高原长大隧道制氧供氧技术

高原隧道供氧技术

青藏高原地区缺氧严重、生态环境脆弱，在长大隧道施工过程中为改善洞内工作环境，确保作业人员身心健康，需在隧道洞口附近设置高原变压吸附制氧站。该制氧供氧系统采用变压吸附法，依靠固体吸附剂对空气各组分吸附能力的差异以及吸附量随压力变化的特性分离空气，产出并收集氧气。制氧机生产的氧气采用灌充氧气钢瓶；隧道氧吧车集中供氧。必要时可直接对隧道掌子面实施弥漫式供氧。

一、制氧供氧设备

制氧机由空气压缩机、过冷器、吸附器、储气罐、仪表、切换阀门等组成。设置两台吸附器，内装气流均流陶瓷球和制氧分子筛，以保证制氧机连续供氧。整个制氧过程的吸附、放压、放空、清洗和均压等步骤采用PLC全自动化控制。

原料空气经过过滤器去除空气中的机械杂质后进入压缩机，原料空气在压缩机中压缩到300kPa后，进入过冷器冷却。经过冷却的压缩空气进入吸附器。

为了保证制氧机连续供氧，本装置设置了两台吸附器，内装气流均流陶瓷球和制氧分子筛。一台吸附器从下部进原料空气，从上部得到氧气产品，产品气流入氧气缓冲罐。另一台吸附器处于再生工况,解吸的氮气排入大气，恢复了分子筛吸附的能力。

两台吸附器交替进行吸附和解吸。每台吸附器每个周期都必须完成吸附、均压、逆向清洗和解吸等工作步骤。

二、制氧供氧系统的工艺流程

隧道制氧供氧系统由空气预处理、空气压缩系统、吸附分离系统、压

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氧系统、隧道弥散供氧装置及隧道氧吧车等部分组成。

工艺流程见下图。

空气经过过滤器净化后进入空气压缩机压缩，冷器冷却后进入变压吸附制氧机，将空气中的氧气和氮气分离，氮气排除到室外，高浓度的氧气直接进入氧气压缩机或进入储气罐。

三、氧气充灌操作系统

制氧机所生产的氧气经过氧气压缩机压缩到10Mpa后输送到灌充台，氧气灌充台的主要任务是将氧气压缩机生产的高压氧气灌充到医用氧气瓶内，分别可以灌充2L、3L、4 L、10L、40L等不同规格的氧气瓶，供隧道施工人员随身携带使用，或充入医用氧气瓶配置给个人使用。

四、隧道氧吧车供氧操作系统

隧道施工人员在施工间隙必须轮换休息，为了迅速恢复施工人员的体力和精力，需要在洞内创造良好的休息场所。制氧机生产的氧气通过输氧机将氧气输送到隧道氧吧车，氧吧车内置12个座位和12个供氧支管，可供多人集中吸氧。氧吧车供氧支管上设置调节阀、流量计以及吸氧管连接

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