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压缩空气系统含水超标的科学解决办法

发布时间:2024-06-19来自: 贝腾科技已读:395次

在现代工业中,压缩空气是仅次于电力的第二大动力能源。压缩空气含冷凝水是一种普遍存在的现象,在管道和用气端形成冷凝水,将严重影响企业的安全生产。因而,压缩空气由空压机产生,必须经过后处理设备处理之后才能使用。然而,市场上90%的空压机系统后处理部分采用“储气罐+过滤器+冷干机”的粗放式集成,100多年前的冷冻式干燥技术,其压缩空气的干燥度远达不到现代工业生产的要求。

 

(一)压缩空气中为什么会产生冷凝水?

 

压缩空气中的水分主要来自大气,水分子是自然界空气所固有的成分之一,无论是地球的任何一个角落,亦或是春夏秋冬季节变换,大气中都含有一定的水分:高温时含量较大,低温时含量较小。空气在压缩的过程中,来自环境中的空气经过压缩机的作用被压缩至原体积的1/8(0.7MPa压力下)。空气中的水蒸气,经过压缩或降温,就会形成水雾或液态水析出,从而影响到压缩空气品质。

 

压缩空气中的水通常以液态水和气态水两种形态存在,且相互可以转化,这就导致压缩空气稳定可靠的除水成为世界性的难题,通过下表可以清晰看到压缩空气水含量在空压系统中的变化情况:

 

要准确衡量压缩空气含水量的高低,就需要引入压力露点概念,压力露点指的是在0.7MPa压力下的情况下,压缩空气里的含水量。ISO8573-1:2010和JB/T 5967-2007对压缩空气品质标准规定如下:

 

(二)压缩空气中的水分有哪些危害?

 

在现代自动化生产中,压缩空气的干燥工艺在气源净化流程中起着极为重要的主导作用。压缩空气中水分含量不仅影响管道、阀门、仪表及各种执行机构的正常工作及寿命,而且直接影响了最终产品的内在质量。特别是一些生产工艺环节对水分极其敏感,对压缩空气的含水量有极严格的规定,例如电子产品的制作流程、高级喷涂、生物医药、芯片封装、航空航天、核电设备等高技术领域,冷冻式干燥机的除水效果是远远不能满足其要求的。压缩空气中含水分造成的危害主要表现在:

  1. 侵蚀管道和气动设备,缩短寿命,导致安全隐患

  2. 影响产品质量(与材料、半成品、产品接触)

  3. 与油、尘等混合,容易堵塞管道

  4. 损坏用气设备,造成宕机

  5. 影响设备运行,导致生产效率低

  6. 在寒冷地区,冷凝水结冰会造成管道冻结和冻裂

  7. 滋生微生物细菌

 

(三)压缩空气系统含水超标的解决办法?

 

1. 压缩空气中的液态水如何解决?

通过空压机后部配冷却器、储气罐、气水分离器、冷干机、过滤器等组合拦截分离方法去除。市场上大部分冷干机达不到压缩空气等级最后一级,压力露点普遍在+10℃以上,冷干机的压力露点不达标或者效果衰减严重,一旦压力露点在+15℃或以上,车间用气端就会有冷凝水析出。
 

2. 压缩空气中的气态水如何解决?

通过吸附式干燥机(安装于空压站)、膜式干燥机(安装于在车间用气端、处理量小、能耗大,15%~35%的能耗)去除。吸附式干燥机原理:采用PSA变压吸附原理实现深度干燥效果。吸附式干燥机有两个工作组,由于空气容纳水汽的能力与压力成反比,其干燥后的一部分压缩空气(又称再生气)减压膨胀至大气压,这种压力变化使膨胀空气变得更干燥,然后让它流过需再生工作组的吸附剂,实现吸附剂水分脱附。两个工作组循环工作,以获得连续深度干燥的压缩空气。

 

(四)如何选择压缩空气干燥净化设备?

对压缩空气进行干燥净化是工业企业节约成本和保障高效安全生产的根本,吸附干燥是目前制备极低露点压缩空气的主要技术,吸附干燥机也因此而发展成压缩空气深度除水的最主要的装备,主要吸附式干燥机种类如下表:

现代制造企业的自动化生产都离不开干燥洁净的压缩空气,例如汽车、电池、食品、药品、电子、精密机械、火电、造纸等,企业应根据生产工艺要求、压力露点及稳定性、安全性、使用寿命、经济性等方面综合考虑选择合适的压缩空气干燥净化设备,以保障安全高效生产。

图:贝腾干燥机汽车行业应用案例

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