工业实用效率

核数师关于压缩空气干燥机装置的注释-第一部分

经过近二十年的进行压缩空气系统评论,我的兴趣从未摇摆不定,因为总会有新的东西来学习。一个永无止境的学习机会来源是将空气干燥器集成到压缩空气系统中。

在压缩空气系统中,每一次调整或系统修改都有其后果,因此,在做出更改之前,了解这些更改将如何影响每个设备是很重要的。例如,一些简单的事情——如降低压缩机的压力设定点,或无法维持压缩机的后冷却器——都可能导致系统出现水分污染。为什么?因为这些行动的影响减少了空气干燥机的容量。在本文中,我将介绍一些可以使您的系统更可靠的想法。

系统设计理念

当所有空气都干燥时,系统更可靠。许多植物都有仪表和植物空气集管,但不干燥植物空气,这缩短了连接到植物空气滴工具的寿命,并可能允许湿空气通过无意的交叉流进仪表空气集管。有一个潮湿的空气集头可以导致冬季冻结和泄漏在工厂的空气滴。

其他系统使用一个主标题将湿空气分配给每个单独的生产区域,其中使用点烘干机仅为该单元提供仪器空气。这种方法乘以烘干机的数量,这增加了维护并降低了可靠性。其中一个设施有42点使用的干燥器,只有12个工作。这意味着植物中的大多数仪器都在运行湿空气,从而提高其失效率。

一个更好的方法来设计一个系统是干燥所有的空气在压缩站(s)。此外,如果工厂没有牺牲工厂空气以换取仪表空气,他们可以通过打开或安装工厂和仪表空气集管之间的交叉点来解决低压区域。

无油系统的管道特征

为了防止生锈堵塞冷藏干燥器或预过滤器的干燥剂干燥器,上游管道在“无油”系统应该是不锈钢。许多制造工厂可能会使用铜管,但一些设施的环境——如造纸厂、化工厂和精炼厂——会腐蚀铜和银焊料,所以几乎所有的工厂都禁止使用铜管。在上游管道不是不锈钢的地方,安装一个除雾器尽可能靠近冷冻干燥器的入口或干燥剂干燥器的预过滤器。安装标准的聚合过滤器效率较低,因为它们会产生显著的压降并增加维护。

温度特性

压缩机排气与环境温度之间的差值越大,压缩机和干燥器之间的距离越大,水分越有可能流塞过滤器和干燥器,并饱和干燥剂。如果温差和/或距离非常大,当空气在压缩机和干燥器的排气口之间流动时,水会从压缩空气流中冷凝出来。这些水聚集在管道运行的低点,并在压缩空气的推动下以液体段塞的形式流动。重要的是要知道,凝聚过滤器不是设计来处理凝析液的段塞,而且湿气和油蒸汽通过它们。此外,凝聚过滤器更喜欢水而不是油。这些是过滤器制造商建议在聚合过滤器的上游安装一个微粒过滤器的一些原因。高温差也会导致预过滤器和干燥剂床之间的水分凝结。隔离管道之间的预过滤器和干燥剂床将防止水分从饱和干燥剂。

除雾器可以处理凝结水的段塞,但蒸汽也可以通过它们。它们也可以被大量的、恒定的液体过载。它们的低压降和估计10年的元件寿命是使用除雾器的优点。一个预冷却器,与一个水分分离器或淘洗罐安装在干燥器上游,可以防止冷凝水收集在管道和预过滤器和/或干燥器之间的段塞,或冷凝干燥器的预过滤器和它的干燥剂床。

压缩机的后冷却器不被认为是预冷却器,除非冷却水通过它。预冷器的目的是减少压缩机排气与环境温度之间的温差。预冷器也可以节省能源,当安装在许多类型的加热干燥剂干燥器上游。安装一个接收器,而不是在干燥剂干燥器的上游安装雾消除器,可以捕获冷凝液段塞,但许多干燥剂干燥器安装还需要隔离管道,以防止冷凝发生在接收器和预过滤器,预过滤器和干燥剂床之间。不要仅仅因为你的工厂位于温暖的气候中,就认为这不会发生在你的系统中,因为我们在整个墨西哥湾沿岸都看到过这种情况。

干燥剂干燥器故障问题

在干燥器干燥器中,当干燥器上的阀门发生故障时可能丢失大量压缩空气(除了吹扫空气,剥离空气和冷却空气损失)。在一些具有足够的在线备用压缩机容量的植物中,这些损失可能会被忽视。在其他植物中,他们创造了花费数百万的生产中断。安装每个烘干机的上游和下游的流量计,然后监控它们之间的差异可以定位空气损失。在烘干机的净化线上安装跳闸阀,设置为以指定的低压跳闸,可以防止生产损失。然而,需要跳闸阀或露点监视器警报来通知操作员的问题。一家烘干机制造商在下降压力下自动关闭吹扫排气阀,但这种方法不能防止系统免受吹扫排气阀故障。

在每台干燥机的排气处安装一个止回阀并不是保护系统不受干燥机阀门故障影响的可靠解决方案,因为它会阻止进入上游压缩机容量。例如,一家大型炼油厂在其干燥机下游安装了止回阀,但当两台压缩机下游的干燥机故障时,它将两台压缩机的容量都倾倒到大气中,从而关闭了工厂。那次停电的代价是数百万美元。

上浆烘干机

使用压缩机的额定压力来确定干燥器的大小是一个常见的错误。烘干机额定一定的压力,低于额定压力的操作降低了烘干机的容量,增加了整个烘干机的压差。例如,一个额定125 psi的旋转螺杆压缩机在加载/卸载模式下通常会在115 - 125 psi之间循环,所以最高的平均压力只有120 psi。许多工厂在较低的压力下运行他们的125 psi压缩机,所以一定要验证压缩机的实际平均运行压力,并考虑压缩机和干燥器排放之间的任何压降。

空冷冷藏干燥机的SCFM容量与干燥器的入口压力直接相关,并与入口和环境温度反向相关。它们通常限于110˚F的最大环境温度。我们的经验表明,如果环境温度可能超过105˚F,或者干燥机将安装在脏环境中,应安装水冷型。

当流量下降低于其额定流量的47%以下时,一些非循环冷藏干燥机无法维持其额定压力露点(PDP),因此在购买干燥器之前审查干燥器的Cagi数据表。

拥有大型压缩空气系统的工厂,只需要+40⁰F PDP,应该考虑安装一个冗余式制冷干燥机,因为当制冷压缩机故障时,它们会阻止湿空气流入系统。

干燥剂干燥器的大小取决于其入口压力和温度。标准干燥机的入口温度通常限制在120⁰F,因为超过这个温度,活性氧化铝(最常用的干燥剂)的吸附能力会显著下降。

当位于较低的环境温度下,“无磁性”烘干机可以在外部损失其再生热。因此,您应该隔热和挖掘塔楼,或者在它们周围构建棚屋,并在棚屋中安装辐射加热器。“无丝”一词处于引用中,因为当塔在塔在干燥器循环的再生部分时,干燥器实际上使用擦拭器的热量来再生干燥剂。

干燥剂烘干机的额定容量是其入口容量,几乎总是少于其出口容量。对于某些风格,制造商将求不同。但是,我们指的是实际的现场观察,而不是原始设计的意图。例如,“无丝”干燥剂干燥器具有15至17%的吹扫和减压空气损失。在外部加热和内加热的干燥器干燥器中分别具有7.5和3至4%的吹扫空气损失,它们还具有在吹扫空气端后开始的冷却空气循环。鼓风机清洗干燥剂干燥器具有冷却空气循环,可消耗干燥器容量的5%至7.5%。压缩烘干机可以具有汽提空气循环以及开放的排水损失。现实是,漏斗失败,并且更频繁地,它们被绕过而不是修复,因此在系统的设计中需要考虑这些损失。

施加干燥机后,选择下一个更大的尺寸。这是一个规则,我们没有因各种原因安装精确的尺寸烘干机,而是几乎从未解决过。例如,如果结束使用消耗1000 SCFM,请安装1000 SCFM压缩机和1000 SCFM“无磁性”烘干机只能提供850 SCFM。此应用程序需要安装1200 SCFM压缩机以及1200 SCFM“无磁性”烘干机。但是,由于我们更愿意安装一个更大尺寸的烘干机,我们将选择具有较少吹扫损失的不同型式烘干机。例如,安装1200 SCFM压缩机以及1500 SCFM外部加热干燥机提供1087 SCFM。

上浆烘干机

并行干燥剂干燥包可能导致不平衡的流量和较差的系统PDP。

并联烘干机

平行的干燥剂烘干机包裹可以通过干燥器和较差的系统PDP导致流量不平衡。为了保持穿过干燥器的合理平衡的流动,从包装中取出前滤器和后处理并将它们平行于封装的上游和下游。此外,安装平衡标题或超大预滤器,干燥器和后汞之间的管道。如上所述,安装了烘干机的一些环境将需要安装雾化器或敲除罐并使管道和干燥器入口之间的管道绝缘。

露点尖峰问题

并联多个加热干燥剂干燥器可能导致一个较差的PDP。例如,图1和图2显示了两个加热的干燥剂干燥器在其放电时的PDP图。第一个图是专用于“无油”旋转螺杆压缩机的鼓风机吹扫干燥机的PDP,而(图2)是位于三个离心压缩机下游的热压缩(HOC)干燥机的PDP。两个烘干机运行在固定的8小时NEMA循环,或4小时对每个塔。红线表示PDP。

露点峰值

图1:风机吹扫干燥机专用于无油旋转螺杆压缩机的PDP -点击这里扩大

图1是施加干燥器以匹配压缩机的容量的示例。在这种情况下,压缩机在1538 acfm额定值,干燥器被额定在1500 scfm。当压缩机的容量为1567 scfm时,冬季测量露点。此外,压缩机的后下冷却器需要清洁,因此其放电温度为105˚F。旋转螺杆压缩机用作调整压缩机,但是当HOC干燥器处于其循环的汽提空气部分时,完全装载1.5小时。请注意,尖峰后,PDP下降至-50至-70˚F。

HOC烘干机

图2:PDP的热压缩干燥机-点击这里扩大。

图2:压缩热干燥机的PDP显示PDP峰值为+20⁰F,之后,它下降到-40到-45⁰F之间。HOC烘干机额定功率为10,000 scfm,实际流量为7700 scfm。如果安装一个预热器将入口温度从220⁰F提高到350⁰F,那么PDP可能会降到-50到-70⁰F之间,并且一个峰值不会超过0⁰F。

合并流动的PDP

图3:流量合并后两台干燥机的组合PDP - 单击这里扩大。

图3显示了在流动合并后两种干燥器的组合PDP。该图示出了每个干燥器的PDP峰值,以及鼓风机吹扫干燥器的过载。根据需求,平均PDP在-10和-15⁰F和-15和-20˚F之间变化,这解释了发生的冻结。

同步烘干机

图4:对同步烘干机循环的PDP的影响 - 单击这里扩大。

图4显示了同步干燥循环对PDP的影响。同步干燥器将PDP峰值降低到每4小时1个,并将平均PDP提高到-25到-30⁰F之间。同样,PDP峰值从+20减少到不到0⁰F。在HOC烘干机上安装预热器,提高排气压力,清洗旋转螺杆压缩机的后冷却器,将进一步减少PDP尖峰和平均PDP。

在大型化工厂和炼油厂,压缩机和干燥机分布在整个工厂,这些PDP峰值似乎不会相互混合。然而,在较小的工厂或加热干燥器是平行的,这可能是一个问题。

结论

本文的第二部分将介绍最终用户可以使他们的压缩空气系统更可靠的其他方法。主题将包括在固定周期与需求模式下操作干燥剂干燥器的区别,在冷却空气关闭时操作加热干燥剂干燥器,以及处理将干燥剂干燥器专用于压缩机的意外后果。本文还将提供其他评论,因为如前所述,总是有新的东西需要学习。

欲了解更多信息,请联系Chris Beals,电话:303-771-4839,电子邮件:cbeals@earthlink.net

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