我們在進(jìn)行制氮機(jī)選型時(shí)，往往會考慮很多因素，諸如制氮機(jī)的純度、容量、項(xiàng)目地的空氣質(zhì)量、以及——項(xiàng)目地的海拔高度。海拔不僅會影響空壓機(jī)的工作效率，也會對制氮機(jī)主機(jī)的技術(shù)參數(shù)選擇產(chǎn)生重要影響。

如今，隨著高原地區(qū)工業(yè)項(xiàng)目的增加，如西藏、青海、新疆部分地區(qū)等地的工程需求日益增加，針對海拔因素的選型愈加重要。浙江盛爾在新疆有分公司，也已經(jīng)投產(chǎn)了不少高原制氮機(jī)項(xiàng)目。本文將從空壓機(jī)、制氮機(jī)主機(jī)、氣體產(chǎn)量與能耗等方面分析海拔對制氮系統(tǒng)選型的實(shí)際影響，并給出合理建議。

一、海拔變化對空氣性質(zhì)的影響

海拔越高，大氣壓越低，空氣密度也隨之下降。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為101.325 kPa（海平面），每上升1000米，氣壓大約下降11.5 kPa，空氣密度減少約10%。如下是典型海拔對應(yīng)的大氣壓與空氣密度參考值：

海拔高度（米）	大氣壓（kPa）	空氣密度（kg/m3）
0	101.3	1.225
1000	89.9	1.112
2000	79.5	1.007
3000	70.1	0.909
4000	61.6	0.819

由此可以看出，海拔每升高1000米，空氣密度大約減少9%~10%。這對壓縮空氣系統(tǒng)和制氮系統(tǒng)有著直接的影響。

二、海拔高度對空壓機(jī)排氣量的影響原理

空壓機(jī)是制氮系統(tǒng)的前端設(shè)備，其吸入空氣量直接決定了后端制氮效率。

大氣壓對空氣壓縮機(jī)的性能有很大影響，因?yàn)榇髿鈮旱淖兓苯佑绊懪艢饬康拇笮　Ｒ⒁膺@一點(diǎn)。我們可以這樣理解：大氣壓實(shí)際上是指單位面積從地面到大氣層頂?shù)目諝庵馁|(zhì)量?？梢钥闯觯咴貐^(qū)的空氣柱會較短，空氣的密度也較小，因此大氣壓也較低?？諝鈮嚎s機(jī)通常直接吸入大氣，而在高原地區(qū)，相比于海平面附近的平原地區(qū)，由于空氣密度較小，吸入的空氣也較少，因此排出的氣量自然也會減少。

1. 實(shí)際流量計(jì)算公式（修正公式）：

Qh = Q0 × ρh / ρ0

其中：

• Qh = 高海拔的進(jìn)氣質(zhì)量流量（Nm3/min）
• Q0 = 額定（海平面）流量
• ρh = 海拔高度下的空氣密度
• ρ0 = 標(biāo)準(zhǔn)空氣密度（1.225 kg/m3）

例如：一臺標(biāo)稱排氣量為10 Nm3/min的空壓機(jī)，安裝在3000米海拔地區(qū)（空氣密度約0.909 kg/m3）：

Qh = 10 × 0.909 / 1.225 ≈ 7.42 Nm3/min

也就是說，同一臺空壓機(jī)在3000米高原的產(chǎn)氣量會下降將近26%。海拔越高，空氣越稀薄，大氣壓越低，壓縮比增高；海拔越高，冷卻效果越差（風(fēng)冷），可能導(dǎo)致電機(jī)溫升過高；海拔越高，在相同轉(zhuǎn)速下，壓縮機(jī)的容積流量越小。

三、對制氮機(jī)——吸附塔壓力降低

分子篩的吸附容量與絕對壓力密切相關(guān)。工作絕對壓力的降低會導(dǎo)致：

• 氮?dú)猱a(chǎn)量下降： 單位體積分子篩在低壓下能吸附的氧氣量減少，導(dǎo)致單次循環(huán)產(chǎn)氮量減少。
• 氮?dú)饧兌瓤赡苁苡绊懀?/strong> 為了維持純度，可能需要調(diào)整吸附時(shí)間等工藝參數(shù)，這可能會進(jìn)一步影響產(chǎn)量。有時(shí)需要增加分子篩的填充量。

因此PSA制氮機(jī)的設(shè)計(jì)必須考慮目標(biāo)海拔下的絕對工作壓力，可能需要增大吸附塔尺寸以容納更多分子篩。同時(shí)相比較平原地區(qū)來說，需要選用更高性能的分子篩，另外需要略微提高空壓機(jī)的出口表壓來補(bǔ)償絕對壓力損失，但是這會增加能耗而且效果有限。

綜上，海拔對制氮機(jī)選型的影響是多維度的。不僅要重視空壓機(jī)的降效現(xiàn)象，還需對制氮主機(jī)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、氣體純度控制及散熱系統(tǒng)做全方位的適配和優(yōu)化。浙江盛爾氣體建議在高原地區(qū)項(xiàng)目中，用戶務(wù)必提前標(biāo)注項(xiàng)目安裝海拔，這便于我們工程師在設(shè)計(jì)時(shí)就講這一部分考慮在內(nèi)，提前規(guī)避。我們會積極與業(yè)主溝通好高原適配參數(shù)，以確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定的運(yùn)行。

通過科學(xué)選型與合理設(shè)計(jì)，即使在高原地區(qū)，也可以確保制氮系統(tǒng)高效、穩(wěn)定運(yùn)行，為工業(yè)生產(chǎn)提供持續(xù)可靠的氮?dú)獗Ｕ稀?/p>