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為什么要測量壓縮空氣的露點?

發布日期:2022-08-18| 瀏覽:

  壓縮空氣的供應是工業應用的必要條件。僅在歐洲,估計所有工業用電的10%是用于生產壓縮空氣。在有火災或爆炸危險的場合(如礦山和石油鉆井平臺),壓縮空氣也可用作安全的備用電源。

  壓縮機中流出的濕熱空氣含有高濃度的水蒸氣,而水蒸氣在寒冷的管道表面凝結會造成工具、設備和機械內部腐蝕或堵塞等風險,因此干燥是這一環節的重要組成部分。

  壓縮空氣系統中濕氣過多會造成很多問題,如:

  -配水管網內形成的冷凝水會腐蝕管道和配件,降低內表面的光滑度,隨著時間的推移導致壓力損失

  -冷凝水會沖走氣動工具內的潤滑劑,并形成鐵銹、水垢和其他污垢污染工具,終導致工具壽命縮短或意外故障

  -來自于壓縮機的油進入氣體管路系統與水混合,形成對許多工業材料有害的酸性乳化糊狀物,這種情況就非常麻煩了

  -醫用氣體或呼吸氣體的高濃度水蒸氣會導致呼吸不舒服,并促進細菌的生長

  -等等其他不良狀況

  因此為了避免冷凝現象,壓縮空氣必須干燥到露點低于氣體管路系統中任何一處冷表面的溫度。

  干燥是壓縮空氣系統的關鍵部分,常用的除濕方法有:

  后冷器(通常與另一種形式的干燥機組合)

  后冷器是一種經濟的解決方案,從離開壓縮機的熱空氣中去除大量水分。該設備由一個空氣或水冷卻的熱交換器組成。

  當壓縮空氣的溫度冷卻到其露點溫度以下時,水分凝結成液態水,然后從壓縮空氣流中分離出來,并從系統中排出。后冷器通常與其他類型的干燥機結合使用。

  冷凍式干燥劑(簡稱冷干機)

  冷干機的工作原理與后冷器相同,但它有一個制冷系統進一步冷卻空氣。

  進入干燥機的熱空氣利用已干燥要排出的冷空氣通過氣-氣熱交換器預冷。同時,進入干燥機的熱空氣也使要排出的冷空氣變熱,以防止在管道上出現冷凝

  進入干燥機的空氣緊接著經過制冷線圈的冷段,水蒸氣在那里凝結并被排出

  熱交換器的溫度需要嚴格控制在0°C以上,以防止冷卻線圈表面結冰,降低干燥器的性能

  根據操作模式,冷干機在系統壓力的露點規范為+2或3°C,這相當于常壓下的-25°C露點

  傳統冷干機一般裝一個溫度傳感器,這個傳感器測量的溫度通常被認為就是壓縮空氣的露點。一般情況下,有兩種主要原因導致溫度不能指示出真實露點:

  在高流速情況下,通過系統的所有空氣未冷卻到熱交換器溫度,導致測量的溫度值與真實露點值不符

  系統故障或堵塞導致排水不干凈,在壓縮空氣輸出過程中出現細霧。即使排水系統過載,穩定的冷凝水仍然會有排出,這意味著故障可能會被忽略

  吸附式干燥機

  有效的干燥機是采用兩個裝有吸附劑的干燥柱。一個干燥柱用來去除空氣中的水分并持續提供干燥的壓縮空氣,其中一小部分干燥空氣用于再生第二個干燥柱,兩個干燥柱交替循環工作。這種干燥機分為兩種類型:加熱再生式和無熱再生式。

  無熱再生式干燥機通常采用氧化鋁或分子篩干燥劑作為干燥介質,一般能使壓縮空氣干燥到-50°C和-90°C露點。

  熱再生式干燥機有一個類似于無熱再生式的結構,熱空氣可傳送大量水蒸氣,水蒸氣在再生塔中快速被吸收,再生所需的干燥空氣量非常小,從而提高干燥效率。

  傳統的無熱再生干燥機采用計時器來確定干燥器和再生塔之間的切換。切換時間可以從幾分鐘到幾小時不等,并基于再生飽和柱所需的短時間而確定切換時間。

  然而,干燥塔飽和的速率受各種因素的影響,包括所消耗的空氣量、干燥機輸入壓力、環境溫度和用于壓縮機的空氣溫度。如果干燥機的負荷較低,那么干燥塔在切換時仍有可能繼續干燥空氣,這種情況就比較浪費了。

  而更復雜的露點控制切換(DDS)干燥機采用濕度傳感器來確定活性干燥塔的露點,只有當該塔吸收率達到大時才會切換。對于DDS系統來說,非活性塔的再生也是根據時間,一旦經過預先確定的再生時間,吹掃空氣將完全關閉(與熱再生干燥機的加熱器一樣)。當需求量變低時,活性干燥塔運行時間變長,從而大大節省了吹掃空氣和加熱的成本。


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