制氮装置使用说明书(MA).doc

本产品执行标准：Q/FMY 2201 - 2005安装、使用产品前，请仔细阅读使用说明书矿用井下移动式膜分离制氮装置DM-（200、300、350、400、500、600、800、900、1000型）使用说明书煤炭科学研究总院抚顺分院二五年一月 第三版目 录1. 概述11.1 产品特点1.2 主要用途及使用范围1.3 品种、规格1.4 型号的组成及其代表意义1.5 使用环境条件1.6 工作条件1.7 安全2. 结构特征与工作原理22.1 总体结构及其工作原理2.2 主要部件或功能单元的结构2.3 各单元结构之间的机电联系2.4 辅助装置的功能结构及其工作原理、工作特性3. 技术特征33.1 主要性能3.2 主要参数4. 外形尺寸、重量45. 安装、调试45.1 设备基础、安装条件及安装的技术要求5.2 安装程序、方法及注意事项5.3 调整（调试）程序、方法及注意事项5.4 安装、调整（调试）后的验收试验项目、方法和判断5.5 试运行前的准备、试运行启动、试运行6. 使用、操作56.1 使用前的准备和检查6.2 使用前和使用中的安全及安全防护、安全标志及说明6.3 启动及运行中的操作程序、方法、注意事项及容易出现的错误操作及防范措施6.4 运行中的检测及记录6.5 停机的操作程序、方法及注意事项7. 故障分析与排除78. 安全保护装置及事故处理78.1 安全保护装置及注意事项8.2 出现故障时的处理程序和方法9. 保养、维护79.1 日常维护、保养、校准9.2 运行时的维护、保养9.3 检验周期9.4 正常维修程序9.5 长期停放时的维护、保养10. 运输、贮存810.1 吊装、运输注意事项10.2 贮存条件、贮存期限及注意事项11. 开箱及检查911.1 开箱注意事项11.2 检查内容12. 其他912.1 生产厂保证、售后服务事项、联系方法12.2 需要向用户说明的其他事项12.3 附表12.4 制氮装置系统图1. 概述1.1 产品特点：l 膜分离制氮系90年代世界上最先进的空气分离制氮技术。在国外，膜分离技术主要应用于油船、油库的阻燃、粮食、蔬菜、水果、食品的保鲜以及易氧化材料的保存等。在国内，石油、冶金工业、食品保鲜等领域也已有应用。l 随着高产、高效采煤技术的发展，综采、综放工作面采空区防灭火问题已成为煤矿生产迫切需要解决的问题。注氮防灭火作为惰化防灭火的主要形式，已被世界各主要产煤国家公认是行之有效的措施。煤矿安全规程（1992版）第224条规定：综放开采有自燃倾向的厚及特厚煤层时，必须采用以注入惰性气体为主的综合防灭火措施。l 煤炭科学研究总院抚顺分院研制开发的专利产品DM系列矿用井下移动式膜分离制氮装置，以下简称“制氮装置”，采用中空纤维膜分离空气中的氧、氮，制取高纯度的氮气获得成功。经国家防爆安全产品质量监督检验中心检测，授以整机防爆合格证并取得煤矿矿用产品安全标志证书。1996年8月取得国家实用新型专利。1.2 主要用途及使用范围l 制氮装置可以直接用于防治煤矿井下有煤或瓦斯突出场所的煤炭自然发火。1.3 品种、规格l DM200、DM300、DM350、DM400、DM500、DM600、DM800、DM900、DM10001.4 型号的组成及其代表意义D M 氮气产量 膜分离氮气装置 1.5 使用环境条件环境温度：040C；大气压力：80 kPa106 kPa；相对湿度：95（25时）。1.6 工作条件l 供电条件：660 /1140 V 50Hz ；l 供水条件：流量不小于20m3/h（单台空压机的水量），水质为无腐蚀性、无杂质的工业用水。l 通风良好，矿尘较小，无积水、无滴水的专用峒室内，或者在较为洁净的巷道内。l 工作环境的有害气体、瓦斯、煤尘含量和通风量应符合煤矿安全规程的规定。1.7 安全l 制氮装置的维护和保养工作必须在停机、断电的情况下才能进行。l 启动制氮装置时，排空阀应处于排空状态，以避免空压机超压。l 油路系统附近不得进行焊接操作，不能用烧焊或其他方法修改任何压力容器。l 开机前应仔细检查整个制氮装置，确认无任何工具、零件或其他物件留在空压机中。l 卸除任何带压元件，需保证整个系统处于无压状态。l 定期检查安全装置的可靠性（如安全阀）。l 制氮装置运行前，软管开口一定要固定把牢，以防软管伤人。l 制氮装置必须分段运输，运输中应保持设备平稳，严禁碰撞。2. 结构特征与工作原理2.1 总体结构及其工作原理l 总体结构 制氮装置由空压机段、空气预处理段及膜分离段三部分组成。分体组装在矿用平板车上，三段之间以高压胶管相连，从而构成制氮装置，制氮装置总体结构见“矿用井下移动式膜分离制氮装置系统示意图”。l 工作原理 膜分离原理：气体混合物通过高分子膜时，由于各种气体在膜中溶解度和扩散系数的差别，导致不同气体在膜中相对渗透速率之不同。渗透速率相对高的气体如水、氢气、氦气、硫化氢、二氧化碳等透过膜后，在膜的渗透侧被富集，而渗透率相对较低的气体，如甲烷、氮气、一氧化碳和氩气等气体则在膜滞留侧被富集，从而达到混合气体分离的目的。整个分离过程是平稳连续的。 空气中的氧氮分离是通过这种中空纤维膜组件来完成的，每根中空纤维膜组件中装有数以万计细如发丝的中空纤维膜，细小的中空纤维膜就如同一根塑料管（实际上就是一种特殊塑料管）由于空气中的氧气与氮气在管中的透过速率不同，当压缩空气进入管中后，单位时间内氧气、水蒸气等渗透速率相对高的气体大部分透过管壁并排空，而氮气则在管中富集从管的另一端输出。 制氮装置以螺杆式空气压缩机为供气源，通过压缩空气预处理段对空气进行除油、除尘、除水、恒温处理后，再由膜分离段中的膜组件对空气进行分离富集而制取氮气。图1 膜组件示意图2.2 主要部件或功能单元的结构l 空压机段由螺杆空压机组成，排气压力为1.2Mpa。l 空气预处理段是由螺旋板式换热器、四级过滤器及系统控制部分组成。l 膜分离段由数根膜组件并联和调节阀门、压力仪表等组成。2.3 各单元结构之间的机电联系l 制氮装置的各段之间气路系统用高压软管连接，电控系统由橡套电缆连接。2.4 辅助装置的功能结构及其工作原理、工作特性l 管路气体流量连续在线监测：管路中设有涡街流量计（本质安全型），将管路气体流量形成本质安全电信号输入矿用隔爆型控制箱中的流量积算仪，由流量积算仪的显示器显示系统瞬时流量（红色数字）及累计流量值（绿色数字）。l 管路气体纯度连续在线监控：管路中设有氧气传感器（本质安全型），将管路气体浓度形成本质安全电信号输入矿用隔爆型控制箱中的纯度控制器，并显示氧气的浓度值，若氧气浓度3%时，控制器给出信号，使电磁阀的动作，将管路气体排空。l 管路气体温度连续在线监测：该系统中温度控制是为保护膜组及提高氮气产量而设置的。由安装在管路中的温度表显示压缩气体入膜温度。温度控制由手动进行，调节安装在换热器上的调节阀门来实现。l 过滤器指示器：当过滤器堵塞时指示器的指针指向红区。控制自动完成，由隔爆型控制箱内的时间继电器定时输出电信号，控制排污电磁阀动作，自动排污。l 氧气传感器和流量传感器为本质安全型传感器，由KJFY-2隔爆兼本质安全型双路电源为其供电。l 其它控制器安装在隔爆箱内，组成KXBZ24/660型制氮装置用隔爆控制箱（详见KXBZ24/660型制氮装置用隔爆控制箱使用说明书）。3. 技术特征3.1 主要性能：l 整机防爆：DM系列制氮装置整机防爆，不但可以制造成井下移动式，也可以制造成地面固定式或地面移动式。l 体积小、安装移动方便：DM系列制氮装置可以方便的运移到任何注氮地点，特别是能够适于多个工作面或矿井随机使用。l 性能可靠、操作简单：只有空压机段有运转机件，其他部分皆属静态工作，可保证长期运行而系统性能稳定。l 产氮量可调：增加或减少膜组件数量，就可改变产氮量。l 保护齐全：DM系列制氮装置具有超温、超压等多种保护功能，并在线连续显示主要技术参数。3.2 主要参数型号产氮量（m3/h）氮气纯度（%）氮气压力（MPa）电机功率(kW)额定电压(V)DM3003009708160660DM400400DM600600185DM8008001602DM1000100018524. 外形尺寸、重量型号外形尺寸（mm）最大单段重量(kg)DM30035401200179124500DM400DM60037801400192224890DM80035401200179144500DM1000378014001922448905. 安装、调试5.1 设备基础、安装条件及安装的技术要求l 可以无基础运行，空压机段应位于进风侧。5.2 安装程序、方法及注意事项l 将空压机段的电源，冷却水接好，在厂家技术人员的指导下试机，检查空压机是否正常。l 除去各段进出口的封堵，利用空压机段的高压空气对各段逐级除尘，除渣。l 各段清理完毕后，用随机所带高压管将三段接起来，将各种阀门接好，检查各紧固螺栓是否紧固可靠,检查每个阀门是否动作灵活,检查所有测试仪表及管路,如有损坏或异常应及时维修、更换。l 连接过滤器与膜组件之间的高压胶管管内应清洁,无灰尘,无污物。5.3 调整（调试）程序、方法及注意事项l 按空压机操作规程启动制氮装置，慢慢升压，检查各段、各部件连接处有无泄漏，确保无漏气、漏水,各指示仪表是否正常。l 检测支路的使用和氧气传感器的标定： 取样检测支路： 在膜分离制氮机管线中，膜组的氮气出口处加装了取样检测支路。其功能是在线检测产品气的氧含量。通过手动阀控制检测支路的进气源。改变手动阀的位置可以将未经分离的压缩空气送入取样支路（氧分析仪），也可以将分离后的氮气送入取样支路（运行检测使用）。通过此支路将受检气体送入氧气传感器中，氧气传感器将氧含量的大小转化为频率信号送入KXBZ24/660型矿用隔爆型控制箱中的控制器和显示仪表。 氧气传感器的标定： 见氧气传感器使用说明书。5.4 安装、调整（调试）后的验收试验项目、方法和判断l 制氮装置显示仪表的显示值（压力、流量、纯度）应符合产品铭牌规定的数值。5.5 试运行前的准备、试运行启动、试运行l 制氮装置联调合格后，将连接各段的高压胶管拆下，并将所有进出口封堵，严防污染，分段运至使用地点连接，接通水源、电源，确认各部准确无误后可开机试运行。6. 使用、操作6.1 使用前的准备和检查l 检查制氮装置每个零件是否完好，各保护装置、仪表、阀门、管路及接头是否正常，打开排空阀使其处于排空状态，空压机的加载旋钮处于“卸载”位置。l 略微打开油气分离器底部的排水阀，排除积存的冷凝水和污物，见到油流后关上。l 检查油气分离器油位是否在正常油位线上，不足时应加油（油位以停机10分钟后观测为准）。l 新机开机及停用很久后开机，应拆下空气过滤器软管，向进气口到入约0.5升润滑油，以防止空压机启动时失油烧毁。加油时，严防异物掉入机体内，以免损毁机器。l 检查冷却水系统是否打开。6.2 使用前和使用中的安全及安全防护、安全标志及说明l 使用前和使用中应严格遵守煤矿安全规程和使用说明书中有关安全的规定。6.3 启动及运行中的操作程序、方法、注意事项及容易出现的错误操作及防范措施l 按下“启动”按钮，空压机启动，排气压力表显示为0.4MPa左右，并注意观察空压机运转是否正常，将加载旋钮扳至“加载”位置，空压机升压至1.15MPa左右；l 制氮装置运行中应注意观察其运行状况，每半小时查看一次各仪表指示是否正常；l 开机时所有排污阀处于开启状态，过滤器的手动排污阀每半小时排放一次；l 开机前应观察油气分离器油位。空压机运转时，在油位计上能看到润滑油流动。如看不到润滑油流动，应停机检查；l 每小时检查一次管路有无泄漏；l 保持制氮装置表面及周围环境清洁，严禁在空压机上（内）放置任何物品（如工具、抹布等）；l 遇有紧急情况，应按紧急停车处理。6.4 运行中的检测及记录l 检测记录内容： 空压机排气压力1.15 MPa 排气温度7595 预处理段温度3855 注氮压力0.8 MPa 氮气浓度97 % 氮气流量m3/hl 检测记录频次： 每半小时检测并记录一次6.5 停机的操作程序、方法及注意事项l 正常停机 将加载旋钮扳至“卸载”位置，空压机开始泄压，约15秒后，空压机排气压力降至0.4MPa以下时，按“停止”按纽，空压机断电停止运转。 关闭控制电源。l 紧急停机 当出现下列情况时，应紧急停机，按“停止”按钮：a) 出现异常声响或振动时；b) 排气压力超过1.2MPa时，泄压阀未开启泄压；c) 润滑油压力低于0.2MPa时，空压机未自动停机；d) 排气温度超过100时，空压机未自动停机；e) 发生其它紧急情况时。 关闭控制电源。7. 故障分析与排除l 空压机部分的故障和处理方法见空压机使用说明书l 制氮装置运行故障处理方法故障现象可能原因排除方法纯度达不到要求供气压力低调整空压机排气压力纯度调节阀未调到位调整纯度调节阀氧电池供气不足加大氧电池供气量氧电池消耗完毕更换氧电池流量达不到要求漏气检查并消除系统漏气供气压力低调整空压机排气压力纯度过高调整纯度调节阀温度过高或过低换热器调节阀调整不当调整换热器调节阀环境温度过高或过低调整环境温度切换阀不动作气动三通供气压力过低调整减压阀电磁阀坏更换电磁阀8. 安全保护装置及事故处理8.1 安全保护装置及注意事项l 空压机的安全阀应按照有关规定定期检测。8.2 出现故障时的处理程序和方法l 制氮装置出现故障时，应及时关闭空压机，断电、停水后在参照使用说明书处理故障。9. 保养、维护9.1 日常维护、保养、校准l 空压机的维护与保养见空压机使用说明书。l 预处理段的维护与保养： 装置运行过程中，应注意温度、压力、压差等指示在规定的范围内。若超出规定的范围，应及时停机检查。 装置运行过程中，应注意各排污阀的排污情况。发现异常，应及时停机检查。 当过滤器顶部的压差指示器指针指向红色区域时，为保证过滤器良好的工作效率，应更换过滤器滤芯，累计运行3000小时则必须更换滤芯。 过滤芯的拆卸与保养详见过滤器使用说明书。l 膜分离段的维护与保养: 装置运行过程中应防止装置中各接头漏气，发现漏气应停机处理。 整个装置应保持清洁。 按时做好装置的运行和检修记录。 制氮装置闲置期间，应每隔一星期运转一次，至温度稳定为止，以防锈蚀，确保装置具有良好的待机状态。 制氮装置在更换空气过滤器滤芯、碳过滤器滤芯后，应将膜分离段断开，利用空压机段的高压空气，对预处理段进行清洗。清洗完毕后，方可将膜分离段连接上。l 正常使用期间，应保持制氮装置的清洁，防止各零部件松动、生锈，发现有零部件松动现象应及时紧固。在空气状态下，如纯度控制器显示值与实际值不符，应及时校准。9.2 运行时的维护、保养l 设备运行时应随时观察设备的运行状况，如发现异常应及时停电予以处理。9.3 检验周期l 氧气传感器应每年标定一次。l 预处理段的检修应每年进行一次；l 空压机的检修见空压机说明书；l 每当制氮装置升井时，都应进行检修，之后在重新投入使用；9.4 正常维修程序l 只有经过专门培训的人员才能开机进行维护、维修工作。除了遵守该装置的操作规程外，还要注意以下安全措施： 维护保养工作必须在停机、断电的情况下才能进行。 油系统附近不得进行焊接，不能用烧焊或其他方法修改任何压力容器。 开机前确认无工具、零件或其他物件留在压缩机中。 卸除任何带压元件前，需保证整个系统处于无压状态。 定期检查安全装置的可靠性（如安全阀）。 制氮装置运行时，软管开口一定要固定把牢，以防软管伤人。 空压机在运行中，应有专人注意排气温度、供气压力、排污情况，发现异常应立即停机检查，按空压机使用说明书执行。 制氮装置必须分段运输，运输中应保持设备平稳，严禁碰撞。9.5 长期停放时的维护、保养l 制氮装置长期停放时，应该彻底断水、断电，并做好防锈、防冻等处理。10. 运输、贮存10.1 吊装、运输注意事项l 适于铁路、公路以及水路运输，在运输搬运过程中应防雨、防摔、防砸，应用装置本身的吊装环吊装；l 井下运输应单车牵引运输，运输过程中应严格执行煤矿安全规程的有关规定。10.2 贮存条件、贮存期限及注意事项l 应存放在空气流通、干燥、不含腐蚀性气体的峒室或库房内。11. 开箱及检查11.1 开箱注意事项l 应注意防砸、防摔，应避免猛烈撞击。11.2 检查内容l 制氮装置到货后，用户需首先检查外包装箱是否完整、无破损，按装箱单清点各种配件是否齐全，设备是否完好无损。12. 其他12.2 生产厂保证、售后服务事项、联系方法l 质保期内对整机及部件的质量担保：设备在售出12个月为质量保证期