我们知道，在现代工业生产中，制氮机广泛应用于化工、电子、食品、医药等众多领域。然而，制氮机在长期运行过程中不可避免地会出现各种故障，严重影响生产的正常进行。因此，深入了解制氮机常见故障及有效的处理方法具有重要的现实意义。
制氮机常见的故障包括吸附塔堵塞、气压不稳定、氮气纯度下降等。针对这些问题，常见的处理方法包括定期清洁和更换吸附剂、检查和调整气压系统、确保膜组件的正常运行等。此外，设备的维护和保养同样是防止故障发生的关键措施。
一、制氮机工作原理概述
（一）变压吸附（PSA）原理
变压吸附制氮机利用吸附剂对不同气体在不同压力下的吸附能力差异来实现氮气的分离。在高压条件下，吸附剂对氧气、二氧化碳等杂质气体具有较强的吸附能力，而氮气则相对不易被吸附，从而通过吸附塔流出成为产品气。当吸附剂吸附饱和后，通过降低压力使吸附剂解吸，释放出吸附的杂质气体，恢复吸附剂的吸附能力，以便进行下一个吸附循环。
（二）膜分离原理
膜分离制氮机是基于气体在高分子膜中的溶解扩散速率不同进行分离。空气在一定压力下通过膜组件时，氧气、水蒸气等小分子气体能够较快地透过膜，而氮气分子则相对较难透过，从而在膜的另一侧得到氮气。膜分离制氮技术具有设备结构简单、操作方便等优点，但氮气纯度相对较低，常用于对氮气纯度要求不高的场合。
二、制氮机常见故障及处理方法
（一）电源相关故障
1.打开电源开关，电源主板不亮。
故障原因：
- 电源未插入或电源线接触不良，这是导致电源无法正常供电的常见原因之一。在实际生产环境中，由于设备的频繁移动或振动，可能会使电源线松动。
- 电源保险损坏，通常是由于电路过载、短路等原因引起的。当电流超过保险的额定电流时，保险会熔断，以保护电路中的其他元件。
- 电源开关故障，长时间的频繁操作或开关质量问题可能导致其内部触点损坏，无法正常接通电路。
排除方法：
- 仔细检查电源线连接情况，确保其牢固插入电源插座和设备电源接口。可通过万用表等工具检测电源线的通断情况，若发现电源线损坏，应及时更换。
- 更换损坏的电源保险时，需严格按照设备说明书要求，选用相同规格、型号的保险。在更换过程中，要确保切断电源，避免触电事故发生。
- 对于损坏的电源开关，应先判断其故障类型。若为触点损坏，可尝试进行修复；若无法修复，则需更换新的同型号电源开关。在更换开关后，需进行通电测试，确保其正常工作。
2.工艺队列不亮 / 工艺不正常。
故障原因：
- 线路连接问题，如导线断路、短路或接触不良，可能导致信号传输受阻，从而使工艺队列显示异常或工艺无法正常运行。在设备运行过程中，线路可能因磨损、老化等原因出现故障。
- 最快速控制器故障，控制器作为制氮机的核心控制部件，其出现故障可能是由于硬件损坏、软件程序错误或参数设置不当等原因引起的。例如，控制器的芯片过热可能导致其性能下降甚至损坏。
排除方法：
- 对线路进行全面检查，使用万用表等工具检测导线的电阻值，查找断路或短路点。对于接触不良的接头，应重新进行连接，并确保连接牢固。若发现线路老化或损坏，需及时更换新的导线。
- 对最快速控制器进行检查，首先检查其硬件是否有明显的损坏迹象，如芯片烧焦、电容鼓包等。若硬件无明显问题，可尝试对控制器进行复位操作，恢复其默认设置。若问题仍未解决，应及时与厂家联系，厂家可通过远程诊断或现场维修的方式，对控制器进行故障排查和修复。在与厂家沟通时，需详细描述故障现象及设备的运行情况，以便厂家快速定位问题。
（二）压力相关故障
1.左吸引时左吸收罐压力未上升到正常值
故障原因：
- 未设定先导空气压力，先导空气在制氮机的吸附过程中起着重要作用，它能够推动吸附剂对杂质气体的吸附。若未设定先导空气压力，吸附过程将无法正常进行，导致左吸收罐压力无法上升。
- 控制左吸引阀损坏，电磁阀是控制气体通断的关键部件，其损坏可能是由于阀芯卡死、线圈烧毁等原因引起的。当控制左吸引阀损坏时，无法正常开启或关闭，从而影响左吸收罐的压力。
- 左吸引阀未打开，可能是由于阀门本身故障，如阀门密封不严、阀杆生锈等，也可能是由于控制信号未传输到阀门，导致阀门无法动作。
排除方法：
- 根据设备说明书要求，将先导空气压力设定为空气压力的 1/2。在设定压力时，需使用专业的压力测量仪器，确保压力设定准确。
- 对于损坏的电磁阀，首先检查阀芯是否卡死，若卡死可尝试进行清洗和润滑处理。若阀芯正常，再检查线圈是否烧毁，可使用万用表测量线圈电阻值，若电阻值为无穷大，则说明线圈已烧毁，需更换新的电磁阀。在更换电磁阀时，要注意其型号、规格应与原电磁阀一致。
- 对左吸引阀进行检查，查看阀门是否有明显的损坏迹象。若阀门密封不严，可更换密封垫；若阀杆生锈，可进行除锈和润滑处理。同时，检查控制信号是否正常传输到阀门，若信号传输异常，需检查相关的控制线路和控制器输出端口。
2.均压时左右吸收罐压力不均衡
故障原因：
- 控制均压的电磁阀损坏，同上述电磁阀故障原因类似，阀芯故障或线圈烧毁等问题都可能导致均压电磁阀无法正常工作，影响左右吸收罐的均压过程。
- 上下均压阀未打开，均压阀的作用是在吸附塔切换过程中，使左右吸收罐的压力达到平衡。若均压阀未打开，压力无法平衡，将导致左右吸收罐压力不均衡。
排除方法：
- 对控制均压的电磁阀进行维修或更换。维修时，需拆解电磁阀，检查阀芯、弹簧等部件是否损坏，对损坏的部件进行更换或修复。若电磁阀无法修复，则需更换新的电磁阀，并进行调试，确保其正常工作。
- 检查上下均压阀，查看阀门是否被异物卡住，若有异物，需清理阀门。同时，检查阀门的驱动装置是否正常工作，如气缸是否漏气、电动执行器是否损坏等。对于损坏的驱动装置，需进行维修或更换。在检查和维修均压阀后，需进行均压试验，观察左右吸收罐压力是否能够达到均衡。
3.右吸引时右吸罐压力未上升到正常值
故障原因：
- 控制右吸引的电磁阀损坏，原理同左吸引电磁阀故障原因。
- 右吸引阀未打开，原因与左吸引阀未打开类似，可能是阀门本身故障或控制信号问题。
排除方法：
- 对控制右吸引的电磁阀进行修理或更换，方法与左吸引电磁阀的维修和更换方法相同。
- 检查配管阀门，查看阀门是否开启灵活，密封是否良好。若发现阀门有问题，应及时进行修理或更换。在检查配管阀门时，要注意检查阀门的连接部位是否有松动、漏气等情况。
4.左吸或右吸时消音器不停止排气，同时吸附罐的压力不上升
故障原因：
- 回风阀开得太多，回风阀的开度会影响吸附罐内的压力平衡。若回风阀开度过大，会导致气体大量回流，使吸附罐内压力无法上升，同时消音器持续排气。
- 电磁阀故障，如电磁阀泄漏，会使气体在不该流动的路径中泄漏，影响吸附罐的压力建立和维持。
- 压均阀漏气，压均阀在均压过程中起着重要作用，若其漏气，会导致压力无法稳定，吸附罐压力无法上升。
- 拆装阀的空气排出，在设备进行拆装或维护后，若拆装阀未关闭严密，会导致空气泄漏，影响吸附罐的正常工作。
排除方法：
- 适当调整回气阀的开度，通过逐步调整回气阀的开度，观察吸附罐压力和消音器排气情况，找到合适的开度，使吸附罐压力能够正常上升且消音器停止异常排气。
- 对电磁阀进行维修或更换，检查电磁阀的密封性能，若有泄漏，需更换密封件或整个电磁阀。
- 对配管阀门进行维修或更换，特别是压均阀和拆装阀。对于压均阀，可通过打压试验检查其密封性，若发现漏气，需修复或更换阀门。对于拆装阀，要确保其关闭严密，可通过涂抹密封胶等方式增强其密封性。
（三）其他故障
氮气测量仪的显示数字不准确
故障原因：
- 有空气混入，在制氮机的气体输送过程中，若管道连接处密封不严或设备出现泄漏，可能会使空气混入氮气中，导致氮气测量仪测量不准确。
- 氧气传感器损坏，氧气传感器是氮气测量仪的核心部件之一，其性能直接影响测量结果的准确性。长期使用或受到恶劣环境影响，氧气传感器可能会出现老化、损坏等问题。
排除方法：
- 对氧电极及测定配制系统进行检定，检查管道连接部位是否密封良好，对泄漏点进行修复。同时，检查测定配制系统的校准情况，若校准不准确，需重新进行校准。通过对氧电极及测定配制系统的全面检查和维护，确保其测量的准确性。
- 若氧电极损坏，需及时更换新的氧电极。在更换氧电极后，要对氮气测量仪进行校准和调试，确保其显示数字准确可靠。
三、制氮机使用注意事项
（一）流量和压力调节
根据使用空气压力和使用量，合理调节流量计前面的调节器和流量计后面的氮产阀。在氮气达到标准后，严禁再随意增加流量或调节压力。这是因为制氮机在设计时，其内部的吸附剂、阀门等部件都是按照一定的流量和压力参数进行选型和配置的。随意调节流量和压力可能会导致吸附剂的吸附效果下降、阀门损坏等问题，从而影响制氮机的正常运行和氮气质量。
（二）阀门管理
对于调节器调整的其他阀门，严禁随意旋转。这些阀门在设备出厂时都经过了精确调试，其开度和设置是为了保证制氮机各部件之间的协调工作和氮气的稳定产出。随意旋转阀门可能会破坏系统的压力平衡和气体流量分配，导致制氮机出现故障或氮气纯度下降。
（三）电气和配管部件操作
禁止随意移动电气控制柜内的电气部件，也不允许随意拆卸安装空气配管阀。电气部件的随意移动可能会导致线路连接松动，引发短路、断路等电气故障。而随意拆卸安装空气配管阀，可能会破坏管道的密封性，导致气体泄漏，影响制氮机的正常运行。在需要对电气部件或配管阀进行维护时，必须由专业技术人员按照操作规程进行操作。
（四）压力计检查和记录
作业人员应定期检查制氮机的压力计，并做好日常压力变化记录。压力计是反映制氮机内部压力状态的重要仪表，通过观察压力计的读数变化，可以及时发现制氮机是否存在压力异常问题。例如，压力突然升高或降低可能意味着设备出现了堵塞、泄漏等故障。日常压力变化记录为设备故障分析提供了重要的数据支持，有助于快速准确地判断故障原因。
（五）设备运行参数观察
定期观察出口压力、流量计指示及左上角的情况（具体根据设备实际显示内容确定）。出口压力和流量计指示直接反映了制氮机的产气质量和产量情况。若出口压力不稳定或流量计指示异常，可能表明制氮机存在故障。同时，关注设备左上角的显示信息（如报警指示灯、工作状态指示灯等），能够及时发现设备的异常情况，以便采取相应的措施进行处理。
（六）设备保养维护
按照压缩机、冷却器、过滤器的技术要求，进行定期保养和维护。压缩机是提供气源的关键设备，定期保养可确保其稳定运行，延长使用寿命。冷却器的作用是降低压缩空气的温度，防止高温对制氮机部件造成损害。过滤器则用于去除空气中的杂质和水分，保证进入制氮机的空气质量。空压机、冷气机每年至少检查一次，依照设备维护、保养规定更换易损件进行保养。当发现过滤器前后压差达到 0.05 – 0.1Mpa 时，必须立即更换过滤器滤芯。这是因为当过滤器滤芯堵塞时，其前后压差会增大，若不及时更换滤芯，会影响空气的流通量，进而影响制氮机的正常工作。
（七）日常记录填写
认真填写日常记录表，记录设备运行的各项参数和情况，包括开机时间、关机时间、压力、流量、温度、设备运行状态、维护保养情况等。详细准确的日常记录有助于及时发现设备运行过程中的潜在问题，为设备的预防性维护提供依据。同时，在设备出现故障时，这些记录也能够帮助维修人员快速了解设备的运行历史，提高故障排查和修复的效率。
四、总结
制氮机是工业生产中的关键设备，其稳定运行直接影响生产效率。通过分析常见故障原因并提出处理方法，可以降低故障率、延长设备寿命并提高产量和质量。
MINNUO作为专业的气体设备生产商，拥有专业的工程师团队，如果您有任何需求或问题，欢迎前来咨询！
