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壓縮空氣干燥器選擇與應(yīng)用分析

  【壓縮機(jī)網(wǎng)】“對于壓縮空氣系統(tǒng)中的凈化設(shè)備來說,它們不生產(chǎn)壓縮空氣,只是壓縮空氣的清潔工。凈化設(shè)備的耗能耗氣只是為了追求更潔凈的壓縮空氣”。越來越多的用戶已經(jīng)意識(shí)到了壓縮空氣凈化設(shè)備的重要性及關(guān)心其能耗。壓縮空氣凈化設(shè)備中干燥器的作用是除水,保證用戶需求的壓力露點(diǎn),同時(shí)在凈化設(shè)備中數(shù)干燥器的能耗最大。因此,在壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備中,干燥器非常重要,甚至在某些對壓縮空氣品質(zhì)要求極高的壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備采購時(shí),干燥器的預(yù)算成本占比最高也不足為奇。

  所以,在選擇和使用壓縮空氣干燥器之前,我們就應(yīng)該認(rèn)真考慮這三方面的問題:

  首先,要滿足壓縮空氣品質(zhì):供需雙方應(yīng)該明了用戶正真的需求。就是針對壓縮空氣壓力露點(diǎn)的需求,以及不同的壓縮機(jī)類型來正確地選擇適合的干燥器。見圖1。

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  其次,再好的空壓機(jī)+干燥器隨便選型≠用戶真正需求。在滿足壓縮空氣壓力露點(diǎn)要求的基礎(chǔ)上,盡量能用冷卻器就不用冷干機(jī),能用冷干機(jī)就不選吸干機(jī)。對于吸干機(jī)再生能源來說:能用熱就不用電,能用電就不用氣。如果用戶有富余的凍水、冷卻塔、壓縮熱等等,加以利用可以大大降低干燥器的能耗(50%以上不是沒有可能)。

  最后,要考慮干燥器使用工況與標(biāo)準(zhǔn)工況差異的影響。我們在設(shè)計(jì)、制造、測試及選型使用壓縮空氣干燥器時(shí),都是以JB_T 10526-2017《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》和JB_T 10532-2017《一般用吸附式壓縮空氣干燥器》作為標(biāo)準(zhǔn)。

  在標(biāo)準(zhǔn)中,規(guī)定了干燥器的使用工況,通常我們應(yīng)用的是工況A2及滿負(fù)荷,因此干燥器選型(參考樣本時(shí))應(yīng)該與用戶溝通好使用工況是否符合標(biāo)準(zhǔn)。見圖2。

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  要讓壓縮空氣干燥器能夠正常工作,必須滿足以上工況需求。但是,由于用戶地域和使用環(huán)境千差萬別,我們在選擇和使用壓縮空氣干燥器之前必須要注意以下五點(diǎn):

  (1)壓縮空氣干燥器使用工況主要關(guān)注干燥器的入口溫度、環(huán)境溫度(如果是水冷機(jī)器還要關(guān)注冷卻水溫度)和進(jìn)氣壓力。如果使用工況超標(biāo),不僅會(huì)影響到壓縮空氣的壓力露點(diǎn),而且對干燥器的能耗(在保證客戶壓縮空氣品質(zhì)的條件下)會(huì)產(chǎn)生非常大的影響,并且有可能停機(jī)或損壞機(jī)器。見圖3。

  壓縮空氣進(jìn)氣溫度對干燥器的影響見圖4。

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  (2)露點(diǎn)溫度要保證,進(jìn)氣溫度和環(huán)境溫度必須在干燥機(jī)設(shè)計(jì)安全參數(shù)內(nèi)(0.7MPa),環(huán)境溫度<50℃;進(jìn)氣溫度<60℃。干燥器的設(shè)計(jì)工況——壓縮空氣進(jìn)氣溫度按最高38℃來設(shè)計(jì)/制造/驗(yàn)收。從圖4和圖3(左)可以知道,進(jìn)氣溫度越低,對干燥器越有利;反之,則越不利。當(dāng)進(jìn)氣溫度≥38℃溫度時(shí),干燥器選型就需要按樣本參數(shù)再乘溫度修正系數(shù)來選擇干燥器型號(hào)了,sf綜合溫度=sf環(huán)境溫度×sf環(huán)境溫度≥1,見圖5。

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  (3)干燥器進(jìn)氣溫度高于標(biāo)準(zhǔn)工況時(shí),必須要按修正系數(shù)加大選型,才能保證壓縮空氣的壓力露點(diǎn)。假設(shè)在干燥器標(biāo)準(zhǔn)工況38℃,此時(shí)如果進(jìn)氣溫度每升高5度,干燥器需要多處理25%水,意味著干燥器需要消耗更多的能量。見圖6。

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  因此,我們在配置壓縮空氣系統(tǒng)時(shí),保證干燥器進(jìn)氣溫度盡量低于標(biāo)準(zhǔn)工況的進(jìn)氣溫度,才能安全和節(jié)能。

  壓縮空氣進(jìn)氣壓力對干燥器的影響:

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  (4)露點(diǎn)濕度要保證,進(jìn)氣濕度和環(huán)境溫度必須在干燥機(jī)設(shè)計(jì)安全參數(shù)內(nèi)。干燥器的設(shè)計(jì)工況——壓縮空氣壓力按0.7MPa來設(shè)計(jì)/制造/驗(yàn)收,所以當(dāng)壓縮空氣進(jìn)氣壓力≠0.7MPa,會(huì)對干燥器產(chǎn)生很大的影響。從圖7和圖3(右)可以知道,進(jìn)氣壓力越高,對干燥器越有利;越低,則越不利。

  當(dāng)進(jìn)氣壓力≤0.7MPa時(shí),干燥器選型就需要按樣本參數(shù)再乘壓力修正系數(shù)來選擇干燥器型號(hào)了,sf綜合系數(shù)=sf進(jìn)氣壓力×sf綜合溫度≥1。見圖8。

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  (5)干燥器進(jìn)氣壓力低于標(biāo)準(zhǔn)工況時(shí),必須要按壓力修正系數(shù)加大選型,才能保證壓縮空氣的壓力露點(diǎn)。假設(shè)在干燥器標(biāo)準(zhǔn)工況7bar(g)情況下,如果進(jìn)氣壓力降1bar,干燥器需要多處理13%水,意味著干燥器需要消耗更多的能量。見圖9。

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  因此,我們在配置壓縮空氣系統(tǒng)時(shí),保證干燥器進(jìn)氣壓力不要過低,才能安全和節(jié)能。

  環(huán)境溫度對干燥器的影響:

  干燥器的設(shè)計(jì)工況—干燥器環(huán)境溫度按最高38℃來設(shè)計(jì)/制造/驗(yàn)收。從圖4可以知道,環(huán)境溫度越低,對干燥器越有利;反之,則越不利。

  當(dāng)環(huán)境溫度≥38℃溫度時(shí),干燥器選型就需要按樣本參數(shù)再乘環(huán)境溫度修正系數(shù)來選擇干燥器型號(hào)了。見圖10。

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  環(huán)境溫度對于冷干機(jī)的影響特別大,所以在空壓機(jī)房布置方案中,應(yīng)將空壓系統(tǒng)設(shè)備中的熱風(fēng)強(qiáng)排到室外,以降低冷干機(jī)使用時(shí)的環(huán)境溫度,保證冷干機(jī)能正常運(yùn)行。

  同時(shí),冷干機(jī)能耗也隨環(huán)境溫度升高而升高。見圖11。

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  因此,在一定時(shí)期內(nèi)環(huán)境溫度無法改善的地區(qū),如亞熱帶或熱帶使用冷干機(jī),特別是大型冷干機(jī)的時(shí)候,建議使用水冷型冷干機(jī)而不是風(fēng)冷型,就是為了避免環(huán)境溫度高影響了壓縮空氣露點(diǎn)、冷干機(jī)的正常運(yùn)行及冷干機(jī)的能耗。

  當(dāng)然,水冷型冷干機(jī)的冷卻水的溫度也有一定要求,當(dāng)冷卻水溫度超出設(shè)計(jì)溫度,也需要修正系數(shù)來選型。見圖12

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  而吸干機(jī)對于環(huán)境溫度的依賴并不算大。同時(shí),大部分吸干機(jī)使用在環(huán)境溫度較低的地區(qū),因此,吸干機(jī)的選型對于環(huán)境溫度不需要修正系數(shù)。

  壓縮空氣干燥器選型修正計(jì)算方法:

  在保障客戶用氣質(zhì)量(壓力露點(diǎn),)的情況下,由于實(shí)際工況發(fā)生變化時(shí),選擇冷干機(jī)實(shí)際工況處理量應(yīng)參考產(chǎn)品樣本的標(biāo)準(zhǔn)處理量(標(biāo)準(zhǔn)工況)及修正系數(shù)(見圖13),按以下公式選型:

  處理量(m3/min)=標(biāo)準(zhǔn)處理量(m3/min)/(sf進(jìn)氣溫度×sf環(huán)境溫度或sf進(jìn)水溫度×sf進(jìn)氣壓力)

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  在保障客戶用氣質(zhì)量(壓力露點(diǎn))的情況下,由于實(shí)際工況發(fā)生變化時(shí),選擇吸干機(jī)實(shí)際工況處理量應(yīng)參考制造商產(chǎn)品樣本的標(biāo)準(zhǔn)處理量(標(biāo)準(zhǔn)工況)及修正系數(shù)(見圖14),參考以下公式選型:

  處理量(m3/min)=標(biāo)準(zhǔn)處理量(m3/min)/(sf進(jìn)氣溫度×sf進(jìn)氣壓力)

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  另外,在選擇和使用壓縮空氣干燥器前,我們還需要注意:

  1.對于風(fēng)冷型冷干機(jī),應(yīng)將冷卻熱風(fēng)強(qiáng)排到室外,以降低環(huán)境溫度。這對于機(jī)房內(nèi)空壓系統(tǒng)設(shè)備如空壓機(jī)、干燥器等都有好處,不僅能減少設(shè)備故障,保證壓縮空氣品質(zhì),同時(shí)還可以節(jié)能。

  2.對于選用吸附式干燥器,特別是微熱和鼓風(fēng)加熱再生干燥器的再生尾氣宜排到空壓站外,不要增加空壓機(jī)站房的溫度和濕度。

  3.空壓機(jī)站房宜根據(jù)設(shè)備的總散熱量應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)。

  4.風(fēng)冷型冷干機(jī)的冷卻器排風(fēng)口應(yīng)盡量遠(yuǎn)離空壓機(jī)的吸風(fēng)口,冷干機(jī)設(shè)置在室內(nèi)外宜排風(fēng)的位置。

  5.空壓機(jī)站房設(shè)備用冷卻水的冷卻水塔設(shè)置在溫度低,通風(fēng)良好的位置。

  6.采用除壓縮熱以外的干燥器時(shí),儲(chǔ)氣罐應(yīng)設(shè)置在干燥器的上游。

  7.選用各種類型干燥器時(shí),都應(yīng)該將干燥器進(jìn)氣溫度控制在38℃以內(nèi)。如果進(jìn)氣溫度高于38℃,可以在干燥器前加裝冷卻器。

  8.選用風(fēng)冷型冷干機(jī)時(shí),還應(yīng)把環(huán)境溫度控制在38℃以下,并且對風(fēng)冷冷卻器表面灰塵或雜質(zhì)的定期清理。如果環(huán)境溫度過高,建議使用水冷型冷干機(jī)。

  9.對于水冷型冷干機(jī),宜將進(jìn)口冷卻水溫度控制在32℃以下,并且對水冷卻器內(nèi)水垢或雜質(zhì)的定期清理。

  作者簡介

  梁柳生,高級(jí)工程師,1990開始從事空壓機(jī)行業(yè)工作;有在國企、合資及外企工作經(jīng)歷,其中22年在AC集團(tuán)工作。先后從事過空壓機(jī)及后處理設(shè)備的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品工藝、生產(chǎn)管理、產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤服務(wù)等及全國銷售管理,并有在歐洲學(xué)習(xí)和工作的經(jīng)歷。2017年創(chuàng)辦上善氣體工作室,專業(yè)從事壓縮空氣系統(tǒng)研究,行業(yè)精益生產(chǎn)管理及銷售的培訓(xùn)工作。

  國家標(biāo)準(zhǔn)JBT10526-2005《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》第一起草人。

  全國壓縮機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員


標(biāo)簽: 干燥器選擇應(yīng)用  

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