制氮机故障维修维护方法研究

杨华钦

【摘 要】在中海油的实际生产过程中，经常会用到制氮机来实现油田的增产目的。然而在制氮机的运行过程中，难免会出现机械故障问题，导致制氮机不能够正常工作，给企业带来较大的经济损失。

【Abstract】 In the actual production process of CNOOC， nitrogen generator is often used to realize the increasing production of oil. However， during the operation of the nitrogen generator， mechanical failure is inevitable， which can lead to the failure of the machine to work properly， and bring a great economic loss to the enterprise.

【关键词】制氮机；故障维修；维护方法

【Keywords】 nitrogen generator； failure maintenance； maintenance methods

【中图分类号】TE935 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）09-0155-02

1 引言

氮气是一种无色无味、无毒、无腐蚀、不自燃，一般不与任何物质发生反应的惰性气体，占大气体积分数的78.12%，其化学性质稳定。基于其这种特性的存在，在石油企业的生产过程中应用较为广泛，本文就是在此基础之上，对制氮机存在的故障进行了分析，并探讨了具体的维护措施，研究意义非凡。

2 制氮机概述

制氮机就是一种以空气作为原材料，经过各种各样的物理方法对其进行空气分离，得到氮气的设备。一般情况下，制氮机分类方法不同，一般包括以下几种分法：深冷空分法、分子筛空分法（PSA）和膜空分法，而工业上应用的制氮机也可以分为三种，即PSA变压吸附制氮机、深冷空分制氮机、膜空分制氮机。

一般海油系统采用的制氮机是按照膜分离技术设计的。制氮机在设计的过程中，采用优质的进口膜管（如美国 AIR PRODUCT 的PRISM膜）作为气体分离的场所，由于各种气体在膜中溶解速率和扩散系数的差异，导致不同气体在膜中相对渗透速率不同。根据这一特性，可将各种气体分为“快气”和“慢气”，从而达到混合气体分离之目的。压力是这一过程必不可少的条件，膜的两侧要有压差，才能将混合气体分离，进而制取较高纯度的氮气。图1为制氮机的工艺流程图。

3 制氮机设备的特点

制氮机设备在工业生产运行过程中，有自己独有的一些特点。这些特点的存在，使得制氮机的工作效率较高，被各个行业广泛应用。具体的特点如下：

3.1 生产氮气方便、快捷

制氮机在设计制造的过程中，引进了先进的科学技术：如膜分离制氮机采用的PRISM膜分离器是由多束细小的中空纤维丝组成，在中空纤维丝的内孔均匀而薄薄地涂有上述的高分子分离膜。每个分离器含有数以万计的纤维丝，在最小的空间里提供了最大限度的分离面积。可以在短时间之内，获取我们需要的高纯度氮气。一般从开机到生成成品氮气所需时间≤5min。

3.2 使用方面

制氮机由于其自身设备中的结构紧凑，使得其本身占地面积较小，没有什么基建需要投资，只需要在使用的时候，现场有电源就可以了，所以说其使用的时候很方便。

4 制氮机故障分析

为了有效提高设备现场的维修时效，保证作业的质量及使企业效益最大化，这就要求对制氮设备的常见故障要有充分的了解、准备以及制定相应的维修应对措施[1]。下面对制氮设备的常见故障进行分析探讨。（表1）

当然，还有很多常见的故障上表无法一一列述，故障的表现也千变万化。

5 制氮机设备日常维护

膜分离制氮机核心部件是膜组件，影响膜组件使用寿命的主要指标有：耐水性指标，耐油性指标，耐粉尘指标。如果是普通的均质膜管的话，吸水会膨胀，或水解，对膜管会造成无法修复的损坏；并且气体含油超标的话，膜管也会溶解造成无法修复的损坏；另外膜管的内径相对要大点，否则气体里的尘埃会发生阻塞，伤害膜丝，造成無法修复的损坏。

其采用干湿法纺丝，不怕水，并且如果膜丝进水还可以从氮气端加压反吹出来；另外：其耐油性设计指标为20PPM，是普通均质膜管的4倍，当然，耐油指标高也是有限度的，超过了依然会造成损坏；最后：其膜丝内经为0.5mm，是普通均质膜管的5倍，允许通过的尘埃会大很多，不容易产生堵塞而造成膜丝损坏。

为了保证制氮机时刻处于正常的状态，需要有关维护维修人员对制氮机设备进行普通的日常维护外，还需要针对膜管的特性进行如下的保养工作：第一，定期检查、清洗或更换3级滤器，保证其滤油滤尘的功能，确保进膜管前的气体符合膜的工作要求。保证膜管不受损害。第二，定期检查冷干机冰种及其散热器，保证冷干机工作正常，其散热器处于良好工作状态。第三，定期检查加热器及其温控仪，以确保膜分离系统能在一定的温度条件下工作。如果压缩空气没有加热就进入膜组，系统会由于分离器被水和油腐蚀造成不可逆转的损失和失效。第四，检查过滤器的排污口是否堵塞。

6 结语

本文从制氮机的概述入手，探讨了制氮机的优良特点，然后根据制氮机中存在的故障进行了分析，并提出了针对性的解决措施，最后研究了制氮机设备的日常维护措施，对于提高制氮机工作效率，减少故障发生频率具有一定的积极作用。

【参考文献】

【1】景兴成.孟巴矿制氮机故障分析及应对措施[J].煤炭科技，2010（02）：37-38.endprint