Tại các địa điểm ứng dụng khí công nghiệp, độ tinh khiết của nitơ từ máy phát điện rất quan trọng, nhưng yếu tố thực sự ảnh hưởng đến độ ổn định của thiết bị đầu cuối và chất lượng sản phẩm thường là thông số kỹ thuật bị bỏ qua: điểm sương. Đối với thiết bị tạo nitơ sử dụng Công nghệ hấp phụ xoay áp suất (PSA) hoặc công nghệ tách màng, điểm sương phản ánh trực tiếp hàm lượng hơi ẩm trong nitơ. Khi độ ẩm vượt quá giới hạn, những hậu quả nhỏ bao gồm giảm tuổi thọ của van khí nén, trong khi hậu quả lớn có thể là các lô bị loại bỏ trong quá trình hàn chính xác, đóng gói điện tử hoặc phản ứng hóa học. Shenger Gas, qua nhiều năm phục vụ ngành luyện kim, đóng gói thực phẩm và điện tử, đã phát hiện ra rằng phần lớn các điều kiện hoạt động bất thường không phải do độ tinh khiết nitơ không đủ mà do kiểm soát điểm sương không thành công.
Điểm sương bất thường đến từ đâu
Bản thân máy tạo nitơ không tích cực tạo ra độ ẩm. Các nguồn hơi ẩm thường tập trung vào ba lĩnh vực: tiền xử lý khí nén, trạng thái vận hành của tháp hấp phụ và ô nhiễm thứ cấp từ bể chứa và đường ống.
Khí nén là khí cấp cho quá trình tạo nitơ. Nếu hiệu suất của máy sấy không khí làm lạnh-đầu trước hoặc máy sấy hút ẩm giảm xuống hoặc nếu van xả bộ lọc bị tắc thì không khí-có nhiệt độ, độ ẩm-cao sẽ đi thẳng vào tháp hấp phụ của máy phát điện. Trong quy trình PSA, sàng phân tử carbon chủ yếu tách oxy khỏi nitơ, nhưng chúng cũng có khả năng hấp phụ mạnh đối với các phân tử nước. Tải độ ẩm cao-cao trong thời gian dài{7}}dẫn đến tắc nghẽn lỗ chân lông nhỏ và thậm chí làm vỡ bột sàng.
Một nguyên nhân phổ biến khác là cài đặt chương trình xả đáy hoặc tái sinh không đúng ở đáy tháp hấp phụ. Một số thiết bị cũ sử dụng điều khiển thời gian cố định và không thể điều chỉnh linh hoạt dựa trên độ ẩm xung quanh. Trong mùa mưa ở các vùng phía Nam, bão hòa hấp phụ dễ xảy ra. Ngoài ra, nếu cố ý đóng van xả đáy bằng tay ở đáy bể chứa trong thời gian dài, chất ngưng tụ có thể khuếch tán ngược vào đường ống nitơ, khiến điểm sương tăng mạnh tại thời điểm sử dụng.
Rủi ro thực tế của điểm sương quá mức
Hậu quả trực tiếp nhất của điểm sương cao là nitơ “không đủ khô”. Trong các ứng dụng cắt laser, độ ẩm chứa nitơ sẽ làm mờ ống kính, ảnh hưởng đến việc truyền đường quang. Trong quá trình xử lý nhiệt, hơi ẩm phản ứng với bề mặt kim loại ở nhiệt độ cao, gây ra hiện tượng hóa xanh hoặc làm dày lớp oxit trên phôi. Đối với chất làm đầy nitơ cấp thực phẩm, tuy không làm nhiễm bẩn trực tiếp vào thực phẩm nhưng chất ngưng tụ tích tụ bên trong bao bì có thể thúc đẩy sự phát triển của vi sinh vật.
Một mối nguy hiểm tiềm ẩn hơn là hư hỏng chính máy tạo nitơ. Độ ẩm gây ra sự suy giảm không thể phục hồi trong khả năng hấp phụ của rây phân tử, cuối cùng dẫn đến giảm độ tinh khiết nitơ đồng thời. Lúc này, nhiều người dùng lầm tưởng rằng sàng đã hết tuổi thọ. Nhưng trên thực tế, trước khi thay thế những sàng đắt tiền, việc giải quyết vấn đề điểm sương thường có thể khôi phục lại hiệu suất. Từ quan điểm kỹ thuật, điểm sương đóng vai trò là chỉ báo cảnh báo sớm về tình trạng hoạt động của hệ thống tạo nitơ.
Phương pháp giải pháp có hệ thống
Giải quyết vấn đề điểm sương không thể chỉ tập trung vào chính máy phát điện. Cần phải kiểm tra một cách có hệ thống từ nguồn không khí đến điểm sử dụng. Bước đầu tiên và quan trọng nhất là đảm bảo phần tiền xử lý khí nén được cấu hình đúng và đầy đủ chức năng. Nên lắp đặt bộ lọc kết hợp 0,01μm và bộ theo dõi điểm sương trực tuyến sau máy sấy lạnh và trước đầu vào máy phát điện. Dữ liệu đo được cho thấy bằng cách kiểm soát điểm sương của khí nén đầu vào dưới -20 độ, điểm sương đầu ra của máy tạo nitơ PSA có thể duy trì ổn định ở khoảng -40 độ.
Đối với thiết bị đã có điểm sương quá cao, trước tiên hãy kiểm tra áp suất làm lạnh của máy sấy không khí và hoạt động của van xả tự động. Nếu thấy rây phân tử bị ẩm thì đừng vội thay mới. Trước tiên, hãy thử thanh lọc tái tạo dòng-thấp của tháp hấp phụ bằng cách sử dụng nitơ nóng. Một số sàng được làm ẩm nhẹ có thể phục hồi hoạt tính. Shenger Gas đã sử dụng phương pháp này nhiều lần trong quá trình bảo trì thực tế, giúp khách hàng tránh được chi phí thay thế sàng hàng chục nghìn nhân dân tệ.
Thiết kế đường ống cũng cần tối ưu hóa. Ống thoát nitơ phải có độ dốc đi xuống một chút, có lắp đặt ống xả tự động ở những điểm thấp nhất. Ngoài ra, hãy tránh sử dụng ống mạ kẽm, vì sự tiếp xúc lâu dài-giữa lớp kẽm và độ ẩm vết sẽ tạo ra bột kẽm làm ô nhiễm các sản phẩm tiếp theo. Nên sử dụng ống đồng hoặc thép không gỉ được đánh bóng và tất cả các mối nối phải sử dụng băng Teflon thay vì chất bịt kín ren dạng lỏng, vì chất dễ bay hơi từ chất này có thể ảnh hưởng đến chỉ số đo điểm sương.
Điểm bảo trì hàng ngày
Kiểm soát điểm sương là công việc diễn ra liên tục chứ không phải là điều chỉnh một lần. Nên ghi lại các giá trị điểm sương đầu vào và đầu ra của máy sấy, điểm sương đầu ra máy phát điện cũng như nhiệt độ và độ ẩm môi trường hàng tuần. Nếu quan sát thấy xu hướng tăng điểm sương đầu ra vượt quá 5 độ trong ba ngày liên tiếp, ngay cả khi vẫn nằm trong phạm vi chấp nhận được, hãy kiểm tra trước các van xả và bộ lọc. Nhiều nhà máy đợi cho đến khi sản phẩm xuất hiện lỗi trước khi kiểm tra điểm sương, lúc đó tổn thất đã xảy ra.
Ngoài ra, hãy luôn xác minh số kiểu máy khi thay thế các phần tử bộ lọc. Việc sử dụng phần tử lọc có độ chính xác không chính xác sẽ khiến sương dầu lọt vào tháp hấp phụ. Nhũ tương được hình thành bởi sương dầu và nước gần như không thể loại bỏ được và sẽ phá hủy hoàn toàn sàng phân tử. Người vận hành hiện trường cần được đào tạo cơ bản để hiểu rằng báo động của máy đo điểm sương không phải là báo động sai mà là thiết bị gửi tín hiệu cấp cứu.
Nguyên nhân cốt lõi của hầu hết các vấn đề về điểm sương của máy tạo nitơ không nằm ở bản thân máy tạo khí mà nằm ở-việc xử lý trước và quản lý đường ống phía trước. Bằng cách cải thiện giai đoạn sấy khí nén, thiết lập các chương trình tái sinh hợp lý, tối ưu hóa hệ thống thoát nước đường ống và kết hợp với giám sát trực tuyến, điểm sương đầu ra có thể được kiểm soát ổn định ở mức -40 độ hoặc thậm chí thấp hơn. Độ tin cậy của hệ thống tạo nitơ không chỉ phụ thuộc vào thông số kỹ thuật về độ tinh khiết mà còn phụ thuộc vào những chi tiết dễ bị bỏ qua này trong hoạt động hàng ngày. Shenger Gas khuyến nghị người dùng nên thiết lập hệ thống bảo trì phòng ngừa lấy điểm sương làm chỉ báo cốt lõi. Chỉ khi đó thiết bị tạo nitơ mới thực sự đạt được hoạt động ổn định lâu dài.
