2025年6月，由北京北大先鋒科技股份有限公司(以下簡稱“北大先鋒”)承接的珠海粵裕豐鋼鐵有限公司(以下簡稱“珠?；涗摗?30000Nm3/h VPSA制氧裝置能效提升改造項目圓滿收官。該項目通過系統(tǒng)性技術優(yōu)化，成功解決原裝置性能持續(xù)下降的問題，改造后機組性能全面超越設計指標，純氧電耗顯著降低，為用戶帶來顯著經(jīng)濟效益。項目投產(chǎn)后，珠?；涗撎叵虮贝笙蠕h表示感謝，對技術實力與服務質量給予高度評價。

　　一、項目背景：運行難題催生改造需求

　　珠?；涗?018年投建的4套7500Nm3/h(80%純度)VPSA制氧裝置，運行不足5年開始出現(xiàn)吸附塔氣囊頻繁損壞、氧氣產(chǎn)量下降超30%、電耗上升20%-30%等一系列問題，且故障原因一直未能查明。

　　2025年1月，珠?；涗摻?jīng)多方考察后選擇與北大先鋒合作，率先啟動3號、4號機組改造。項目執(zhí)行中，北大先鋒技術專家深入現(xiàn)場調(diào)研，為用戶定制分階段改造方案，在2個月內(nèi)即完成項目改造，兩套裝置一次性開車成功，性能指標不僅遠超用戶要求，更突破裝置的原設計水平。

　　圖1：北大先鋒技術團隊在項目現(xiàn)場開展培訓指導

　　因兩套機組改造收效顯著，2025年4月，雙方進一步簽訂1號、2號機組改造合同。為加快推進整改建設，北大先鋒技術團隊駐場調(diào)試設備，通過實時數(shù)據(jù)監(jiān)控確保性能達標，最終于2025年6月實現(xiàn)VPSA制氧站全系統(tǒng)升級，為高爐富氧提供穩(wěn)定的氧氣供應，滿足用戶生產(chǎn)需要。

　　圖2：珠?；涗搹S區(qū)

　　二、技術攻堅：精準剖析終得系統(tǒng)性解決方案

　　北大先鋒技術團隊通過深度分析原制氧裝置運行數(shù)據(jù)與工藝設計，發(fā)現(xiàn)核心問題源于多方面的技術缺陷，各影響因素疊加，從而導致產(chǎn)氧指標不斷下降，能耗上升，成本增加。

　　首先，吸附塔結構需要整改，原制氧裝置的徑向吸附塔密封裝置存在設計缺陷，通過整改后解決了吸附塔內(nèi)分子篩的泄漏問題。變壓吸附制氧裝置首要確保吸附劑長效穩(wěn)定，這是裝置實現(xiàn)超10年服務壽命的工藝基礎。

　　其次，吸附劑性能指標影響裝置整體表現(xiàn)，舊裝置中的吸附劑出現(xiàn)不同程度的粉化，磨耗率較高。項目改造方案采用高效鋰基吸附劑PU-8，氮氧分離系數(shù)和強度均顯著高于普通吸附劑，結合獨特的氣流分布技術，可延長吸附劑使用壽命，減少床層阻力，從而提升單位時間內(nèi)的產(chǎn)氧量，制氧裝置改造后實際產(chǎn)量提升超10%，電耗降幅比預期超20%達成。

　　再次，關鍵配套設備影響裝置運行的可靠性，舊裝置的閥門出現(xiàn)選型錯誤、材質缺陷、部件磨損變形等問題。依據(jù)變壓吸附制氧工況，閥門平均每30秒高頻切換1次，須在提升耐用性方面狠下功夫，配套升級。項目整改中，北大先鋒將問題閥門全面改造和更換，配備了適應變壓吸附工況的專用閥門。

　　最后，智能控制系統(tǒng)設計不合理影響性能調(diào)優(yōu)。開發(fā)精簡高效、功能完善且適用性強的PLC控制程序，是確保VPSA制氧裝置實現(xiàn)安全穩(wěn)定、長期可靠運行的重要技術保障。北大先鋒依據(jù)裝置參數(shù)開發(fā)優(yōu)化程控邏輯，可快速實現(xiàn)裝置自適應調(diào)節(jié)與能效最優(yōu)化，確保制氧裝置始終處于低能耗的穩(wěn)定運行水平。

　　三、項目啟示：技術實力鑄就核心競爭力

　　珠?；涗?套制氧機組的成功投產(chǎn)，不僅解決了高爐用氧問題，更成為北大先鋒在鋼鐵行業(yè)打造的又一標桿項目。作為變壓吸附制氧技術的領軍企業(yè)，北大先鋒深知工藝細節(jié)對裝置性能的決定性作用：吸附塔結構的優(yōu)化設計、分子篩填裝的精準控制、閥門選型的工況適配性——這些關鍵技術細節(jié)直接影響裝置的能效與使用壽命。

　　依托北京大學的科研優(yōu)勢，公司持續(xù)深化基礎研究，充分發(fā)揮“設計-制造-運維”全鏈條技術整合能力，并與鋼鐵、化工行業(yè)龍頭企業(yè)合作開展綠色氣體技術攻關，致力于將每個工程項目都打造為行業(yè)典范，推動變壓吸附行業(yè)高質量發(fā)展。

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