本實(shí)用新型屬于制氮系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種海上平臺移動式制氮系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

由于氮?dú)馐嵌栊詺怏w，化學(xué)性質(zhì)不活潑，因此在海上平臺日常維護(hù)保養(yǎng)工作以及維修改造等項(xiàng)目中，需要頻繁使用氮?dú)狻Ｄ壳昂Ｑ笃脚_上大多利用氮?dú)馄抗猓獨(dú)馄抗饬髁枯^小、施工效率低、難以滿足施工要求，為此研究并開發(fā)一套海上平臺移動式制氮系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種節(jié)約成本、提高效率、縮短施工周期的海上平臺移動式制氮系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，這種海上平臺移動式制氮系統(tǒng)，包括空壓機(jī)、冷卻器、膜分離器，所述的空壓機(jī)與冷卻器間設(shè)有空氣儲蓄罐，該冷卻器與膜分離器之間依次設(shè)有除油過濾器、除水分離器、碳床過濾器、電加熱器；所述的膜分離器的出口處設(shè)有富氧出口和氮?dú)獬隹冢渲械獨(dú)獬隹谔幇惭b有氧氣分析儀。

作為優(yōu)選，所述的氧氣分析儀通過指令方式與PLC模塊相連，該P(yáng)LC模塊與電磁閥相連，該電磁閥上連有XV1角座閥、XV2角座閥，該XV1角座閥上連有FV1合格氮?dú)獬隹陂y，該XV2角座閥上連有FV2不合格氮?dú)獬隹陂y。

作為優(yōu)選，所述的XV1角座閥與XV2角座閥呈并聯(lián)連接。

本實(shí)用新型的有益效果為：系統(tǒng)具備全自動運(yùn)行、監(jiān)控、報(bào)警、關(guān)斷等功能；海上平臺移動式制氮對于整個(gè)海上平臺安全和穩(wěn)定運(yùn)行有著不可忽視的作用，當(dāng)平臺固定式制氮裝置出現(xiàn)故障時(shí)，該套設(shè)備可作為應(yīng)急備用裝置；對于使用氮?dú)馄抗獾男⌒晚?xiàng)目，該裝置可以為氮?dú)馄砍溲b氮?dú)猓瑥亩_(dá)到節(jié)約成本、提高效率、縮短施工周期的目的。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的制氮系統(tǒng)的分離過程結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的氧氣分析儀結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中的標(biāo)號分別為：1、空壓機(jī)；2、空氣儲蓄罐；3、冷卻器；4、除油過濾器；5、除水分離器；6、碳床過濾器；7、電加熱器；8、膜分離器；9、氧氣分析儀；10、PLC模塊；11、電磁閥；12、XV1角座閥；13、XV2角座閥；14、FV1合格氮?dú)獬隹陂y；15、FV2不合格氮?dú)獬隹陂y；81、富氧出口；82、氮?dú)獬隹凇?/p>

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做詳細(xì)的介紹：如附圖1所示，本實(shí)用新型包括空壓機(jī)1、冷卻器3、膜分離器8，所述的空壓機(jī)1與冷卻器3間設(shè)有空氣儲蓄罐2，該冷卻器3與膜分離器8之間依次設(shè)有除油過濾器4、除水分離器5、碳床過濾器6、電加熱器7；所述的膜分離器8的出口處設(shè)有富氧出口81和氮?dú)獬隹?2，其中氮?dú)獬隹谔幇惭b有氧氣分析儀9。

如附圖2所示，所述的氧氣分析儀9通過指令方式與PLC模塊10相連，該P(yáng)LC模塊10與電磁閥11相連，該電磁閥11上連有XV1角座閥12、XV2角座閥13，該XV1角座閥12上連有FV1合格氮?dú)獬隹陂y14，該XV2角座閥13上連有FV2不合格氮?dú)獬隹陂y15；所述的XV1角座閥12與XV2角座閥13呈并聯(lián)連接。

本實(shí)用新型的工作原理為：

1)、空氣經(jīng)空壓機(jī)1壓縮進(jìn)入空氣儲蓄罐2，從空氣儲蓄罐2出來的壓縮空氣進(jìn)入冷卻器3冷卻到常溫后，壓縮空氣經(jīng)過除油過濾器4和除水分離器5及碳床過濾器6的過濾，脫除顆粒及油霧，可以將壓縮空氣中的含油量降低到0.003ppm以下、并可以過濾除去直徑大于0.01mm的所有固體顆粒；再經(jīng)過電加熱器7加熱到45℃進(jìn)入膜分離器8，進(jìn)行分離。壓縮空氣經(jīng)膜分離，可以得到壓力略低于進(jìn)氣壓力的高壓氮?dú)猓獨(dú)獾臐舛茸罡呖梢赃_(dá)到95％-99.9％。氮?dú)獾穆饵c(diǎn)可以達(dá)到-40℃；同時(shí)可以得到富氧空氣，富氧空氣的濃度最高可以達(dá)到45％。氮?dú)廨敵隹汕袚Q：氮?dú)獯祾吣Ｊ?0.6-1MPa)、充氣模式(15MPa)；入膜壓力為0.8-1.3MPa,入膜溫度為45℃。

2)、通過氧氣分析儀9在線分析取樣氣體，通過氧氣分析儀9發(fā)出報(bào)警或不報(bào)警指令給PLC模塊10，PLC模塊10控制二位三通(或二兩五通)的電磁閥11，電磁閥11通過儀表氣控制XV1角座閥12、XV2角座閥13的動作；

3)、正常運(yùn)行情況下氮?dú)饧兌群细?純度達(dá)到設(shè)定值)，電磁閥11通儀表氣，打開成品氣出口XV1角座閥12(常閉變常開)，同時(shí)關(guān)閉XV2角座閥13(常開變常閉)；當(dāng)?shù)獨(dú)饧兌炔缓细?達(dá)不到設(shè)定值)，電磁閥11不通儀表氣，此時(shí)XV2角座閥13回到初始打開狀態(tài)，并通過FV2不合格氮?dú)獬隹陂y15進(jìn)行不合格氮?dú)夥趴眨怀善窔獬隹赬V1角座閥12回到關(guān)閉狀態(tài)，不供氣。當(dāng)設(shè)備不運(yùn)行時(shí)，XV1角座閥12、XV2角座閥13回到初始狀態(tài)，即XV1角座閥12閉合，XV2角座閥13打開。膜組內(nèi)的氣體不會輸送至后面的用氣點(diǎn)，同時(shí)膜組內(nèi)不會憋壓，通過XV2角座閥13，F(xiàn)V2不合格氮?dú)獬隹陂y15進(jìn)行放空排放，提供膜的壽命。

本實(shí)用新型的膜分離制氮機(jī)理：薄膜對某些氣體組分具有選擇、滲透和擴(kuò)散的特性，以達(dá)到氣體分離和純化的目的。中空纖維膜分離制氮的膜組是一個(gè)圓筒狀的高分子材料制成的中空纖維膜束，每束象列管式換熱器包含上百萬根中空纖維，每根纖維直徑約幾十微米，就象人的頭發(fā)絲一樣細(xì)，壓縮空氣由纖維束的一端進(jìn)入，氣體分子在壓力作用下，首先在膜的高壓側(cè)接觸，然后是吸附、溶解、擴(kuò)散、脫溶、逸出。每種氣體都含有不同的滲透速率，氧、二氧化碳、水蒸汽等滲透速率“快”，由高壓內(nèi)側(cè)纖維壁向低壓外側(cè)滲出，由膜組件一側(cè)的開口排出；滲透速率小的“慢氣”－氮?dú)獗桓患诟邏簝?nèi)側(cè)，由膜組件的另一端排出，從而實(shí)現(xiàn)了氧－氮的分離。

通過實(shí)驗(yàn)分析入膜壓力和入膜溫度對中空纖維膜分離性能的影響,確定恒定的溫度對中空纖維膜的分離性能具有重要影響。PID溫度控制器模型并對常規(guī)PID溫度控制器進(jìn)行改進(jìn),然后分析兩種控制器的仿真曲線,改進(jìn)PID具有超調(diào)量小,調(diào)節(jié)時(shí)間短、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),更加滿足制氮系統(tǒng)的要求。

本實(shí)用新型的制氮系統(tǒng)程序包括PLC控制程序和觸摸屏程序。PLC控制程序包括主程序、傳感器信號處理程序、干燥機(jī)控制程序、輸出控制程序、報(bào)警程序、低壓氮?dú)獬隹趬毫刂瞥绦颍訜崞鞲倪M(jìn)PID溫度控制程序、低壓氮?dú)獬隹趬毫ID控制程序。觸摸屏組態(tài)包括PLC與觸摸屏之間的連接、變量組態(tài)、畫面對象組態(tài)、報(bào)警組態(tài)。通過壓力傳感器可以在儀表盤顯示直讀原料空氣、膜組進(jìn)氣、膜組排氣的壓力。

回流防護(hù)裝置

當(dāng)系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)防止產(chǎn)品氣流失。

防止設(shè)備過壓。

便于輸出產(chǎn)品氣的差壓切換控制。

總電源控制箱

設(shè)備配有單獨(dú)的控制總電源開關(guān)，以滿足外部供電要求。

控制部分采用熔斷器、級降變壓器、微處理控制器、接觸型溫度設(shè)定點(diǎn)控制器等，使電源達(dá)到所需要的精度及便于使用。

本實(shí)用新型不局限于上述實(shí)施方式，不論在其形狀或材料構(gòu)成上作任何變化，凡是采用本實(shí)用新型所提供的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，都是本實(shí)用新型的一種變形，均應(yīng)認(rèn)為在本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。