约生产。因此特对制氧站工作原理和影响氧浓和风量的原因进行分析，旨在提升制氧站氧浓和风量。

VPSA变压吸附 氧浓 提升 散热

1 制氧系统现状

冶炼厂制氧站根据工艺生产需要，需为侧吹炉提供1.6万m3/h，100～120 kPa含氧60% 的富氧空气。目前冶炼厂制氧站氧浓基本保持在57%左右，风量在15 000～15 500 m3/h。冶炼厂组织人员在停风检修期间对制氧站各设备进行逐一检查排除，发现以下一些可能制约制氧站氧浓及风量的稳定及提升的因素。将目前氧浓在57%左右风量在15 000～15 500 m3/h，提升到60%风量达到16 000～16 500 m3/h。

2 影响氧浓和风量的原因分析

通过以下几个方面，对制约氧浓和风量的原因进行了分析：

⑴存在操作人员责任心不强，操作水平低（培训不到位）的情况。

⑵存在设备管路存在泄漏的情况（汽水分离器经常性泄露）；同时配套阀门经常性故障情况（逆止阀/快速切换阀故障）；还有就是存在电机温度高的情况（电机散热效果差）。

⑶输送空气温度超过工艺要求标准。

⑷存在设备操作工艺不完善的情况。

⑸环境温度高，散热效果差也可能对系统产生一定影响。

3 现场情况调查

⑴对操作工进行技术比武和考核，操作人员达标率可达100%。

⑵罗茨真空泵出口汽水分离器顶部及侧面部分钢板出现破损，导致大量介质（主要是氮气）泄漏：一是导致厂房内温度升高;二是氮气的泄漏降低了系统入风口的氧气含量;三是汽水分离器泄露的同时富含大量水汽，对厂房内的设备（仪表、阀门等）正常使用造成影响。

⑶吸附塔顶部管路逆止阀开关频率较大，长时间使用后，逆止阀弹簧老化变形甚至断裂，阀瓣无法正常复位，导致吸附塔运行压力不能达到正常范围，同时吸附塔之间出现串气情况，进而导致氧气浓度处于较低的状态。

⑷系统配套的管道切换阀故障分析：一是切换阀经过长时间使用，阀门密封圈已到寿命周期，密封不严导致串气和漏气的情况;二是由于仪表气源不干净，也会导致切换阀气动执行机构阀门卡阻或无法回位，从而导致切换阀不动作或动作迟钝;三是切换阀配套电磁阀或气控阀故障，电磁阀或气控阀经过长时间使用寿命已到，或是受气源影响，电磁阀或气动阀损坏;四是切换阀配套的气动阀气源管路出现漏气或串气现象，导致阀门不动作;五是切换阀与气动执行机构之间的连接轴磨损，导致阀门动作不到位或不动作。

⑸厂房内温度影响分析：目前厂房本身空气对流散热效果差。再加上汽水分离器的介质泄漏，增加了整个厂房温度。罗茨鼓风机出口冷却器冷却效果差也一定程度上提升了厂房内的环境温度。环境温度高于标准的35℃。

⑹设备温度情况分析：一是罗茨风机电机内部积尘，电机本身的通风散热效果差;二是对鼓风机出口冷却器进行解体检查，发现冷却器风道散热片堵塞严重，这样就会造成设备负荷增大，导致鼓风机送至吸附塔的空气温度过高，影响分子筛的吸附能力。同时导致罗茨鼓风机的运转负荷提升，机组温度就会升高。

⑺设备各项运行参数（电流、温度、振动等）能够达到工艺要求。

4 改进方法及应对措施

表1

5 改造实施后效果检查

⑴制氧站氧浓由改造前平均只有57%提升至目前的60%左右。风量由15 000～15 400 m3/h提升至目前的16 000～16 500 m3/h。

⑵对吸附塔顶部逆止阀检查已常态化，消除了由于逆止阀故障导致的氧浓上不去的情况。

⑶快速切换阀连接轴的更换，降低了阀门动作不到位的概率。

⑷罗茨鼓风机出口冷却器清堵完成后，降低了鼓风机的运转负荷，有利于电机运行温度的降低。鼓入吸附塔的空气温度得到有效控制，利于提高分子筛的吸附能力。

⑸冷却器冷却效果恢复，对于厂房内环境温度的降低有促进作用。

6 经济效益

按氧浓提升3%，风量提高1 000 m3/h计算，每小时可提高侧吹炉处理量6.7%。同时在设备运转率一样的情况下，可提高制氧站纯氧量1 050 m3/h，制氧站消耗电量5 800 kWh/h，则每小时可节约电能：

每月可节约电能（设备开动率按90%计算）：534 kWh×30天×24 h×0.9=34.6万 kWh，折合经济价值17.3万元。

则一年可节约173万元（每年工作10个月）。

［1］刘应书.制氧供氧技术[M].冶金工业出版社，2010.

［2］张辉，王和平.制氧生产工艺及应用[M].化学工业出版社，2011.

［3］邵泽波，王海波.风机维修手册[M].化学工业出版社，2010.

［4］张卫.制氧站辅助系统运行及维护[M].机械工业出版社，2011.

收稿:2015-03-19

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2015.03.034