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北大先锋破解制氧装置运行难题 粤钢VPSA制氧改造圆满收官
2025-08-26 13:51:16
   2025年6月,先锋由北京北大先锋科技股份有限公司(以下简称“北大先锋”)承接的破解珠海粤裕丰钢铁有限公司(以下简称“珠海粤钢”)30000Nm³/h VPSA制氧装置能效提升改造项目圆满收官。该项目通过系统性技术优化,制氧装置制氧成功解决原装置性能持续下降的运行粤钢圆满问题,改造后机组性能全面超越设计指标,难题纯氧电耗显著降低,改造为用户带来显著经济效益。收官项目投产后,先锋珠海粤钢特向北大先锋表示感谢,破解对技术实力与服务质量给予高度评价。制氧装置制氧

 

一、项目背景:运行难题催生改造需求

珠海粤钢2018年投建的4套7500Nm³/h(80%纯度)VPSA制氧装置,运行不足5年开始出现吸附塔气囊频繁损坏、改造氧气产量下降超30%、收官电耗上升20%-30%等一系列问题,先锋且故障原因一直未能查明。

2025年1月,珠海粤钢经多方考察后选择与北大先锋合作,率先启动3号、4号机组改造。项目执行中,北大先锋技术专家深入现场调研,为用户定制分阶段改造方案,在2个月内即完成项目改造,两套装置一次性开车成功,性能指标不仅远超用户要求,更突破装置的原设计水平。

 

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图1:北大先锋技术团队在项目现场开展培训指导

 

因两套机组改造收效显著,2025年4月,双方进一步签订1号、2号机组改造合同。为加快推进整改建设,北大先锋技术团队驻场调试设备,通过实时数据监控确保性能达标,最终于2025年6月实现VPSA制氧站全系统升级,为高炉富氧提供稳定的氧气供应,满足用户生产需要。

 

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图2:珠海粤钢厂区

 

二、技术攻坚:精准剖析终得系统性解决方案

北大先锋技术团队通过深度分析原制氧装置运行数据与工艺设计,发现核心问题源于多方面的技术缺陷,各影响因素叠加,从而导致产氧指标不断下降,能耗上升,成本增加。

首先,吸附塔结构需要整改,原制氧装置的径向吸附塔密封装置存在设计缺陷,通过整改后解决了吸附塔内分子筛的泄漏问题。变压吸附制氧装置首要确保吸附剂长效稳定,这是装置实现超10年服务寿命的工艺基础。

其次,吸附剂性能指标影响装置整体表现,旧装置中的吸附剂出现不同程度的粉化,磨耗率较高。项目改造方案采用高效锂基吸附剂PU-8,氮氧分离系数和强度均显著高于普通吸附剂,结合独特的气流分布技术,可延长吸附剂使用寿命,减少床层阻力,从而提升单位时间内的产氧量,制氧装置改造后实际产量提升超10%,电耗降幅比预期超20%达成。

再次,关键配套设备影响装置运行的可靠性,旧装置的阀门出现选型错误、材质缺陷、部件磨损变形等问题。依据变压吸附制氧工况,阀门平均每30秒高频切换1次,须在提升耐用性方面狠下功夫,配套升级。项目整改中,北大先锋将问题阀门全面改造和更换,配备了适应变压吸附工况的专用阀门。

最后,智能控制系统设计不合理影响性能调优。开发精简高效、功能完善且适用性强的PLC控制程序,是确保VPSA制氧装置实现安全稳定、长期可靠运行的重要技术保障。北大先锋依据装置参数开发优化程控逻辑,可快速实现装置自适应调节与能效最优化,确保制氧装置始终处于低能耗的稳定运行水平。

 

三、项目启示:技术实力铸就核心竞争力

珠海粤钢4套制氧机组的成功投产,不仅解决了高炉用氧问题,更成为北大先锋在钢铁行业打造的又一标杆项目。作为变压吸附制氧技术的领军企业,北大先锋深知工艺细节对装置性能的决定性作用:吸附塔结构的优化设计、分子筛填装的精准控制、阀门选型的工况适配性——这些关键技术细节直接影响装置的能效与使用寿命。

依托北京大学的科研优势,公司持续深化基础研究,充分发挥“设计-制造-运维”全链条技术整合能力,并与钢铁、化工行业龙头企业合作开展绿色气体技术攻关,致力于将每个工程项目都打造为行业典范,推动变压吸附行业高质量发展。



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