我們在進行制氮機選型時，往往會考慮很多因素，諸如制氮機的純度、容量、項目地的空氣質(zhì)量、以及——項目地的海拔高度。海拔不僅會影響空壓機的工作效率，也會對制氮機主機的技術(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)了不少高原制氮機項目。本文將從空壓機、制氮機主機、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。標準大氣壓為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、海拔高度對空壓機排氣量的影響原理

空壓機是制氮系統(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的性能有很大影響，因為大氣壓的變化直接影響排氣量的大小。要注意這一點。我們可以這樣理解：大氣壓實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?，高原地區(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. 實際流量計算公式（修正公式）：

Qh = Q0 × ρh / ρ0

其中：

• Qh = 高海拔的進氣質(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 = 標準空氣密度（1.225 kg/m3）

例如：一臺標稱排氣量為10 Nm3/min的空壓機，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（風冷），可能導致電機溫升過高；海拔越高，在相同轉(zhuǎn)速下，壓縮機的容積流量越小。

三、對制氮機——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致：

• 氮氣產(chǎn)量下降：?單位體積分子篩在低壓下能吸附的氧氣量減少，導致單次循環(huán)產(chǎn)氮量減少。
• 氮氣純度可能受影響：?為了維持純度，可能需要調(diào)整吸附時間等工藝參數(shù)，這可能會進一步影響產(chǎn)量。有時需要增加分子篩的填充量。

因此PSA制氮機的設(shè)計必須考慮目標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的出口表壓來補償絕對壓力損失，但是這會增加能耗而且效果有限。

綜上，海拔對制氮機選型的影響是多維度的。不僅要重視空壓機的降效現(xiàn)象，還需對制氮主機、系統(tǒng)設(shè)計、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)項目中，用戶務(wù)必提前標注項目安裝海拔，這便于我們工程師在設(shè)計時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)定的運行。

通過科學選型與合理設(shè)計，即使在高原地區(qū)，也可以確保制氮系統(tǒng)高效、穩(wěn)定運行，為工業(yè)生產(chǎn)提供持續(xù)可靠的氮氣保障。