[打印] [關(guān)閉] 發(fā)布時(shí)間：[2016-07-23 14:54]

　　空壓機(jī)干燥器應(yīng)用常識(shí)淺析

　　在壓縮空氣系統(tǒng)中，由產(chǎn)生、處理和儲(chǔ)存壓縮空氣的設(shè)備所組成的系統(tǒng)，稱(chēng)為氣源系統(tǒng)。壓縮空氣主要通過(guò)空氣壓縮機(jī)將空氣壓縮后取得，在氣源系統(tǒng)中從空氣壓縮機(jī)直接排出的空氣中含有很多雜質(zhì)，其中主要由水、油及顆粒雜質(zhì)所構(gòu)成，如果不對(duì)其進(jìn)行處理而直接使用，空氣中的雜質(zhì)會(huì)對(duì)系統(tǒng)中的元件造成很大的危害，使設(shè)備的維護(hù)成本上升，使用壽命縮短，嚴(yán)重時(shí)污染產(chǎn)品造成產(chǎn)品報(bào)廢。同時(shí)，壓縮空氣中含有相對(duì)濕度的水分，隨著其在管道的冷卻，其水分將析出，在壓縮空氣系統(tǒng)中，如果有水分，將會(huì)給使用者帶來(lái)許多的弊端：

　　首先要增加運(yùn)行和維修成本，即對(duì)儀表、電磁閥、氣缸等元件的維修費(fèi)用會(huì)上升;設(shè)備的工作效率低，并有可能造成生產(chǎn)中斷;整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)的設(shè)備投資成本增加，需要在系統(tǒng)中增加冷凝、分離、排污等設(shè)備;工藝質(zhì)量特別是對(duì)于噴漆、噴砂、氣動(dòng)控制系統(tǒng)、食品、制藥等行業(yè)，因壓縮空氣含水分高將直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量。所以對(duì)氣源進(jìn)行處理是絕對(duì)必要的。

　　空氣的凈化處理設(shè)備主要由后部冷卻器、精密過(guò)濾器(含氣水分離器)、干燥機(jī)(吸附式或冷凍式)、自動(dòng)排水排污閥等根據(jù)不同的工藝要求組成一個(gè)完整的系統(tǒng)。

　　工業(yè)生產(chǎn)中，壓縮空氣的干燥程度通常是用露點(diǎn)溫度來(lái)表示的，露點(diǎn)是指水蒸汽通過(guò)冷卻開(kāi)始凝結(jié)，由蒸氣變成液體時(shí)的溫度。在溫度20℃，相對(duì)溫度65%時(shí)的空氣狀態(tài)叫空氣的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，空氣密度是1.2kg/m3(空壓機(jī)排氣量、干燥機(jī)、過(guò)濾器等后處理設(shè)備的處理量都是以空氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量來(lái)標(biāo)注，單位記作Nm3/min。

　　按GB/T13277-91《一般用壓縮空氣質(zhì)量等級(jí)》(等效采用ISO8573第II部分)規(guī)定，壓縮空氣含水等級(jí)共分6級(jí)，其中1～3級(jí)壓力露點(diǎn)均在-20℃以下，必須使用吸附干燥器才能達(dá)到。其典型的應(yīng)用領(lǐng)域有：攝影膠片、微電子芯片(1級(jí)，-70℃)、精密?chē)娡?2級(jí)，-40℃)，粉狀產(chǎn)品輸送(3級(jí)，-20℃)等。

　　有些場(chǎng)合雖然對(duì)壓縮空氣的露點(diǎn)要求并不十分嚴(yán)格，但輸氣管道要通過(guò)0℃以下環(huán)境且外部不覆保溫材料時(shí)，為了防止所輸送的壓縮空氣中殘余水分在管道內(nèi)凍結(jié)，就必須使其壓力露點(diǎn)低于環(huán)境所能達(dá)到的最低溫度，此時(shí)也應(yīng)當(dāng)適用吸附干燥器對(duì)壓縮空氣進(jìn)行除水處理。經(jīng)吸附干燥器處理的空氣露點(diǎn)可涵蓋冷凍干燥器的處理效果，所以原則上一切使用冷凍干燥器的場(chǎng)合都可以用干燥器作代替，但反過(guò)來(lái)是不行的。由于冷凍干燥機(jī)的能耗比吸附干燥器低得多，因此用吸附干燥器替代冷凍干燥機(jī)在經(jīng)濟(jì)上肯定是不合算的。

　　再生吸附式干燥器(Regenerative desiccant dryers)通過(guò)壓力變化(變壓吸附原理)來(lái)達(dá)到干燥效果。由于氣體容納水汽的能力與壓力成反比，其干燥后的一部分氣體(稱(chēng)為再生氣)減壓膨脹至大氣壓，這種壓力變化使膨脹氣體變得更干燥，然后讓它流過(guò)需再生的干燥劑層(采用顆?；钚蕴嘉?(即已吸收足夠水汽的干燥塔)，干燥的再生氣吸出干燥劑里的水分，將其帶出干燥器來(lái)達(dá)到脫濕的目的。兩塔循環(huán)工作，無(wú)需熱源，連續(xù)向用戶(hù)用氣系統(tǒng)提供干燥氣。為化工、輕工、電訊、石油、紡織等行業(yè)的氣動(dòng)控制、氣動(dòng)儀表、氣動(dòng)元件以及各工業(yè)流程中的工業(yè)用氣提供干燥的壓縮空氣氣源，具有體積小，工藝流程簡(jiǎn)單，投資省，使用維修方便，自動(dòng)控制，節(jié)約能源等特點(diǎn)。

　　成品氣露點(diǎn)和再生能耗是選擇吸附干燥器時(shí)必須考慮的兩大因素。一般來(lái)說(shuō)，兩者不能兼顧，即要獲得低露點(diǎn)的壓縮空氣，就必定要付出較多的能耗代價(jià)。

　　按吸附理論，吸附干燥器的基本形式只有無(wú)熱再生和有熱再生兩種。無(wú)熱再生干燥器由于以變壓吸附為基礎(chǔ)，采用了短周期循環(huán)工作制，經(jīng)它處理的壓縮空氣露點(diǎn)無(wú)論在深度或穩(wěn)定性方面都比有熱再生干燥器好，且再生能耗已十分接近理論底線(xiàn)，所以自從無(wú)熱再生吸附干燥器出現(xiàn)后，油熱再生干燥器就有退出應(yīng)用領(lǐng)域的趨向。

　　上世紀(jì)90年代中期出現(xiàn)在我國(guó)的“微熱”再生干燥器是比較“另類(lèi)”的，其初衷顯然是為了進(jìn)一步降低再生耗能。但這一創(chuàng)建在許多基本問(wèn)題上目前還停留在泛泛而談中，例如有關(guān)微熱干燥器耗氣量可見(jiàn)的“樣本數(shù)據(jù)”就有3%～11%等多種版本，需在理論上作翔實(shí)論證，以消除可能出現(xiàn)的技術(shù)誤導(dǎo)。用戶(hù)在選型時(shí)沒(méi)有必要去輕信這些誘人的“樣本數(shù)據(jù)”，事實(shí)上任何類(lèi)型的吸附干燥器都要消耗較多的再生能量(無(wú)論是氣耗或熱耗，最終都以電費(fèi)形式體現(xiàn))，必要時(shí)對(duì)選型設(shè)備進(jìn)行“能量衡算”不失是一種謹(jǐn)慎的舉措。

　　活性氧化鋁和分子篩是吸附干燥器常用的吸附劑。這兩種吸附劑對(duì)水蒸汽都具有強(qiáng)大的吸附能力?；钚匝趸X還綜合具備了許多優(yōu)良的物理及化學(xué)性能，因此在極大多數(shù)場(chǎng)合是吸附干燥器的首選。特別在無(wú)熱再生情況下，活性氧化鋁幾乎是獲取壓力露點(diǎn)-40℃左右壓縮空氣的當(dāng)然選擇。但是該吸附劑在低水分環(huán)境下的吸附能力遠(yuǎn)不如分子篩，所以在獲取極干燥壓縮空氣(壓力露點(diǎn)低于-60℃)時(shí)分子篩就大有用武之地。但分子篩的機(jī)械強(qiáng)度及抗水滴性能很不理想，因此經(jīng)常將它與氧化鋁結(jié)合起來(lái)使用以期獲得最佳效果。不分場(chǎng)合全部選用分子篩作吸附干燥劑并非是上佳之策。

　　空氣壓力過(guò)低給干燥器造成的負(fù)面影響體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面，低壓空氣的飽和含水量比高壓時(shí)多，使干燥器工作負(fù)荷增加;另一方面，由于密度降低，壓縮空氣通過(guò)吸附床時(shí)的質(zhì)量流速增大，這等于減少了壓縮空氣與吸附劑之間的接觸時(shí)間，從而導(dǎo)致成品氣露點(diǎn)上升。

　　與所有機(jī)械、動(dòng)力設(shè)備一樣，吸附干燥器的實(shí)際處理量控制在額定處理量的70～80%范圍內(nèi)是比較合理的。尤其對(duì)加熱再生干燥器，一般都不推薦在滿(mǎn)負(fù)荷下連續(xù)使用，因?yàn)橹?lèi)干燥器的吸附劑充填量相對(duì)于額定處理量(即“比充填量”)來(lái)說(shuō)已顯得非常局促，超負(fù)荷使用會(huì)影響成品氣露點(diǎn)。但無(wú)熱再生干燥器，只要壓力降不受影響，可以允許在一定范圍內(nèi)擴(kuò)容使用，因?yàn)闊o(wú)熱再生干燥器的“比充填量”很大(其富裕兩可達(dá)到十幾倍)。“比充填量”的大小決定了吸附干燥器超負(fù)荷運(yùn)行的可能性。

　　吸附干燥器若長(zhǎng)期在低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行是很不經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)檫@將增加能耗成本。凡有可能出現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間“大馬拉小車(chē)”的場(chǎng)合，除了對(duì)干燥器本身實(shí)施可行的節(jié)能措施外，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，采用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上叫小容量的吸附干燥器并聯(lián)使用比單臺(tái)大容量吸附干燥器更適宜于負(fù)荷條度，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性及安全保障程度也更高。

　　吸附干燥器筒體一般都屬于壓力容器，在設(shè)備服役期內(nèi)應(yīng)嚴(yán)格按壓力容器的有關(guān)規(guī)程進(jìn)行管理和使用。

　　傳統(tǒng)上將吸附劑、控制器和閥門(mén)合稱(chēng)為吸附干燥器的三大易損件。

　　作為干燥器的工作主體，吸附劑的大部分時(shí)間里承受著壓力、水汽和熱量的頻繁沖擊，容易遭受機(jī)械性破碎和介質(zhì)污損，使吸附性能劣化。自從活性氧化鋁取代硅膠成為主選吸附劑后，各種性能都大為改善，尤其抗壓強(qiáng)度及抗液態(tài)水浸泡性方面達(dá)到了很高水準(zhǔn)，只要不出現(xiàn)“再生能耗不足”等操作因素，經(jīng)活性氧化鋁處理后，壓縮空氣露點(diǎn)穩(wěn)定達(dá)到-40℃在技術(shù)是能保證的，且工作壽命也可達(dá)2～3年以上。

　　程序控制器是吸附干燥器的指揮中心，隨著電子技術(shù)的發(fā)展及單片機(jī)和PLC技術(shù)的推廣應(yīng)用，在控制精度與可靠性方面均比早期的機(jī)械電氣控制有了長(zhǎng)足進(jìn)步。除了加熱再生干燥器用的功率器件在抗過(guò)載性和抗干擾性方面還需提高外，極大部分在用的程序控制器已經(jīng)不屬于易損部件了。

　　控制閥是吸附干燥器中比較易損的零部件。盡管廠(chǎng)家都將密封性和使用壽命作為閥門(mén)選擇(其空載壽命往往都在幾十萬(wàn)次以上)的主要依據(jù)，但仍免不了在線(xiàn)應(yīng)用時(shí)的過(guò)早損壞。閥片破裂、密封泄露和電磁線(xiàn)圈燒毀是控制閥的常見(jiàn)故障。頻繁切換(無(wú)熱再生)和長(zhǎng)期遭受水分及吸附劑脫落物的混合侵襲(特別是加熱再生)是閥門(mén)損壞的重要原因。由于閥門(mén)故障時(shí)多發(fā)性故障，因此在選型時(shí)應(yīng)將閥門(mén)現(xiàn)場(chǎng)快速維修的可能性考慮進(jìn)去。

　　除了控制閥外，消聲器也是一個(gè)容易出現(xiàn)故障的部件。其主要表現(xiàn)形式是消聲排氣通道堵塞。在吸附干燥器中，消聲器除了用來(lái)降低再生排氣噪聲外，幾乎沒(méi)有其它實(shí)質(zhì)性功能，但一旦消聲器出了故障(特別是“堵塞”故障)，給整機(jī)運(yùn)行帶來(lái)的損傷卻是致命的。所以對(duì)這個(gè)部件進(jìn)行日常維修不能忽視。

　　吸附干燥器最常見(jiàn)的故障可分為器質(zhì)性、負(fù)載性和再生性三類(lèi)。

　　器質(zhì)性故障是由于干燥器上某一零部件損壞所引起的，如閥門(mén)損壞、消聲器故障和控制器失靈等。工作壽命終了和遭外力破壞時(shí)發(fā)生器質(zhì)性故障的主要原因。這類(lèi)故障往往是在無(wú)先兆或先兆不明的情況突然發(fā)生，但較容易判斷，也較容易處理。

　　負(fù)載性故障的主要原因是設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行，其主要表現(xiàn)為出口排氣露點(diǎn)升高。壓縮空氣處理量增大、進(jìn)其溫度升高或進(jìn)氣壓力降低等是造成吸附干燥器超負(fù)荷工作的常見(jiàn)原因。多數(shù)情況下，負(fù)載性故障不打容易被覺(jué)察，但后果也不會(huì)太嚴(yán)重，且較容易處理。

　　再生性故障是由“再生能耗不足”引起的。其顯性表征有：再生尾氣排放溫度過(guò)低、尾氣帶水，消聲器或排氣閥外表結(jié)露、再生塔的外表溫度低于環(huán)境溫度或出現(xiàn)“外壁結(jié)露”等;而隱性弊癥則是“塔內(nèi)結(jié)露”即由于能量載體(干燥氣)供給不足，解吸出來(lái)的水汽不能在規(guī)定時(shí)間里全部排出，冷卻時(shí)剩余水汽就會(huì)在吸附床內(nèi)凝聚成液態(tài)水這是極端有害的。實(shí)踐表明：吸附干燥器運(yùn)行中所發(fā)生的許多“疑難雜癥”幾乎都與“再生能耗不足”有關(guān)。

　　再生性故障由于隱蔽性強(qiáng)、潛伏時(shí)間長(zhǎng)，而且往往還摻雜有人為因素(如“惜耗”心理)或先發(fā)因素(如選型不當(dāng))，所以處理起來(lái)比較困難。這類(lèi)故障對(duì)吸附干燥器運(yùn)行及整體性能都有較大的危害。增加再生能耗是這類(lèi)故障最直接有效的辦法。

　　世間萬(wàn)物皆有理可循，人類(lèi)的生活方式也是。人類(lèi)尚且如此，機(jī)器當(dāng)然不會(huì)是沒(méi)有原理可循的，要讓我們的機(jī)器能夠盡量的正常運(yùn)行，須及時(shí)了解機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)情況，排除故障隱患，才能確保機(jī)器正常運(yùn)行。

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