Низкая чистота газа при работе мембранных азотных установок

Мембранная азотная установка, как и любое оборудование вообще, подвержена появлению неисправностей и неполадок в работе. Конечно, к счастью, как и в случае с другим оборудованием, эти проблемы являются обычно устранимыми. Ниже мы кратко рассказываем о возможных неполадках в работе мембранных установок для получения азота из воздуха, их основных причинах и путях устранения - все, на примере азотных генераторов NPS на основе мембранных модулей воздухоразделения Parker Hannifin.

Низкая чистота азота может появиться из-за слишком высокой выставленной производительности одного, нескольких или всех мембранных модулей. Производительность генератора и чистота вырабатываемого азота тесно связаны: при большей производительности, уменьшается чистота; при меньшей производительности, чистота увеличивается. Производительность азотной установки регулируется (искусственно занижается) регуляторами расхода FCV1, установленным на выходе азота, и FCV2, 3, ... x, установленными на выходе азота из каждого мембранного модуля по-отдельности. Проверить расходомером или по записям настроек регуляторов расхода производительность как каждого по отдельности мембранного модуля (регуляторы FCV2, 3, ...x), так и всего генератора в целом (регулятор FCV1). При подозрении на сбой настроек регуляторов, произвести, вначале, пробное снижение производительности: записав положение регулятора FCV1, снизить расход, повернув рукоятку регулятора на определенное кол-во оборотов по часовой стрелке. Подождать 1-5 минут (при выходе газа из генератора, не при его простое). Проверить показания анализатора, после чего обратно отрегулировать расход на его значение до пробного снижения. При сохраняющемся подозрении на сбой настроек, произвести их перенастройку в соответствии с указаниями ниже.

Линия пр-ва азота

Другой причиной этой неполадки может являться слишком высокое сопротивление выходу пермеата (газа-отхода) из мембранных модулей. Проверить, не затруднен ли выход пермеата из мембранных модулей. При необходимости, устранить препятствующие свободному выходу пермеата причины. Если смонтирован короб отвода пермеата от генератора, временно демонтировать его и проверить чистоту газа при работающей без короба отвода пермеата азотной установке.

... или же - некорректные показания анализатора содержания кислорода. Удостовериться, что давление отбираемого на анализ газа составляет порядка 0,5…1,0 бар (изб). Если давление анализируемого газа выше, произвести его снижение с помощью редуктора давления, установленного перед анализатором. Провести проверку функционирования анализатора на эталонном газе или на воздухе. В случае, если показания анализатора изменяются быстро и в широком диапазоне, имеется вероятность неисправности измерительного элемента. В этом случае, провести его перекалибровку или замену. Следует также помнить, что при каждом запуске установки (в том числе при автоматическом выходе его из режима ожидания) чистота азота обычно временно снижается. Это нормально. Восстановление чистоты происходит обычно в течение 1...нескольких минут.

Также, к снижению показаний чистоты азота может привести и неисправность соленоидного клапана или обоих соленоидных клапанов на "сгоне" к анализатору или разрыв цепи питания клапана. Анализатор "отгорожен" как от выходного азотного трубопровода, так и от атмосферы 2 нормально закрытыми соленоидными клапанами. При работе генератора, на клапаны подается напряжение и они открываются, в результате чего азот начинает проходить через измерительный элемент анализатора и выходить в атмосферу. В случае, если впускной соленоидный клапан не открылся, в анализатор постепенно диффудирует атмосферный воздух, и его показания постепенно стремятся к уровню 20,8%. В случае, если не открылся выпускной соленоидный клапан, азот поступает на анализатор, но не выходит в атмосферу. В результате, показания анализатора не отражают реальной чистоты азота. Проверить (тактильно) выход азота из измерительного элемента анализатора. Если азот не выходит, проверить (вольтметром) поступление напряжения как на впускной, так и на выпускной соленоидный клапан. Если напряжение не поступает, проверить цепь питания. Если напряжение поступает, но клапан не открывается, заменить клапан.

... или отсутствие подачи сжатого воздуха или низкое его давление. Проверить, открыт ли входной соленоидный клапан Y1. Проверить потупление напряжения. Если напряжение не поступает, проверить целостность цепи питания и восстановить ее в случае разрыва. Если напряжение на клапан поступает, но он не открывается, разобрать клапан, проверить целостность и исправность его частей; при необходимости, заменить неисправные части клапана или клапан целиком. Проверить давление по манометру на входном редукторе давления сжатого воздуха. При необходимости, поднять входное давление до расчетного уровня. Проверить перепад давления на фильтрах сжатого воздуха. При необходимости, заменить фильтроэлемент(ы). Проверить конденсатоотводчики - возможно, один из них открыт и стравливает сжатый воздух в атмосферу. При необходимости, провести обслуживание и ремонт конденсатоотводчиков.

Наконец, еще две возможные причины - это низкое качество сжатого воздуха (повышенное содержание влаги) и загрязнение мембран азотной установки: Повышенное содержание влаги вызывает, при прочих равных, снижение чистоты вырабатываемого азота - обычно, в значительной степени обратимое. Проверить функционирование осушителя и конденсатоотводчиков входных фильтров и осушителя. При необходимости, провести ремонт осушителя или конденсатоотводчиков.

Загрязнение мембранных модулей установки азота твердыми частицами может вызвать необратимое повреждение мембранных волокон. Если Вы обнаружили в последнем фильтре твердые частицы, можно с высокой долей вероятности предположить, что эти твердые частицы попали и в мембранные модули - и может потребоваться замена последних. Загрязнение мембраных модулей углеводородами, в т.ч. летучими, вызывает необратимое снижение эффективности работы мембран, вплоть до полной их деградации. При попадании углеводородов в мембраны может потребоваться замена последних.

Информация предоставлена компанией Иммер-газ: поставка технических газов и оборудования для их производства.