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“珠海粵鋼”）30000Nm3/h VPSA制氧裝置能效提升改造項目圓滿收官。該項目通過系統性技術優化，成功解決原裝置性能持續下降的問題，改造后機組性能全面超越設計指標，純氧電耗顯著降低，為用戶帶來顯著經濟效益。項目投產后，珠海粵鋼特向北大先鋒表示感謝，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

珠海粵鋼2018年投建的4套7500Nm3/h（80%純度）VPSA制氧裝置，運行不足5年開始出現吸附塔氣囊頻繁損壞、氧氣產量下降超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，珠海粵鋼經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。項目執行中，北大先鋒技術專家深入現場調研，為用戶定制分階段改造方案，在2個月內即完成項目改造，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試設備，通過實時數據監控確保性能達標，最終于2025年6月實現VPSA制氧站全系統升級，為高爐富氧提供穩定的氧氣供應，滿足用戶生產需要。

圖2：珠海粵鋼廠區

二、技術攻堅：精準剖析終得系統性解決方案

北大先鋒技術團隊通過深度分析原制氧裝置運行數據與工藝設計，發現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定，這是裝置實現超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，舊裝置中的吸附劑出現不同程度的粉化，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的產氧量，制氧裝置改造后實際產量提升超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，舊裝置的閥門出現選型錯誤、材質缺陷、部件磨損變形等問題。依據變壓吸附制氧工況，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，智能控制系統設計不合理影響性能調優。開發精簡高效、功能完善且適用性強的PLC控制程序，是確保VPSA制氧裝置實現安全穩定、長期可靠運行的重要技術保障。北大先鋒依據裝置參數開發優化程控邏輯，可快速實現裝置自適應調節與能效最優化，確保制氧裝置始終處于低能耗的穩定運行水平。

三、項目啟示：技術實力鑄就核心競爭力

珠海粵鋼4套制氧機組的成功投產，不僅解決了高爐用氧問題，更成為北大先鋒在鋼鐵行業打造的又一標桿項目。作為變壓吸附制氧技術的領軍企業，北大先鋒深知工藝細節對裝置性能的決定性作用：吸附塔結構的優化設計、分子篩填裝的精準控制、閥門選型的工況適配性——這些關鍵技術細節直接影響裝置的能效與使用壽命。

依托北京大學的科研優勢，公司持續深化基礎研究，充分發揮“設計-制造-運維”全鏈條技術整合能力，并與鋼鐵、化工行業龍頭企業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典范，推動變壓吸附行業高質量發展。