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冷干机十问十答--中山市凌宇机械有限公司

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2017-02-13 08:23【

冷干机作为压缩空气后处理设备的压缩空气干燥机械如今被越来越多的人认识并且使用,但是很多企业本身没有配备专业技术人员的情况下在机器运行除了问题的时候会感到手足无措,中山市凌宇机械有限公司特意针对冷干机做了一个详细说明,其中包含了冷干机详细说明以及一些存在的基础问题,帮大家解决在日常生产中遇到的一些简单问题下面我们就来看一下冷干机十问十答


1.常用冷干机分几类?

常用冷干机的冷凝器的冷却方式分有风冷型、水冷型两种;从进气温度高低分有高温进气(80℃以下)和常温进气型(40℃左史);从工作压力分有普通型(0.3—1.0MPa)和中、高压型(1.2MPa 以上)。此外许多特殊规栺的冷干机可以用来处理非空气类介质,如:二氧化碳、氢气、天然气、高炉煤气、氮气等。


2.冷干机有哪些技术参数?

冷干机的技术参数主要有:处理量(Nm3/min),进气温度(℃),工作压力(MPa),压力降(MPa),压缩机功率(Kw),冷却水耗量(t/h)。冷干机的目标性参数——“压力露点”(℃),在国外厂商的产品型录上一般并不作为独立参数标注在“性能规格表”上。究其原因,“压力露点”不与处理压缩空气的很多参数有关。如果标出“压力露点”,也一定附带说明相关条件(诸如进气温度、工作压力、环境温度等)。


3.冷干机的“压力露点”究竟可达多少(℃)?

在不同厂家的产品样本上,冷干机的“压力露点”有多种不同的标注:计有 0℃、1℃、1.6℃、1.7℃、2℃、3℃、2~10℃、10℃等(其中 10℃仅见诸国外产品样本)。这给用户选型带来了不便。因此实亊求是地探知冷干机的“压力露点”究竟能达到多少℃,是很有实际意义的。我们知道,冷干机“压力露点”有三个条件限制,即:


①有蒸发温度冰点底线的限制;


②有蒸发器换热面积不能无限增大的限制;


③有“气水分离器”分离效率达不到 100%的限制。压缩空气在蒸发器里的最终冷却温度比冷媒蒸发温度高 3—5℃是正常的;过分降低蒸发温度又于事无补;由于气水分离器效率的限制,少量凝结水在预冷器的热交换中形成水蒸气也会使压缩空气含水量有所提高。所有这些因素加在一起,要将冷干机的“压力露点”控制在 2℃以下是非常困难的。至于 0℃、1℃、1.6℃、1.7℃等标注,往往是商业宣传成份多于了实际效果,人们不必过分当真。实际上,冷干机的“压力露点”定在 10℃以下对生产厂家讲来已并不是一个低标准要求。


机械部标准 JB/JQ209010-88《压缩空气冷冻式干燥机技术条件》就规定,冷干机的“压力露点”是 10℃(同时给出了相应的条件);而国家推荐标准 GB/T12919-91《船用控制气源冷化装置》对冷干机的大气压露点要求为-17~-25℃,相当二 0.7MPa 下的 2~10℃。国内多数厂家给冷干机“压力露点”给出了一个范围限制(例如 2—10℃),作其下限,即使在最低负荷工况下冷干机内部也不会出现结冰现象;而上限即规定了在额定工况下冷干机应达到的含水量指标。在良好的工作条件下,通过冷干机获得 5℃左史的“压力露点”的压缩空气应是可以做到的。所以这不失为是一种严谨的标注方法。


4.冷干机标 2—10℃的“压力露点”范围是不是大了一点?

有人认为冷干机标注 2—10℃的“压力露点”范围,温度相差“5 倍”是不是大了一些?这种认识是不正确的:


①首先摄氏温度℃之间是没有“倍”的概念的。温度作为物体内部大量分子运动动能平均值的标志,其真正起点值应从分子运动完全停止即“绝对零度”(O K)算起;摄氏温标把冰的融点作为温度的起点,它要比“绝对零度“高出 273.16℃。在热力学中,除了在温度概念有关的计算时可用摄氏温标℃外,在作为状态参数时,应以热力学温标(又称绝对温标,起点是绝对零度)为基础进行计算。2℃=275.16K,10℃=283.16K,返才是两者之间的真正差值。


②从饱和气体的含水量来看,0.7MPa 的压缩空气在 2℃露点时含湿量是 0.82g/m3,在 10℃露点时的含湿量是 1.48g/m3,两者之间不存在“5”倍的差值;③从“压力露点”和常压露点的关系来看,压缩空气在 0.7MPa 时 2℃露点相当于大气压露点-23℃,在 10℃露点相当于大气压露点-16℃,两者之间同样不存在“5 倍”的差值,据上所述,2—10℃的“压力露点”范围,并不象想象中那么大。


5.冷干机负荷高低取决于哪些因素?

冷干机负荷的高低取决于被处理压缩空气的含水量,含水量越多,负荷就越高。因此冷干机的工作负荷除了直接与被处理压缩空气的流量(Nm3/min)有关外,对冷干机负荷最有影响的参数还有:


①进气温度:温度越高,空气含水量就越多,冷干机负荷也越高;


②工作压力:在温度相同条件下,饱和空气压力越低,含水量就越多,冷干机负荷也越高。


此外空压机吸气环境下的相对湿度对压缩空气的饱和含水量也有关系,因此也对冷干机工作负荷产生影响:相对湿度越大,饱和压缩气体中所含水分就越多,冷干机负荷越高。


6.环境温度高低对冷干机运行有哪些影响?

环境温度高对冷冻式干燥机制冷系统的散热十分不利,当环境温度高于正常的冷媒冷凝温度时,迫使冷媒冷凝压力提高,这将使压缩机制冷量下降,最终导致压缩空气的“压力露点”升高。一般讲来,环境温度低一点对冷干机运行是有利的。但在太低的环境温度(例如低于摄氏零度)下,尽管进入冷干机的压缩空气温度不低,压缩空气露点也不会因此而有大的发化。


但凝结水通过自动排水器向外排水时,很可能会在排水口结冰,这是一定要防止的。另外,在停机时,原先聚集在冷干机蒸发器里的凝结水或积存在自动排水器储水杯内的凝结水有可能结冰,存积在冷凝器里的冷却水也会结冰,所有这一切都会引起冷干机相关零部件的损坏。 (更须提醒用户注意的是:环境温度低二 2 时,压缩空气的输气管道本身就相当二一台运转良好的冷干机,此时要注意的是管道本身凝结水的处理问题。所以很多厂家在冷干机使用手册中明确规定:气温低二2℃时,不要使用冷干机。)


7. 除温度外冷干机对环境状况还有哪些要求?

环境温度对冷干机工作的影响是非常大的。除此之外,冷干机对其周围环境还有如下要求:


①通风:特别对风冷型冷干机尤其显得必要;


②粉尘不能太多;


③冷干机使用现场不能有直接的轵射热源;


④空气中不应含腐蚀性气体,特别不能检测到氨气。因为氨气在有水环境中。对金属铜有强烈的腐蚀作用。所以冷干机不应与氨制冷设备安装在一起。


8.进气温度过高时冷干机应采取什么措施?

进气温度是冷干机的一个重要技术参数,所有厂家对冷干机进气温度上限均有明显限制,因为进气温度高,不仅意味着显热的增加,而且压缩空气中所含的水蒸汽含量也增加了。 JB/JQ209010-88 规定冷干机的进气温度不超过 38℃,国外许多著名冷干机生产厂家也有相似的规定。


同理:当空压机排气温度超过 38℃时,必须在空压机下游增设后部冷却器,使压缩空气温度降低到规定值后再进入后处理设备。国产冷干机的现状是,冷干机进气温度的允许值在不断提高,如不带前置冷却器的普通型冷冻式干燥机,从 90 年代初期的 40℃开始提升,目前已出现进气温度为 50℃的普通型冷干机了。姑且不论有没有商业炒作成分,单从技术角度讲,进气温度的提升不仅仅反映是气体“显温”的升高,而更反映在含水量的增加,对冷干机负荷的增加不是简单的线性关系。如果靠增大制冷压缩机的功率来补偿负荷的增大,在成本上是远远不合算的,因为在常温范围内,使用后部冷却器来降低压缩空气温度是最经济有效的做法。高温进气型冷干机就是在不改变制冷系统条件下,将后部冷却集装在冷干机上,效果是非常明显的。


9.冷干机凝结水是怎样生成的?

通常饱和的高温压缩空气进入冷干机后,所含的水蒸气由两条递径凝结成液态水,即:


①直接和冷面接触的水蒸气以预冷器、蒸发器的低温面(如换热铜管外表面、散热翅片、折流档板及容器壳体内表面)为轲体冷凝结霜(如同自然界地表结露过程);


②不和冷面直接接触的水蒸气则以气流本身挟带的固态杂质为“凝结核”冷凝结露(如同自然界云雾、雨形成过程)。凝结水滴的初始粒径取决于“凝结核”的大小。如果进入冷干机的压缩空气中混有固体杂质粒径分布是通常所说的在 0.1-25μ之间,那么凝结水初始粒径至少也在相同数量级上。


而且在跟随压缩空气流动过程中,水滴之间、水滴不冷面之间不断碰撞、集聚,其粒径还会不断增大,并在增大到一定程度后依靠自重和气体发生分离。由于压缩空气携带的固体尘粒在凝结水生成过程起着“凝结核”的作用,这也启发我们有理由认为,冷干机中凝结水生成过程是压缩空气的“自冷”过程。


10.冷干机能不能用排除其他气体中的水蒸气?

冷干机是利用水蒸汽遇冷结露原理来干燥压缩空气的,当然可以用来除去其他气体中的水蒸气。冷干机在作非空气类的除水干燥设备时,应对被处理介质的物理、化学性质有个了解,并采取针对性的技术措施。例如用作氢气除水时,因为氢气是爆炸性气体,就要将防爆措施作首要条件考虑,如采用防爆电器或分体式结构。


如用来 CO2 除水,因为 CO2 的水溶液带微酸性,对冷干机零部件有腐蚀作用,因此凡同气体接触的部分应采用防腐结构或用不锈钢制作。此外要了解被处理其他气体的其他物理性质,如比热、比重、水蒸气分压等,这些参量对冷干机的热负荷有很大影响,必须重新进行热工核算,使冷冻式干燥机工作时不超负荷。


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