阅读说明：本技术 一种psa制氮装置的故障自检在线切换运行系统 (Fault self-checking online switching operation system of PSA nitrogen making device ) 是由 李伟 高海霞 刘秀红 徐华银 刘明望 冯中毅 周召贵 谢代鹤 喻德文 于 2020-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种PSA制氮装置的故障自检在线切换运行系统,其特征在于：包括并联布置的第一制氮系统和第二制氮系统,其中第一制氮系统包括串联连接的第一空气干燥系统和第一碳分子筛吸附系统,所述第二制氮系统包括串联设置的第二空气干燥系统和第二碳分子筛吸附系统,通过连通管道连通第一制氮系统和第二制氮系统,本发明的有益效果包括：结构简单,成本低,智能化程度大幅提升,有效的解决了PSA制氮装置个别系统故障时,反馈不及时,故障点第一时间不能准确判断,两套PSA制氮的空气干燥系统与碳分子筛吸附系统不能互为备用等问题,使得PSA制氮装置抗故障能力大幅提升,运行过程更加安全、稳定。(The invention discloses a fault self-checking online switching operation system of a PSA nitrogen making device, which is characterized in that: the system comprises a first nitrogen making system and a second nitrogen making system which are arranged in parallel, wherein the first nitrogen making system comprises a first air drying system and a first carbon molecular sieve adsorption system which are connected in series, the second nitrogen making system comprises a second air drying system and a second carbon molecular sieve adsorption system which are arranged in series, and the first nitrogen making system and the second nitrogen making system are communicated through a communication pipeline, and the system has the beneficial effects that: simple structure, it is with low costs, intelligent degree promotes by a wide margin, and when the effectual individual system trouble of PSA system nitrogen device of having solved, the feedback is untimely, and the fault point very first time can not accurately be judged, and the air drying system of two sets of PSA system nitrogen and carbon molecular sieve adsorption system can not be for reserve scheduling problem each other for PSA system nitrogen device anti fault ability promotes by a wide margin, and the operation process is safer, stable.)

一种PSA制氮装置的故障自检在线切换运行系统

技术领域

本发明涉及制氮系统领域，具体涉及一种PSA制氮装置的故障自检在线切换运行系统。

背景技术

常见的PSA(变压吸附)制氮的装置，一般由用于空气干燥的干燥器系统以及利用变压吸附原理吸附空气中氧气等成分，产生高纯度氮气的碳分子筛吸附系统组成。目前的常规设计是，以最终产气量反算出的进气总量匹配的一套干燥器系统与一套碳分子筛吸附系统串联组成的完整PSA制氮装置。由于装置的变压吸附等过程周期较短，程控阀动作频繁易损坏内件发生故障，从而影响装置的正常生产，甚至可能出现连续大气量放空，影响前端空气管网稳定的情况。

通常情况下，工厂选用一开一备两套PSA制氮装置，以确保装置能够持续供应氮气，但是现有的PSA制氮装置，若运行的那套出现故障，则需要操作人员及时发现且立即启动备用装置，以稳定系统的氮气持续供应，且不对前端空气管网造成影响，与此同时，操作人员需要完成对于故障点的准确判断。另外，对于两套独立的PSA装置，若其中一套的空气干燥系统与另一套的碳分子筛吸附系统同时出现故障，那么意味着两套PSA均不能正常运行，制氮不能短时间恢复，极大可能引起事故的扩大。尤其是对于程控阀使用1年以上的故障率较高装置，存在较高的安全风险。

发明内容

针对上述现有技术中的不足之处，本发明提供一种PSA制氮装置的故障自检在线切换运行系统，其结构简单，操作方便，能够实现装置的故障自检测，并实现远程在线切换运行，保证制氮系统稳定运行。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种PSA制氮装置的故障自检在线切换运行系统，其特征在于：包括并联布置的第一制氮系统和第二制氮系统，其中第一制氮系统包括串联连接的第一空气干燥系统和第一碳分子筛吸附系统，所述第二制氮系统包括串联设置的第二空气干燥系统和第二碳分子筛吸附系统，所述第一空气干燥系统和第二空气干燥系统均包括依次连接的第一空气储罐、第一精密过滤器、组合式干燥机、第二精密过滤器，所述第一碳分子筛吸附系统和第二碳分子筛吸附系统均包括依次连接的第二空气储罐、PSA碳分子筛制氮吸附器、氮气缓冲罐、第三精密过滤器，所述第二精密过滤器的空气出口与所述第二空气储罐的空气进口连接，在所述第二精密过滤器和第二空气储罐之间设置有连通第一制氮系统和第二制氮系统的连通管道，该连通管道设置有阀门，所述组合式干燥机和PSA碳分子筛制氮吸附器中包括多个程控阀，且每个程控阀上均设置有阀位反馈器，所述阀位反馈器连接有控制器，所述控制器控制连接所述阀门。

进一步地，所述控制器还包括阀位故障系统，所述阀位故障系统包括用于比对阀门程序动作与阀位反馈器反馈阀位的处理器，所述处理器连接有声光报警器、触控显示屏。

进一步地，所述第一空气干燥系统的进气端和出气端均设置有第一总控阀；所述第二空气干燥系统的进气端和出气端均设置有第二总控阀；所述第一碳分子筛吸附系统的进气端和出气端均设置有第三总控阀；所述第二碳分子筛吸附系统的进气端和出气端均设置有第四总控阀，所述第一总控阀、第二总控阀、第三总控阀、第四总控阀均为电控阀，且均连接至所述控制器。

本发明的有益效果包括：结构简单，成本低，智能化程度大幅提升，有效的解决了PSA制氮装置个别系统故障时，反馈不及时，故障点第一时间不能准确判断，两套PSA制氮的空气干燥系统与碳分子筛吸附系统不能互为备用等问题，使得PSA制氮装置抗故障能力大幅提升，运行过程更加安全、稳定。

附图说明

图1是本发明的结构原理简图；

图2是本发明的实施例结构示意图；

图3是本发明的控制器结构原理简图。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图来进一步详细说明本发明。

一种如图1-3所示的PSA制氮装置的故障自检在线切换运行系统，包括并联布置的第一制氮系统和第二制氮系统，其中第一制氮系统包括串联连接的第一空气干燥系统和第一碳分子筛吸附系统，所述第二制氮系统包括串联设置的第二空气干燥系统和第二碳分子筛吸附系统。本发明的实施例中，所述第一空气干燥系统和第二空气干燥系统结构和功能相同，均包括依次连接的第一空气储罐1、第一精密过滤器2、组合式干燥机3、第二精密过滤器4。所述第一碳分子筛吸附系统和第二碳分子筛吸附系统的结构原理也相同，均包括依次连接的第二空气储罐5、PSA碳分子筛制氮吸附器6、氮气缓冲罐7、第三精密过滤器8。通过所述第二精密过滤器4的空气出口与所述第二空气储罐5的空气进口连接，实行空气先干燥后制氮的工作模式。本实施例中在所述第二精密过滤器4和第二空气储罐5之间设置有连通第一制氮系统和第二制氮系统的连通管道9，该连通管道9设置有阀门10。本实施例中的所述组合式干燥机3和PSA碳分子筛制氮吸附器均为现有的成熟设备，且在组合式干燥机3和PSA碳分子筛制氮吸附器中包括多个程控阀，用于实现空气的干燥或吸附氧气制氮。本发明在每个程控阀上均设置有阀位反馈器，所述阀位反馈器连接有控制器，所述控制器控制连接所述阀门10。由此可以实现第一空气干燥系统可选择的匹配第一碳分子筛吸附系统或第二碳分子筛吸附系统，第二空气干燥系统也可选择的匹配第一碳分子筛吸附系统或第二碳分子筛吸附系统，当其中一个系统出现故障可以自动切换到另一系统与之匹配，以保证整个制氮系统的稳定输出。

为更好的实施本发明，本发明的所述控制器还包括阀位故障系统，所述阀位故障系统包括用于比对阀门程序动作与阀位反馈器反馈阀位的处理器，所述处理器连接有声光报警器、触控显示屏。其作用是处理器中根据空气干燥和制氮的工作流程预先设定了程控阀的动作指令，阀位反馈器实施反馈当前的阀位信号，处理器则实时比对反馈信号和阀位动作指令，并判断是否冲突，如若出现冲突则判断此处的程控阀故障，进一步的处理器将错误程控阀的位置显示在触控显示屏中，并通过声光报警器提醒操作人员检修。同时处理器还打开另一备用系统，例如第一空气干燥系统中的程控阀故障，处理器则控制开启第二空气干燥系统，进一步的还会打开阀门10，使得第二空气干燥系统和第一碳分子筛吸附系统连通。

为更好的实施本实新型，本发明的实施例中，所述第一空气干燥系统的进气端和出气端均设置有第一总控阀a；所述第二空气干燥系统的进气端和出气端均设置有第二总控阀b；所述第一碳分子筛吸附系统的进气端和出气端均设置有第三总控阀c；所述第二碳分子筛吸附系统的进气端和出气端均设置有第四总控阀d，所述第一总控阀a、第二总控阀b、第三总控阀c、第四总控阀d均为电控阀，且均连接至所述控制器。其工作过程是通过控制器将并联布置的第一制氮系统和第二制氮系统变成可交叉的四路制氮系统。工作时哪一系统出现故障即关闭当前系统前后对应的总控阀，哪一系统不工作其前后总控阀也处于关闭状态，即任何情况下只有一条制氮系统连通工作。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。