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          壓縮空氣干燥器選擇與應(yīng)用分析

            【壓縮機網(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,同時在凈化設(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,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的需求,以及不同的壓縮機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+干燥器隨便選型≠用戶真正需求。在滿足壓縮空氣壓力露點要求的基礎(chǔ)上,盡量能用冷卻器就不用冷干機,能用冷干機就不選吸干機。對于吸干機再生能源來說: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準工況差異的影響。我們在設(shè)計、制造、測試及選型使用壓縮空氣干燥器時,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》作為標準。

            在標準中,規(guī)定了干燥器的使用工況,通常我們應(yīng)用的是工況A2及滿負荷,因此干燥器選型(參考樣本時)應(yīng)該與用戶溝通好使用工況是否符合標準。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:

            (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(如果是水冷機器還要關(guān)注冷卻水溫度)和進氣壓力。如果使用工況超標,不僅會影響到壓縮空氣的壓力露點,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)會產(chǎn)生非常大的影響,并且有可能停機或損壞機器。見圖3。

            壓縮空氣進氣溫度對干燥器的影響見圖4。

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            (2)露點溫度要保證,進氣溫度和環(huán)境溫度必須在干燥機設(shè)計安全參數(shù)內(nèi)(0.7MPa),環(huán)境溫度<50℃;進氣溫度<60℃。干燥器的設(shè)計工況——壓縮空氣進氣溫度按最高38℃來設(shè)計/制造/驗收。從圖4和圖3(左)可以知道,進氣溫度越低,對干燥器越有利;反之,則越不利。當進氣溫度≥38℃溫度時,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)干燥器進氣溫度高于標準工況時,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。假設(shè)在干燥器標準工況38℃,此時如果進氣溫度每升高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,保證干燥器進氣溫度盡量低于標準工況的進氣溫度,才能安全和節(jié)能。

            壓縮空氣進氣壓力對干燥器的影響:

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            (4)露點濕度要保證,進氣濕度和環(huán)境溫度必須在干燥機設(shè)計安全參數(shù)內(nèi)。干燥器的設(shè)計工況——壓縮空氣壓力按0.7MPa來設(shè)計/制造/驗收,所以當壓縮空氣進氣壓力≠0.7MPa,會對干燥器產(chǎn)生很大的影響。從圖7和圖3(右)可以知道,進氣壓力越高,對干燥器越有利;越低,則越不利。

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

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            (5)干燥器進氣壓力低于標準工況時,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。假設(shè)在干燥器標準工況7bar(g)情況下,如果進氣壓力降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,保證干燥器進氣壓力不要過低,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)計工況—干燥器環(huán)境溫度按最高38℃來設(shè)計/制造/驗收。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。

            當環(huán)境溫度≥38℃溫度時,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)來選擇干燥器型號了。見圖10。

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

            同時,冷干機能耗也隨環(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,特別是大型冷干機的時候,建議使用水冷型冷干機而不是風(fēng)冷型,就是為了避免環(huán)境溫度高影響了壓縮空氣露點、冷干機的正常運行及冷干機的能耗。

            當然,水冷型冷干機的冷卻水的溫度也有一定要求,當冷卻水溫度超出設(shè)計溫度,也需要修正系數(shù)來選型。見圖12

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

            壓縮空氣干燥器選型修正計算方法:

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

            處理量(m3/min)=標準處理量(m3/min)/(sf進氣溫度×sf環(huán)境溫度或sf進水溫度×sf進氣壓力)

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

            處理量(m3/min)=標準處理量(m3/min)/(sf進氣溫度×sf進氣壓力)

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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,應(yīng)將冷卻熱風(fēng)強排到室外,以降低環(huán)境溫度。這對于機房內(nèi)空壓系統(tǒng)設(shè)備如空壓機、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,不要增加空壓機站房的溫度和濕度。

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

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

            5.空壓機站房設(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,儲氣罐應(yīng)設(shè)置在干燥器的上游。

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

            8.選用風(fēng)冷型冷干機時,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。

            9.對于水冷型冷干機,宜將進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,高級工程師,1990開始從事空壓機行業(yè)工作;有在國企、合資及外企工作經(jīng)歷,其中22年在AC集團工作。先后從事過空壓機及后處理設(shè)備的產(chǎn)品設(shè)計、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。

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

            全國壓縮機標準化技術(shù)委員會委員


          標簽: 干燥器選擇應(yīng)用  

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