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压缩空气中水分的产生及除水措施

    【压缩机网】压缩空气中的水分主要来源于空压机工作时从进气口吸入的大气中所含的水分,单位时间内进入压缩空气系统的水分与空压机的排量,进气环境温度有关。压缩空气管路中冷凝水的多少,与压缩空气压力和管道中压缩空气的温度有关。随着压力的升高,温度降低,饱和湿空气中含水量减少,析出的冷凝水增加。
 
  故障现象
 
  我公司目前有一台上海某企业双螺杆空气压缩机,产气量20m3/min,最高排气压力可达1.2MPa。夏季高温高湿,在机组停止运行期间,曾发生油水分离器储罐下方积水现象,造成机组在正常工作状态下,排气压力达不到设定值,产气量降低。当我们停机检修时,发现油分离器罐下方有积水,从排油管道中放出水。起初我们怀疑是冷却器泄露,经过我们对冷却器进行排查,冷却器管道中没有水分,冷却水中没有润滑油。
 
  这次油分离器储罐积水现象,造成公司供气露点不达标,给公司其他单位带来很大的损失,这提醒我们必须在压缩空气生产中重视含水问题。对于压缩空气中水分的来源,我们需要了解,针对其危害必须采取有效的措施。
 
压缩空气中水分的产生及除水措施

压缩空气中水分的产生及除水措施

压缩空气中水分的产生及除水措施
 
  压缩空气水分来源
 
  作为一线工作的压缩空气应用工程师和设备维护服务人员,我们必须掌握一定压缩状态下湿空气中水分的定量分析计算方法,具体工况下含水量应用数据,空气后处理设备的设计选型原则和使用注意事项。
 
  1. 空压机进气状态的空气含湿量和典型数据
 
  湿空气是干空气和水蒸气的混合物,空压机工作时,将完全吸入大气压力状态下湿空气的水蒸气。含湿量是指每千克干空气所含水蒸气的质量,有相应的计算公式(1)。
 
  2. 单位时间进入压缩空气系统的水量与空压机排量。进气环境温度、湿空气的相对湿度有关。空压机连续工作1小时从大气中吸入空气系统的水分,也有相应的计算公式(2)。
 
  3. 不同温度,不同压力下压缩空气饱和含湿量计算,取不同的湿空气压力、温度和压力对应的压缩空气的含湿量。
 
  三张表格的分析如下:分析表1、表3在-20℃时数据.0.1013MPa压力下,空气中饱和含湿量为0.77g.kg-1;0.7MPa压力下,空气中饱和含湿量为0.0963g.kg-1,两者差值为空气被压缩后析出冷凝水量。
 
  分析表3数据可知,同一压力下压缩空气在不同温度下的饱和含水量,随温度降低而下降。因此,从空气压缩机出口到用气点,如果发生降温,会析出部分冷凝水,析出水量为温差所对应的饱和含湿量差值。
 
  分析表2数据,可见该设备压缩空气系统空压机连续工作1小时,将带入系统的水量的绝对数值随进气温度升高而增加。对于高温高湿的工况,显然应该引起高度重视,其危害大,要特别注意。
 
  压缩空气形成及工作原理
 
  通过空气滤清器从大气中吸入湿空气,经过压缩后热空气进入油水分离器储罐里面初步冷却,随后湿空气进入后冷却器里面,在这里压缩空气温度将会得到大大的降低,冷凝水也需要从这里通过自动排水进行排放。降温后压缩空气就进入下一级的冷冻干燥机,进一步得到除水、过滤,然后进入到吸附干燥机将压缩空气的水分得到彻底的排放,以达到工艺要求的露点温度。
 
  该空压机和另一家外资空压机两个品牌机组不同之处在于降水措施不一样,应用效果也不一样。
 
  这家外资品牌在湿空气经过后冷却器冷却后,具有冷却效果的湿压缩空气,促使冷凝水形成,降低压缩空气中的水分,冷凝水通过自动排水定时排放。此设计结构使得压缩空气含湿量80%以上可以通过这种设计结构排放。
 
  而这家上海品牌后冷却之后,没有设计定时排放装置,大部分压缩空气的湿度,需要通过后级设备冷冻式干燥机和吸附式干燥机来处理。这也是造成此次油水分离器储罐下部积水的主要原因。
 
  自动排水装置可以设定排水间隔和排水时间,在高温高湿季节除水效果特别明显。在不同用户那里,排水时间(设定范围0.5~10S)和间隔时间(设定范围0.5~10min)不同。这样设置短点,是因为压缩空气中水分在压缩空气离开空压机之前已经排放过。而我公司另外两台阿特拉斯·科普柯双螺杆空压机,则采用,在压缩空气经过后冷却器冷却后,再加装一个小型油水分离过滤器,将压缩空气中的水分和油污,进一步进行处理排放。所选用的装置,也是一种可以定时排放的,间隔时间也是可以设定的。并且设计有一套手动排污的功能,可以通过人为定期大气量排放系统中的水分和油污,效果很好。
 
  结论
 
  不同温度、不同压力下的湿空气含水量典型数据,可以来定量分析计算具体系统中冷凝水量,为有针对的排水措施提供参考。
 
  除水措施和设备的选择主要考虑环境温度和相对湿度;在高温高湿环境下,主要要关注冷凝水的排放,这是国产设备和进口品牌设备之间的差异。空气在压缩过程中,随着温度的降低,会自然析出来,如果不能进行及时有效的排放,将会使压缩空气中水分含量大大超标。而后面两级的冷冻式干燥机和吸附式干燥机属于工艺流程必须选择,如果在前级将压缩空气的湿度,通过有效手段得到排放,对后级两级设备可以起到很好的保护作用。
 

来源:本站原创

标签: 中水措施  

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