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文檔簡介
中德合資德耐爾空氣壓縮機
Sino-Germanyjointventure
DENAIRaircompressor
—成套選型、選型中應(yīng)該注意的問題目錄一、常見壓縮機的簡介二、空氣壓縮機的選型三、干燥機和過濾器的選型四、儲氣罐的選擇五、空壓機房選址及機房設(shè)計六、空氣管路的設(shè)計由產(chǎn)生、處理和儲存壓縮空氣的設(shè)備所組成的系統(tǒng)稱為氣源系統(tǒng)。典型的氣源系統(tǒng)由下列幾部分組成:空氣壓縮機、后部冷卻器、過濾器(包括前置過濾器、油水分離器、管道過濾器、除油過濾器、除臭過濾器、滅菌過濾器等等),穩(wěn)壓儲氣罐,干燥機(冷凍式或吸附式)、自動排水排污器及輸氣管道、管路閥件、儀表等。上述設(shè)備根據(jù)工藝流程的不同需要,組合成完整的氣源系統(tǒng)。
氣源系統(tǒng)要做到最大化運行節(jié)能,首先應(yīng)從空壓機選型、后處理設(shè)備選型、站房位置選擇、管道安裝設(shè)計這幾方面開始著手。
面對市場上各式各樣不同功效的壓縮機,很多用戶對壓縮機的選型上無法有一個確切的認識,有時候是因為對不同壓縮機的功效和性能不能完全了解,而導(dǎo)致無法合理選型,無法選擇可靠、高效、節(jié)能的壓縮機型。
現(xiàn)將常用的幾種壓縮機型常用的空氣壓縮機(螺桿式空氣壓縮機、活塞式空氣壓縮機、離心式壓縮機、滑片式空氣壓縮機以及渦旋式空氣壓縮機)的優(yōu)缺點和其適用范圍做一個簡單的介紹,希望能為大家在選擇壓縮機的時候做一個參考。一、常見壓縮機簡介
螺桿空壓機是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機的一種,在其中兩個帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合,從而將氣體壓縮并排出。
螺桿空氣壓縮機按照數(shù)目分,分為單螺桿和雙螺桿;按壓縮過程中是否有潤滑油參與分為噴油和無油螺桿空壓機,無油壓縮機又分為干式和噴水兩種。
螺桿空壓機總的來說結(jié)構(gòu)簡單,易損件少,排氣溫度低,壓比大,尤其不怕氣體中帶液、帶塵壓縮,噴油螺桿式壓縮機的出現(xiàn),使動力工藝和制冷用的螺桿式壓縮機(包括螺桿式空壓機、螺桿式制冷機等)在國內(nèi)外得到了飛速的發(fā)展。
工作原理:螺桿式空氣壓縮機是利用陰陽螺桿轉(zhuǎn)子的相互嚙合使齒間容積不斷減小、氣體的壓力不斷提高,隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),每對相互嚙合的齒相繼完成吸氣、密閉、壓縮、排氣的工作循環(huán)。1.1螺桿空壓機主要優(yōu)點:1)可靠性高:螺桿空壓機零部件少,易損件少,因而它運轉(zhuǎn)可靠,壽命長;2)動力平衡性好:螺桿空壓機沒有不平衡慣性力,機器可以平穩(wěn)地高速工作,可實現(xiàn)無
基礎(chǔ)運轉(zhuǎn),特別適合用作移動式壓縮機,體積小,重量輕,占地面積少;3)適應(yīng)性強:螺桿空壓機具有強制輸氣的特點,排氣量幾乎不受排氣壓力的影響,運轉(zhuǎn)
平穩(wěn)、振動小,排氣穩(wěn)定,在寬廣的范圍內(nèi)能保持較高的效率;4)多相混輸:螺桿空壓機的轉(zhuǎn)子齒面間實際上留有間隙,因而能耐液體沖擊,可壓送含液氣
體、含粉塵氣體、易聚合氣體等;5)形同排氣量對應(yīng)的主機體積小,節(jié)省占地面積。
1.1螺桿空壓機
雖說螺桿壓縮機具有以上優(yōu)點,但是要保持螺桿壓縮機組工作運行正常,安全可靠,工作壽命長,還須制定詳細的維護計劃。最好執(zhí)行定人操作、定期維護、定期檢查保養(yǎng),使壓縮機保持清潔、無污垢。只有全面掌握維護常識和熟悉故障的解決方法,才能保證壓縮機平穩(wěn)運行。主要缺點:1)運轉(zhuǎn)噪音較大、一般情況下需安裝消聲降噪設(shè)備;2)由于其具有較強的平衡性,能高速運轉(zhuǎn),因此功耗相對稍高;3)長期運轉(zhuǎn)后螺桿間隙會變大,定期修復(fù)或更換費用較大。適用范圍:
螺桿壓縮機具有可靠性高、維護方便、適應(yīng)性強等獨特的優(yōu)點,隨著對其研究的不斷深化和設(shè)計技術(shù)的持續(xù)提高,螺桿壓縮機的性能將會得到進一步的改善,其應(yīng)用領(lǐng)域會越來越廣泛。除傳統(tǒng)的應(yīng)用場合外,螺桿壓縮機在燃料、電池等新領(lǐng)域的應(yīng)用將迅速擴大。同時,由于螺桿式壓縮機工作可靠性的不斷提高,使之在中等制冷量范圍內(nèi)已逐漸替代往復(fù)式壓縮機,并占據(jù)了離心式壓縮機的部分市場。1.1螺桿空壓機1.2活塞式空壓機
活塞式壓縮機是一種最常見的容積式壓縮機,是往復(fù)式空壓機的一種,其壓縮元件是活塞,在氣缸內(nèi)做往復(fù)運動。能夠?qū)⒖諝夂蜌怏w壓縮至高壓,以適合諸如呼吸空氣等用途的設(shè)計。
活塞式壓縮機主要由三大部分組成;運動機構(gòu)(曲軸、軸承、連桿、十字頭、皮帶輪或聯(lián)軸器等)、工作機構(gòu)(氣缸、活塞、氣閥等)與機身。此外還有3個輔助系統(tǒng):即潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
工作原理:
當(dāng)電機帶動空壓機曲軸旋轉(zhuǎn)時,通過連桿,使活塞組件往復(fù)運動。當(dāng)活塞由外止點移向內(nèi)止點時,氣缸內(nèi)壓力逐漸降低,低于進氣閥外的氣體壓力時,進氣閥開啟,氣體進入氣缸內(nèi)完成吸氣過程;當(dāng)活塞由內(nèi)止點向外止點時,進氣閥關(guān)閉,氣缸內(nèi)壓力逐漸增加,增加到超過排氣閥外氣體壓力時,排氣閥開啟,氣體排出氣缸外,完成排氣過程。1.2活塞式空壓機主要優(yōu)點:1)適用壓力范圍廣:依靠容積變化的原理工作,不論其流量大小,都能達到所需的工作壓力;2)設(shè)備價格低、初投資少:對材料要求低,多用普通鋼鐵材料,加工較容易,造價也較低廉;3)單位產(chǎn)氣量耗電量少:因壓縮過程屬封閉過程,所以熱效率較高;4)技術(shù)上較為成熟:生產(chǎn)使用上積累了豐富的經(jīng)驗,操作方便、使用壽命長;4)適應(yīng)性強,排氣量范圍廣,且受排氣壓力變化的影響較小,當(dāng)介質(zhì)重度改變時,其容積排
量和排氣壓力的變化也較小。
由于活塞式機械僅能間斷地進氣、排氣,氣缸容積較小,活塞往復(fù)運動的速度不能太快,因而活塞機械的排氣量和發(fā)出的功率要受到很大的限制。主要缺點:1)慣性力大,轉(zhuǎn)速不能太高,故而機器較笨重,大排量時尤甚。2)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,易損件多,維修工作量大、維護費用相對較高。3)排氣不連續(xù),氣流壓力脈動,易產(chǎn)生氣柱振動。4)運行時振動和噪聲較大,設(shè)備安裝基礎(chǔ)要求高。適用范圍:
活塞式壓縮機屬于一種往復(fù)式壓縮機,壓力等級屬于中壓、高壓、超高壓等級,適合壓力較高場合,流量為中、小流量范圍,主要適用于中、小排量,壓力較高場合。另因能適應(yīng)惡劣的環(huán)境,在野外環(huán)境、礦山、農(nóng)業(yè)及便攜式工程機械等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
其典型用途是:氣體壓縮(CNG、氮氣、惰性氣體、填埋氣體)高壓空氣(水中呼吸器鋼瓶的呼吸用空氣、地震勘察、氣動回路等)PET吹瓶、發(fā)動機起動、工業(yè)。1.2活塞式空壓機
離心式壓縮機是一種動力式壓縮機,在其中有一個或多個旋轉(zhuǎn)葉輪(葉片通常在側(cè)面)使氣體加速,主氣流是徑向的。動力式壓縮機又分為噴射式和透平式壓縮機,離心式壓縮機就屬于透平式壓縮機組。
工作原理:離心式空氣壓縮機是由葉輪帶動氣體做高速旋轉(zhuǎn),使氣體產(chǎn)生離心力,由于氣體在葉輪里的擴壓流動,從而使氣體通過葉輪后的流速和壓力得到提高,連續(xù)地生產(chǎn)出壓縮空氣。離心式空氣壓縮機屬于速度式壓縮機,在用氣負荷穩(wěn)定時離心式空氣壓縮機工作穩(wěn)定、可靠。1.3離心式壓縮機1.3離心式壓縮機主要優(yōu)點:1)流量大、功率大、利于節(jié)能。透平機械流經(jīng)葉輪的介質(zhì),一直是連續(xù)不斷的,氣缸的容積
較大,葉輪能夠高速旋轉(zhuǎn),故透平機械的排氣流量和發(fā)生的功率可大大增加。所以離心壓
縮機排氣均勻,氣流無脈沖。2)結(jié)構(gòu)緊湊、密封效果好,泄露現(xiàn)象少,尺寸小,因而機組占地面積及重量都比同一氣量的
活塞式壓縮機小得多。3)運轉(zhuǎn)平穩(wěn),操作可靠,因此它的運轉(zhuǎn)率高,有平坦的性能曲線,操作范圍較廣,維護費用
及人員少。4)離心式壓縮機的壓縮過程可以做到絕對無油,機內(nèi)不需要潤滑,這對許多行業(yè)的生產(chǎn)是很
重要的。5)易損件少、運轉(zhuǎn)周期長,運動零件少而簡單,且制造精度低,所以其制造費用相對低且可
靠性高。易于實現(xiàn)自動化和大型化主要缺點:1)離心式壓縮機的目前還不適用于氣量太小及壓比過高的場合;2)離心式壓縮機的穩(wěn)定工況區(qū)較窄,其氣量調(diào)節(jié)雖較方便,但經(jīng)濟性較差。氣流速度大,流道內(nèi)的零部件有較大的摩擦損失;3)離心式壓縮機的效率一般仍低于活塞式壓縮機。操作的適應(yīng)性差,氣體的性質(zhì)對操作性能有較大影響。在機組開車、停車、運行中,負荷變化大;4)離心式壓縮機轉(zhuǎn)速較高,有可能產(chǎn)生機械振動,在運行特性方面,會有喘振現(xiàn)象,對機器的危害極大;5)操作相對復(fù)雜,齒輪箱噪聲大,設(shè)備技術(shù)含量高,維護費用較大。適用范圍:近些年,化學(xué)工業(yè)和大型化工廠的陸續(xù)建立,使得離心式壓縮機成為了壓縮和輸送化工生產(chǎn)中各種氣體的關(guān)鍵機器,占有及其重要的地位。在生產(chǎn)丙烯、乙烯、丁二烯、苯等基礎(chǔ)原料的石油化工廠中,離心式壓縮機也占有重要地位,是關(guān)鍵設(shè)備之一。除此之外,其他如石油精煉,制冷等行業(yè)中,離心式壓縮機也是極為關(guān)鍵的設(shè)備。1.3離心式壓縮機
滑片式壓縮機也叫旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機,是回轉(zhuǎn)式變?nèi)輭嚎s機,是通過轉(zhuǎn)動的葉片來實現(xiàn)氣體壓縮,其軸向滑片在同圓柱缸體偏心的轉(zhuǎn)子上作徑向滑動,截留于滑片之間的空氣被壓縮后排出。
工作原理:滑片壓縮機主要由機體(即氣缸)轉(zhuǎn)子即滑片等三部分組成。轉(zhuǎn)子外表面與氣缸內(nèi)表呈圓形,轉(zhuǎn)子偏心的安裝在氣缸內(nèi),使二者相切,在氣缸內(nèi)壁與轉(zhuǎn)子外表面間形成一個月牙形空間。轉(zhuǎn)子上開有若干滑片槽,每個槽中裝有自由滑動的滑片,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時,滑片受離心力的作用從槽中甩出,其端部緊貼在氣缸內(nèi)表面上,把月牙形的空間分割成若干扇形小室,稱之為基元。隨著轉(zhuǎn)子的連續(xù)轉(zhuǎn)動,基元容積從小到大周而復(fù)始在變化。1.4滑片式壓縮機1.4滑片式壓縮機主要優(yōu)點:1)結(jié)構(gòu)簡單、零部件少,加工與裝配容易實現(xiàn),維修方便;2)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低、振動小、啟動沖擊??;3)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕,便于狹窄空間安裝;4)輸氣量大、流量均勻、脈動性小,無需安裝大型儲氣器;主要缺點:1)滑片與轉(zhuǎn)子、氣缸間機械磨擦較嚴(yán)重,磨損和能量損失較大。2)由于磨損較大,因此使用壽命和效率較低。適用范圍:
滑片式壓縮機主要作為空氣壓縮機使用,排氣量一般在0.3~40m3/min,市場占有率較低。滑片壓縮機被廣泛的應(yīng)用于微型轎車和一些排量較小的工具車的制冷空調(diào)裝置中。在化學(xué)工業(yè)和食品工業(yè)中,滑片式可用來輸送或加壓各種氣體,還可作為固體顆粒物料輸送的氣源?;瑱C械還可作為真空泵使用。1.5渦卷式壓縮機
渦旋式壓縮機在過去十年中得到了快速發(fā)展,構(gòu)成了壓縮機技術(shù)發(fā)展的新亮點。渦旋式壓縮機是由一個固定的漸開線旋轉(zhuǎn)盤和一個呈偏心回旋平動的漸開線運動旋轉(zhuǎn)盤組成可壓縮容積的壓縮機。渦旋壓縮機主要運行件渦盤只有齪和沒有磨損,被譽為免維修壓縮機。渦旋壓縮機因運行平穩(wěn)、振動小、工作環(huán)境寧靜,又被譽為“超靜壓縮機”。
工作原理:渦旋壓縮機由靜渦盤和動渦盤、十字滑環(huán)、主軸、機架等主要配件構(gòu)成。由固體渦旋外側(cè)的吸入口吸入空氣。靜盤固定在機架上,動盤由偏心軸驅(qū)動并由防自傳機構(gòu)制約,圍繞靜盤基圓中心,作很小半徑的平面轉(zhuǎn)動。被封閉在壓縮空間的空氣,由旋轉(zhuǎn)運動引起的壓縮室的縮小,面向中心壓縮。壓縮空間在中心部成為最小,被最高限度壓縮的空氣由靜盤中心部件的軸向孔連續(xù)排出。主要優(yōu)點:1)結(jié)構(gòu)新穎、精密、機構(gòu)簡單、體積小、重量輕;2)振動小、噪音低、氣源清潔3)易損件少、壽命長、運行可靠、容積效率較高;4)機器摩擦相對較小,故機械效率較高;5)多個工作腔同時工作,轉(zhuǎn)矩均勻、輸氣連續(xù)平穩(wěn)。主要缺點:1)與大多數(shù)回轉(zhuǎn)式機械一樣,渦旋機械對零部件的精度要求較高,因此,零部件加工成本高;2)變工況性能欠佳,工作腔無法實施外部冷卻,因此熱量難以導(dǎo)出;3)由于工作腔密封與零部件強度條件的限制,排氣壓力較低。適用范圍:廣泛運用于食品、醫(yī)藥、電子、印刷、化工、精密、噴涂及高爾夫球場等領(lǐng)域和其它需要純凈壓縮空氣的場合。1.5渦卷式壓縮機四種常用壓縮機主要性能對照表性能渦旋式壓縮機滑片式壓縮機活塞式壓縮機螺桿式壓縮機效率性沒有吸、排氣閥,旋轉(zhuǎn)渦旋盤上所有接觸線轉(zhuǎn)動半徑小,摩擦速度低,損失小,效率高?;c汽缸壁面之間的泄露、摩擦和磨損較大,限制了它的工作壽命和效率的提高。由于活塞、活塞環(huán)、與汽缸壁面的摩擦及驅(qū)動潤滑油泵的功率等損失,使得壓縮機的機械效率一般在0.75-0.9之間。具有強制輸氣的特點,即輸氣量幾乎不受壓力的影響。在較寬的工作范圍內(nèi),但隨著壓力比的增加,泄露損失也急速增加,因此低溫工況運轉(zhuǎn)時效率顯著降低。平衡性振動轉(zhuǎn)矩變化幅度小,通過慣性力的二次平衡其動力平衡很好,震動小。在任何頻率下,其震動和噪聲都比活塞式壓縮機和滑片式壓縮機的低。在運行時震動大。在運行時震動大。屬于旋轉(zhuǎn)型的壓縮機,它沒有離心式或往復(fù)式的壓縮運動方式?jīng)]有往復(fù)質(zhì)量慣性力,動力平衡性能好,壓縮排氣的壓力震動是非常低的輸氣系數(shù)吸氣、壓縮、排氣連續(xù)單向進行,直接吸氣,吸入氣體有害過熱小,且沒有余隙容積中氣體的膨脹過程,因而輸氣系數(shù)高。沒有吸氣閥片,余隙容積小,輸氣系數(shù)高,而且吸氣過程阻力很小(因吸氣速度小,又無吸氣閥),因而輸氣系數(shù)比同容量的活塞式壓縮機高20%左右。由于余隙容積、吸氣和排氣壓力損失,氣體與汽缸壁之間的熱量交換以及泄露等因素的影響。壓縮機的實際輸氣量總是小于它的理論輸氣量。工況不同時,輸氣系數(shù)不同,大致為0.7~0.92,小輸氣量高壓比時取下限,大輸氣量低壓比時取上限。其輸氣系數(shù)比活塞式及其它類型的回轉(zhuǎn)式壓縮機都高,而且變化平坦。1.6常見壓縮機的性能對比空氣壓縮機在工業(yè)上應(yīng)用極為普遍,常被應(yīng)用于化工、石油、交通運輸、建筑、航海、礦山等領(lǐng)域,產(chǎn)量占壓縮機總產(chǎn)量的90%以上,因其用途廣泛而被稱為“通用機械”。根據(jù)用戶的具體情況和實際工藝要求,選用適合生產(chǎn)需要的空氣壓縮機。既不宜貪大求洋盲目選擇優(yōu)質(zhì)高價的機型而多花費不必要的支出,也不能為了節(jié)省開支而一味選取故障頻發(fā)的劣質(zhì)機型充數(shù),畢竟空氣壓縮機是工業(yè)生產(chǎn)中的重要動力設(shè)備。俗話說的好:“工欲善其事,必先利其器”。同理,能否在建立壓縮空氣系統(tǒng)初期正確地選用空壓機,不僅涉及到購置費用是否合理,而且還影響日后高頻的電費開支、空壓機及配用設(shè)備的壽命、維護成本的高低、供氣壓力是否平穩(wěn)、環(huán)境噪音高低等廣大用戶都非常關(guān)心的問題。二、空氣壓縮機的選型
空壓機各類費用所占比例所謂合理選壓縮機,就是要綜合考慮壓縮機組和壓縮機站的投資與運行費用等綜合性的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo),使之符合經(jīng)濟、安全、適用的原則。決策的基礎(chǔ)是壓縮空氣的用途或使用流程,著眼點是計算空氣需求量、儲備量和將來擴展的余地,而壓力是一決定因素,對能耗有很大影響,不同的壓力范圍用不同的壓縮機有時經(jīng)濟性可能是不同的。1)選型要“以需定型”,必須了解各使用端的要求:根據(jù)客戶的需要,以提高經(jīng)濟性、可靠性及安全性為目標(biāo),找到最佳的選型方式。在選型前必須了解客戶端以下幾方面的情況:a、壓縮空氣的用途及品質(zhì)要求b、用氣場合和條件c、當(dāng)?shù)卮髿鈮?、?dāng)?shù)乜諝庀鄬穸取⒖諝夂瑝m量等d、用氣設(shè)備的數(shù)量、用氣量、壓力2)必須滿足生產(chǎn)工藝所需要的流量和壓力的要求,即要求壓縮機的運行工況點(裝置特性曲線與壓縮機的性能曲線的交點)經(jīng)常保持在高效區(qū)間運行,這樣既省動力又不易損壞機件。2.1空氣壓縮機選型的基本原則
1)一般空壓機產(chǎn)生的壓縮空氣均含有一定量潤滑油,并有一定量的水,有些場合是禁油和禁水的,它對精密儀器、氣動工具、氣動設(shè)備、閥、儀表、管路等造成莫大的傷害,因為水份會造成銹蝕、堵塞儀器、降低成品品質(zhì)、損壞設(shè)備,這時不但對壓縮機選型要注意,必要時要增加附屬裝置。
解決的辦法:一是選用無油潤滑壓縮機。這種壓縮機氣缸中基本上不含油,其活塞環(huán)和填料一般為聚四氟乙烯。但這種機器也有缺點,潤滑不良,故障率高;聚四氟乙烯也是一種有害物質(zhì),食品、制藥行業(yè)不能使用;第二種也是常用的方法,是將空壓機(無論哪種)再加一級或二級凈化裝置或干燥器。這種裝置可使壓縮機空氣既不含油又不含水,使壓縮空氣中的含油水量在5ppm以下,可滿足工藝要求。
2)要考慮用氣場合和條件。如用氣場地狹小(船用、車用),應(yīng)選立式;如用氣場合有長距離的變化(超過500米),則應(yīng)考慮移動式;如果使用場合不能供電,則應(yīng)選擇柴油機驅(qū)動式;如果使用場合沒有自來水,就必須選擇風(fēng)冷式。
在風(fēng)冷、水冷兩種冷卻方式上,用戶常有錯誤的認識,認為水冷好,其實不然。國內(nèi)外小型壓縮機中風(fēng)冷式大約占到90%以上,這是因為在設(shè)計上風(fēng)冷簡便,使用時無需水源。
而水冷式壓縮機的致命缺點有四:必須有完備的上下水系統(tǒng),投資大;水冷式冷卻器壽命短;在北方冬季還容易凍壞氣缸;在正常的運轉(zhuǎn)中會浪費大量的水。2.2根據(jù)壓縮空氣質(zhì)量要求和使用場合選擇冷卻方式比較項目風(fēng)冷水冷冷卻位置1、潤滑油;2、壓縮后的熱空氣;
3、空壓機機頭、電動機、電器系統(tǒng)的產(chǎn)熱;1、潤滑油;2、壓縮后的熱空氣;
3、空壓機機頭、電動機、電器系統(tǒng)的產(chǎn)熱;冷卻效果1、潤滑油冷卻:以換熱溫差為5℃計,受環(huán)境溫度的影響極大,將造成油粘度在冬夏的差別很大。夏季有可能因油溫高而造成油壓低(因粘度低)。
2、壓縮后的熱空氣冷卻:仍以換熱溫差為5℃計,夏季壓縮機后的排氣溫度將大于等于40℃,該溫度的飽和空氣將增大后處理設(shè)備干燥機的負荷。但干燥機冬季的負荷較小。
3、空壓機機頭、電動機、電器系統(tǒng)的冷卻:冷卻風(fēng)量與主后冷風(fēng)量的比值為定值,由于油系統(tǒng)的溫度較高,故機頭溫度較高,所以夏季機箱內(nèi)的整體溫度較高。1、潤滑油冷卻:冷卻水一年四季的溫度較為穩(wěn)定(如果我們加裝水溫控制裝置,可達到四季恒定在某范圍內(nèi)),油溫、油壓也較為穩(wěn)定,可基本不需考慮因油溫高而產(chǎn)生的故障。
2、壓縮后的熱空氣:冷卻水溫穩(wěn)定,冷卻后排出壓縮機的氣溫也較為穩(wěn)定,干燥機的負荷也較為穩(wěn)定。
3、空壓機機頭、電動機、電器系統(tǒng)的冷卻:冷卻方式為風(fēng)冷,與風(fēng)冷機組相當(dāng),但由于油系統(tǒng)溫度較低,故機頭和油泵的產(chǎn)熱較小,夏季機箱內(nèi)的溫度將比風(fēng)冷機型的箱內(nèi)溫度低。能耗主電機功率(200kw)與水冷機組相同,但同等風(fēng)量壓縮效率較低(因排氣溫度較高),機組的冷卻增加風(fēng)扇2臺,主機整體需要的能耗較大。主電機功率(200kw)與風(fēng)冷機組相同,但同等溫度下壓縮效率較高。機組機箱內(nèi)設(shè)備的冷卻由冷卻風(fēng)扇擔(dān)任,整機的能耗較風(fēng)冷小。但需外加冷卻塔,安裝循環(huán)泵,冷卻塔風(fēng)機,總能耗較風(fēng)冷的大。2.2根據(jù)壓縮空氣質(zhì)量要求和使用場合選擇2.2根據(jù)壓縮空氣質(zhì)量要求和使用場合選擇冷卻方式比較項目風(fēng)冷水冷噪音噪音源為主機和冷卻風(fēng)機。為將熱量排出室外,必須為冷卻風(fēng)設(shè)置排風(fēng)道和吸風(fēng)口,雖須安裝消聲百葉窗,即使這樣,其排風(fēng)口對廠界噪聲的影響亦不能忽視(現(xiàn)在無法量化該指標(biāo))。噪音源為主機和冷卻風(fēng)機。由于噪聲均在消音箱內(nèi),我們的廠房能有效隔擋噪音外傳。安裝無基礎(chǔ),只需連接電源,給排風(fēng)安裝排風(fēng)道,連接風(fēng)管道系統(tǒng)即可,安裝簡單,投資低。但排風(fēng)道將占據(jù)儲氣罐和干燥機的位置,這樣空壓機和儲氣罐、干燥機需錯開布置,空間利用率較低。無基礎(chǔ),需連接電源、風(fēng)管道、冷卻水管道、水循環(huán)冷卻系統(tǒng),安裝復(fù)雜,投資高??諌簷C、儲氣罐、干燥機可以按列布置,空間利用率較高。可靠性1、主要的風(fēng)險來自夏季室外氣溫高時,壓縮機能否穩(wěn)定運行(油溫高、機頭溫度高保護性停機)。
2、由于溫度高,設(shè)備電器部分的故障率將較高。
3、由于油溫高,粘性下降,油路系統(tǒng)夏季的故障率將會較高。
4、空壓機設(shè)備質(zhì)量的可靠性也不能忽視。1、主要風(fēng)險來自空壓機設(shè)備質(zhì)量的可靠性。
2、由于冷卻系統(tǒng)采用水冷,若采用開式冷卻塔,部分風(fēng)險來自冷卻水質(zhì)是否容易造成換熱器結(jié)垢(可選用冷卻器適應(yīng)化學(xué)法清洗的機型),另一部分風(fēng)險來自于冷卻塔是否可靠。若采用水冷式閉式冷卻塔,則冷卻塔的可靠性顯得尤為突出。一般使用范圍1、野外移動式空壓機。
2、一般適用于250kw以下的固定式空壓機1、315以上的固定式壓縮機一般均使用水冷??諝鈮嚎s機額定排氣壓力分為低壓(0.7~1.0Mpa)、中壓(1.0~10MPa)、高壓(10~100Mpa)和超高壓(100Mpa以上),可根據(jù)實際需求來選擇,常見的使用壓力一般為0.7~1.25Mpa。工作壓力:最終用戶+末級過濾+管路系統(tǒng)+塵粒過濾+干燥機+壓縮機調(diào)節(jié)幅度壓力越高,耗電越大,須考慮配管尺寸大小及長度所造成的壓力降。有時也會直接在氣動系統(tǒng)中的最高工作壓力基礎(chǔ)上加1-2bar的余量,(該余量是考慮從空壓機安裝地點到實際用氣端管路距離的壓力損失,根據(jù)距離的長短在1-2bar之間適當(dāng)考慮壓力余量)。當(dāng)然,管路通徑的大小和轉(zhuǎn)彎點的多少也是影響壓力損失的因素,管路通徑越大且轉(zhuǎn)彎點越少,則壓力損失越?。环粗?,則壓力損失就越大。如果系統(tǒng)中某些地方的工作壓力要求較低,可以采用減壓閥來供氣
因此,當(dāng)空壓機與各用氣端管路之間距離太遠時,應(yīng)適當(dāng)放大主管路的通徑。如果環(huán)境條件符合空壓機的安裝要求且工況允許的話,可在用氣端就近安裝2.3空壓機壓力的計算選擇空壓機的氣量要和所需的排氣量相匹配,并留有20%的余量。如果用氣量大而空壓機排氣量小,風(fēng)動工具一開動,會造成空壓機排氣壓力的大大降低,而不能驅(qū)動風(fēng)動工具。當(dāng)然盲目追求大排氣量也是錯誤的,因為排氣量越大壓縮機配的電機越大,不但價格高,而且浪費購置資金,使用時也會浪費電力能源。
空氣需用量:將全部工具+使用設(shè)備+相關(guān)流程空氣消耗量+泄露+磨損+未來使用氣+使用系數(shù)1)在選擇空壓機流量時,應(yīng)先了解所有的用氣設(shè)備的流量,把流量的總數(shù)乘以1.2(即放大20%余量);A、如果生產(chǎn)工藝中已給出最小、正常、最大流量、應(yīng)按最大流量考慮。B、如果生產(chǎn)工藝中只給出正常流量,應(yīng)考慮留有一定的余量。C、流量單位應(yīng)統(tǒng)一,目前我國使用的流量單位為:Nm3/min或者Nm3/h。一般情況下,工業(yè)用壓縮機在工藝流程中可以忽略管道系統(tǒng)中的泄漏量,但必須考慮工藝變化時對流量的影響。2)向用氣設(shè)備供應(yīng)商了解用氣設(shè)備的容積流量參數(shù)進行選型;3)空壓機站改造可參考原來參數(shù)值結(jié)合實際用氣情況進行選型;合適的選型,對用戶本身和空壓機設(shè)備都有益處,選型過大浪費,選型過小可能造成空壓機長期處于加載狀態(tài)或用氣不夠或壓力打不上去等弊端。2.4空壓機排氣量的計算根據(jù)所需的靈活程度+控制系統(tǒng)+能量效率1)選用一臺大機還是選用多臺小機?生產(chǎn)中停機事件的費用、電機的利用率、載荷的變化情況、壓縮空氣系統(tǒng)的成本、可供壓縮機使用的占地面積;2)穩(wěn)定性(一直非常重要的問題);3)能耗支出:a管路泄露、b用氣需求每時每刻不斷的波動(這是最易忽視的,也是最為嚴(yán)重的)、c單機的輸出效率(選擇最好范圍的輸出效率機型);4)零件的通用化多臺110KW機型的優(yōu)化組合可能是40-160m3/min,用氣范圍的最好選擇;5)考慮高峰用量和通常用量及低谷用量。如果低谷用量較大,而通常用量和高峰用量都不大,國外通常的辦法是以較小排氣量的空壓機并聯(lián)取得較大的排氣量,隨著用氣量增大而逐一開機,這樣不但對電網(wǎng)有好處,而且能節(jié)約能源。注意能耗比值,以求省電:比功率(實際排氣量/實際馬達功率),值越大越耗電。2.5壓縮機的數(shù)量與規(guī)格的確定2.6高原選型注意事項
隨著海拔高度的增加,進氣壓力隨之降低,容積流量會相應(yīng)降低,功耗隨之增加,容積效率隨之降低。為了保證與海平面處相同的使用性能,要求壓縮機根據(jù)不同的海拔高度選用較大的容積流量。
隨著海拔高度的增加,實際消耗功率隨之增高,電機也需要特殊電機來滿足高海拔的工作符合。
三、干燥機和過濾器的選型
簡單地說,壓縮空氣凈化設(shè)備就是能對壓縮空氣進行凈化處理的設(shè)備,也稱壓縮空氣后處理設(shè)備。
空壓機排出的壓縮空氣含有相對濕度的水份、微量的雜質(zhì)和微量的油份;壓縮空氣的應(yīng)用領(lǐng)域很廣,當(dāng)應(yīng)用工藝對壓縮空氣品質(zhì)有要求時,就必須配置壓縮空氣凈化設(shè)備;因此,應(yīng)根據(jù)應(yīng)用工藝的要求合理選配凈化設(shè)備。
常用的凈化設(shè)備是:干燥器(冷凍式和吸附式)、過濾器、儲氣罐等三種。
依據(jù)不同的用氣質(zhì)量要求選用與配置不同形式與等級的干燥機和精密過濾器,過好的質(zhì)量浪費能源,不足的質(zhì)量影響制程,必須慎重考慮。
3.1
干燥機型式的選擇
選擇壓縮空氣干燥機時,我們首先要考慮客戶所需的壓力露點,以決定選用哪一類壓縮空氣干燥機。當(dāng)壓縮空氣的壓力露點要求在2℃以上時往往選用冷凍式干燥機,當(dāng)要求在0℃以下時就應(yīng)選用吸附式干燥機。
按GB/T13277-91《一般用壓縮空氣質(zhì)量等級》(等效采用ISO8573第II部分)規(guī)定,壓縮空氣含水等級共分6級,其中1~3級壓力露點均在-20℃以下,必須使用吸附干燥機才能達到。壓力露點:壓縮空氣在某一個壓力下,在水蒸氣分壓力不變的情況下冷卻至飽和的溫度。壓力露點溫度是衡量壓縮空氣干燥度的重要指標(biāo)。企業(yè)不同,使用的設(shè)備不同,對空氣干燥的指標(biāo)要求也不同,如何最經(jīng)濟最合理地選擇干燥器,使設(shè)備使用費降為最低,將是企業(yè)配備干燥器時首先考慮的。
1、冷凍式干燥機
冷凍式空氣干燥機是根據(jù)空氣冷凍干燥原理,利用制冷劑通過壓縮、冷凝、膨脹、蒸發(fā)不斷循環(huán)工作,從而將含有大量水蒸汽的壓縮空氣在低溫下過飽和冷凝下來,析出相應(yīng)的水分,再由自動排水閥排出,使壓縮空氣獲得所需的露點。
由于冷凍式干燥機采用的是制冷技術(shù),管路容易產(chǎn)生冰堵。所以,冷凍式干燥的壓力露點只能達到2℃以上。這種露點的空氣已滿足80%以上的用氣要求,已成為當(dāng)前應(yīng)用最廣的壓縮空氣干燥器。但對于壓力露點在2℃以下的空氣質(zhì)量要求,冷凍式干燥則無法實現(xiàn)。
冷凍式干燥機的運行特點:對于吸附式干燥機的耗氣量來說,它的能耗相對還是小的。冷凍式干燥器工作可靠,維護簡單,對配置的空壓機無特殊要求,而且本身還具有一定的除油效果,因此可以相對降低對除油過濾器的配置要求,相對也降低了投資費用和運行費用。
冷凍式干燥機缺點:冷凍式干燥器運行時,對環(huán)境溫度較為敏感,一般在超過40℃和低于0℃時,就無法有效運轉(zhuǎn)。而且對于大容量的冷干機需要耗用大量的冷卻水,對于缺水地區(qū)的使用將受到限制。特別是在額定負荷下長期運轉(zhuǎn)時,應(yīng)考慮冷媒壓縮機的自動卸載裝置,否則會對冷媒系統(tǒng)造成不利的影響。3.1
干燥機型式的選擇
2、吸附式干燥機運用了高級的化工科技,其原理為將飽和的壓縮空氣利用水分和空氣分子體積之不同采用了氣體凈化專用分子篩來過濾除壓縮空氣中的飽和水蒸汽,可輕易的將水分子吸附在分子篩顆粒內(nèi),再利用再生方法來還原分子篩,其壓縮空氣露點將可輕易達到-20℃~70℃。在需要壓力露點為-20℃以下的干燥空氣時,它幾乎是唯一的選擇。對于寒冷地區(qū)的室外用氣和長距離管道輸送(包括室外貯氣罐)的室內(nèi)用氣以及制造工藝要求深度干燥的應(yīng)用場合,如精密儀器、電子、高級噴涂、射流控制、聚酯噴絲等則需使用吸附式干燥器。按吸附劑再生方式來分類分為無熱再生吸附式干燥機、微熱再生吸附式干燥機。
無熱再生干燥機的再生空氣沒有經(jīng)過加熱,所以耗氣量為進氣量的15%,是耗氣量最大的一種干燥器,壓力露點可以達到-20℃~-40℃,這種類型的干燥器結(jié)構(gòu)簡單,在選擇配套空壓機時要考慮用氣量是否滿足要求,這會增加投資及能耗。微熱再生空氣干燥機的再生空氣經(jīng)過電加熱至120℃~150℃,工作循環(huán)時間為60~180分鐘,壓力露點可達到-20℃~-70℃,屬干燥效果達到較好的一種,但耗電量較大,耗氣量僅為進氣量的4%~6%。這種干燥器由于長期在高溫下工作,選用的閥均需耐高溫,所以造價比較高。3.1
干燥機型式的選擇吸附式干燥機存在以下幾個缺點:1)
吸附式干燥機最大的局限性是必須消耗再生空氣,所以運行費用較高;2)
吸附式干燥機的吸附劑對空氣中的含油量和液態(tài)水分較為敏感,要求與無油潤滑壓縮機配套使用,如果與有油壓縮機或螺桿式壓縮機配套使用,則必須在吸入前配置3~4級粗精密除油過濾器,以避免油污對吸附劑表面的污染,發(fā)生中毒現(xiàn)象。一旦吸附劑中毒,吸附式干燥器將無法吸附和再生,導(dǎo)致干燥器失效。
經(jīng)過多年來的使用觀察,有油壓縮機和螺桿壓縮機壓縮空氣中含油量相當(dāng)大,在較為惡劣的工作環(huán)境下,平均每3~4個月就要更換一次濾芯,無形之中造成運行費用增加,用戶很難接受。加上由于螺桿壓縮機的普及,對活塞機有取代之勢,由于油污的影響,也大大的影響了吸附式干燥器的推廣使用。3)
由于吸附式干燥機工作時雙塔交替運行,干燥器頻繁切換,大約5分鐘切換一次,控制閥組件容易損壞,又由于變壓吸附原理使得吸附劑承受壓力變化,表面易產(chǎn)生粉末,從而產(chǎn)生第二次污染。所以在配置吸附式干燥機時,對用氣質(zhì)量要求高的用戶,在干燥機出口時也要配置一級除塵過濾器。這些在選型時都應(yīng)該考慮到。4)
在與有油機的配置中,由于需配置幾級除油過濾器,當(dāng)過濾器被油污堵塞或過濾器臨近失效時,壓力降下降很大,這也影響用戶的用氣效果。3.1
干燥機型式的選擇常用干燥機性能對照表項目冷凍式干燥機(35(Nm3/min)無熱再生式干燥機(35(Nm3/min)微熱再生式干燥機(35(Nm3/min)壓力露點2℃~10℃-20~-40℃-20℃~70℃進氣壓力0.4-1.3Mpa0.6-1.0Mpa0.4~1.0Mpa再生耗氣量無≤處理氣量的:12~15%≤處理氣量的:4~6%壓力損失≤0.03MPa≤0.02MPa≤0.02MPa進氣溫度≤80℃0℃~45℃0℃~45℃制冷劑/干燥劑R22制冷劑無無干燥劑無活性氧化鋁或分子篩干燥劑活性氧化鋁或分子篩干燥劑耗電量7.5kw100w15kw耗水量水冷式-3.2t/小時/風(fēng)冷式-無無無從對比表可以看出:1)冷凍式和吸附式干燥機的壓力損失基本相同;2)吸附式干燥機能提供更高干燥等級的壓縮空氣;3)吸附式干燥機的再生耗氣量大,若考慮到再生耗氣量,那么所選壓縮機的額定輸氣量須調(diào)大一個等級(即由35m3調(diào)整到45m3)4)水冷式冷凍式干燥機需要接入冷卻水。3.1
干燥機型式的選擇在選擇冷干機時還需注意以下幾點:1)
對壓縮空氣壓力露點要求在≥2℃的系統(tǒng),應(yīng)盡可能采用冷凍式干燥機,因在相同氣量條件下,無熱再生干燥裝置的運行費用是冷凍干燥裝置的2.74~4.2倍,冷凍式干燥機可以滿足80%以上用戶要求,如氣動工具、設(shè)備控制、顆粒輸送等。2)
對空氣處理量大,一般在≥100m3/min以上的系統(tǒng),選用干燥器時應(yīng)慎重,一般國內(nèi)生產(chǎn)的干燥器,無論是冷凍型的還是吸附型的,各種單向閥、梭閥、電磁閥的質(zhì)量仍存在較多的問題,泄漏比較嚴(yán)重,性能不太穩(wěn)定。所以,一般對大容量的空壓站在系統(tǒng)設(shè)計時,則考慮采用干燥機并聯(lián)使用。(3)對選擇無熱再生干燥機,則應(yīng)考慮系統(tǒng)用氣的供需平衡、用氣壓力等情況,無熱再生的再生氣達15%,壓力降相對較大,當(dāng)系統(tǒng)壓力較低時,耗氣量則更大,所以,無熱再生吸附式干燥器的運行壓力不宜低于0.5Mpa。4)對壓縮空氣壓力露點要求在<-20℃的系統(tǒng),可以采用微熱再生干燥機。并應(yīng)遵循確保再生效果,方便維護管理、節(jié)約能源等原則。3.1
干燥機型式的選擇
當(dāng)決定選用冷凍式干燥機后,我們要掌握需干燥壓縮空氣的狀態(tài)參數(shù):1)最大流量;2)最小工作壓力和最大工作壓力,工作壓力越小,壓縮空氣中的含水量就大。
至于最大工作壓力是從安全使用冷干機的角度考慮;3)最高進口溫度,溫度越高,含水量越大,熱負荷也越大;4)要求的露點溫度。
上述四個參數(shù)決定了壓縮空氣的最大負荷,也是選擇冷凍式干燥機的基礎(chǔ)。在確定了上述參數(shù)后,我們需要確定推薦風(fēng)冷式還是水冷式。風(fēng)冷式冷干機:對環(huán)境要求較高,但具有安裝方便、使用簡單的優(yōu)點;水冷式冷干機:對環(huán)境溫度不敏感,但對冷卻水有要求,而且安裝較風(fēng)冷式復(fù)雜,需要接冷卻水管和冷卻水塔。
為了提高冷干機的質(zhì)量穩(wěn)定性,一般情況下結(jié)合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和氣候、用戶要求等把冷干機進行標(biāo)準(zhǔn)化。但是在實際工作中,我們提供的參數(shù)可能與產(chǎn)品說明書上標(biāo)注的不一樣,這時我們就可能需要進行參數(shù)修正,以決定選用什么型號的冷干機。3.2
冷干機型號的選擇正確的選擇一臺冷凍式干燥機,必須同時考慮到壓縮空氣的實際流量、壓力、溫度、環(huán)境溫度、壓力露點五大要素,冷干機的處理量可以按下面公式計算,通常的經(jīng)驗做法是直接選略大于壓縮空氣流量的干燥機。冷干機的處理量:Q=Q1÷(f1*f2*f3*f4)f1、f2、f3、f4為修正系數(shù),需查表。舉例:冷干機入口壓力0.8Mpa,冷干機入口空氣溫度為40℃,環(huán)境溫度為35℃,壓縮空氣實際流量Q1為7.2Nm3/min(DA-45AG),要求壓力露點為+2℃。查表得:f1=1.05,f2=0.88,f3=0.97,f4=1.0Q=Q1÷(f1*f2*f3)=7.2÷(1.05*0.88*0.97*1.0)=8.0Nm3/min,所以應(yīng)選擇DAD-8HTF,處理量為8.5Nm3/min3.2
冷干機型號的選擇環(huán)境要求:1)安裝的環(huán)境溫度最高一般不宜超過35℃,為避免冷凝水結(jié)冰,室溫不得低于2℃;2)安裝的環(huán)境應(yīng)通風(fēng)良好,但不宜安裝在室外;3)安裝的環(huán)境宜干燥,不宜潮濕;4)安裝位置應(yīng)考慮維修方便,并應(yīng)保持水平位置,以免影響冷凝水排出。配管要求:1)冷干機前后最好均配置過濾器;2)冷干機被連接至管路系統(tǒng)中時,應(yīng)避免冷干機受震動;3)配置的管徑不應(yīng)小于冷干機進出口管徑;4)配置的管路應(yīng)避免過細過長,以免引起管中積水;5)為便于維修,推薦安裝一帶截止閥的旁通管道。這樣,干燥器就便于從網(wǎng)內(nèi)脫出,而不使
壓縮空氣供應(yīng)中斷。3.3
冷干機安裝要求3.4
吸附式干燥機型號的選擇
成品氣露點和再生能耗是選擇吸附干燥機時型號必須考慮的兩大因素。
一般來說,兩者不能兼顧,即要獲得低露點的壓縮空氣,就必定要付出較多的能耗代價。
無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無論在深度或穩(wěn)定性方面都比微熱再生干燥器好,且再生能耗已十分接近理論底線。一般所選吸附式干燥機處理量要比的壓縮空氣的實際流量調(diào)大一個等級(如由35m3調(diào)整到45m3)在額定流量下,進氣溫度和壓力對干燥器使用效果影響很大。1)過高的進氣溫度不僅使空氣中飽和含水量增加而且導(dǎo)致吸附劑吸附能力降低。按標(biāo)準(zhǔn),進入吸附式干燥機的空氣溫度應(yīng)在38℃(40℃)以下,鑒于現(xiàn)有空壓機的排氣溫度較難達到之一標(biāo)準(zhǔn)(特別在高溫季節(jié)或通風(fēng)條件不好的情況下),在干燥器前設(shè)置后部冷卻器是必要的;2)空氣壓力過低給干燥器造成的負面影響日現(xiàn)在兩個方面。一方面低壓空氣的飽和含水量比高壓時多,使干燥器工作負荷增加;另一方面由于密度降低,壓縮空氣通過吸附床時的質(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間,從而導(dǎo)致成品氣露點上升;3.4
吸附式干燥機型號的選擇3)與所有機械、動力設(shè)備一樣,吸附式干燥機的實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。尤其對加熱再生干燥器,一般都不推薦在滿負荷下連續(xù)使用,因為之類干燥器的吸附劑充填量相對于額定處理量(即“比充填量”)來說已顯得非常局促,超負荷使用會影響成品氣露點。但無熱再生干燥器,只要壓力降不受影響,可以允許在一定范圍內(nèi)擴容使用,因為無熱再生干燥器的“比充填量”很大(其富裕兩可達到十幾倍)。“比充填量”的大小決定了吸附式干燥機超負荷運行的可能性;4)吸附式干燥機若長期在低負荷狀態(tài)下運行是很不經(jīng)濟的,因為這將增加能耗成本。凡有可能出現(xiàn)較長時間“大馬拉小車”的場合,除了對干燥器本身實施可行的節(jié)能措施外,在系統(tǒng)設(shè)計時,采用兩臺或兩臺以上叫小容量的吸附式干燥機并聯(lián)使用比單臺大容量吸附式干燥機更適宜于負荷條度,技術(shù)經(jīng)濟性及安全保障程度也更高;3.5正確對待再生能耗1)吸附式干燥機是耗能設(shè)備,而且?guī)缀跞磕芎亩加迷谠偕A段??偟膩碚f,各類吸附式干燥機的再生能耗都很大——服役期內(nèi)以電費形式支出的能耗成本將遠遠超過設(shè)備本身的購置費,以至流傳這樣一種說法:再生費用的多少決定了吸附裝置的應(yīng)用價值。2)另一方面,使用吸附式干燥機的目的是為了獲得低露點壓縮空氣,成品氣露點越低,所要付出的能耗代價也越高。從這個意義上講,在選型時就要排除“露點越低越好”的觀點,在可使用冷凍干燥機的地方,使用吸附式干燥機必然是一種浪費。3)用吸附式干燥機既然有其必需使用的理由,那么使用過程中要付出一定的能耗代價是應(yīng)當(dāng)預(yù)期到的。忽視干燥器正常工作的實際需要而“刻意節(jié)能”是一種得不償失之舉,不僅是得不到所需露點的壓縮空氣,而且“再生能耗不足”給設(shè)備正常運行帶來的負面影響更是多方面的。4)運行條件對吸附式干燥機的再生耗能是有極大關(guān)系。無熱再生干燥機由于運行制度比較穩(wěn)定,其再生能耗也比較穩(wěn)定。而在使用微熱干燥器這類設(shè)備時,應(yīng)對其運行參數(shù)一一了解清楚,吸附時間、加熱時間、冷卻時間、加熱其功率及加熱溫度和尾氣溫度參數(shù)對再生氣耗量有明顯的影響。在程序控制器設(shè)備和調(diào)整時,要兼顧各參數(shù)之間的相應(yīng)關(guān)系,以獲得最佳工作效果。吸附式干燥機很少單獨使用,幾乎在所有氣動管網(wǎng)中干燥器都是與過濾器配合使用的。這既是為了滿足勇氣質(zhì)量的需要,也是吸附式干燥機本身正常工作的要求。配置在吸附式干燥機進氣口前設(shè)置了兩支過濾器,在排氣口后設(shè)置了一支過濾器,它們的作用分別是:1)除水過濾器:它的作用是除去壓縮空氣進氣中較大的液態(tài)水滴。吸附劑只對其態(tài)水分(水蒸氣)有吸附作用,液態(tài)水的沾染和浸泡會使吸附作用很快減弱乃至永久消失。所以除水過濾器的設(shè)備非常必要,其精度一般在3~25u間選取。2)除油過濾器:吸附劑表面即使沾染上厚度只有幾個u的油膜,也將導(dǎo)致“中毒”而永久失去吸附活性。一般空壓機的排氣含油量(油霧劑油蒸汽)都在幾十ppm以上,即使是國產(chǎn)無油空壓機的排氣含油量也難以做到絕對無油,為防止微量油分在吸附床中積累(這種積累速度是很快的),在干燥器進氣口前設(shè)置除油過濾器是很重要的。只有當(dāng)空壓機排氣絕對無油時(如離心式空壓機),才可以不用除油過濾器。一般要求進入吸附式干燥機的空氣含油量應(yīng)控制在0.1mg/m3以下,因此對除油過濾器的精度要求時比較高的。3.6吸附式干燥機的安裝要求
1)位于貯氣罐之后這樣,以后冷卻器來的氣流能在貯氣罐內(nèi)得到冷卻。罐內(nèi)形成的冷凝水應(yīng)通過冷凝水排水管導(dǎo)出。由此可使得壓縮空氣干燥器有較低的入口溫度,這對節(jié)省功率有積極效果。在特殊情況下,只需較小的干燥器就夠用了。此外,通過貯氣罐的緩沖作用及與之相聯(lián)系的干燥器負荷均勻,可達到較穩(wěn)定的壓力露點。但是注意,如有少數(shù)較大的用氣裝置,可能出現(xiàn)干燥器的過載。如果用氣網(wǎng)內(nèi)連接許多個小的氣動工具,因而預(yù)計用氣量很均勻,就宜采用干燥機位于貯氣罐后的布置方式。干燥器的規(guī)格應(yīng)適應(yīng)平均耗氣量。優(yōu)點:所需壓縮空氣貯藏的容量大為減小,干燥器也較小。2)位于貯氣罐前以這種方式布置時,干燥器就按壓縮機的最大的流量設(shè)計。壓縮機的氣流出口溫度,同時也就是壓縮空氣干燥的氣流進口溫度。因貯氣罐充注的已是干燥后的氣流,故罐內(nèi)無冷凝水產(chǎn)生(銹蝕傾向)。具有固定壓力露點的干燥壓縮空氣,可能較大數(shù)量(大于壓縮機的供氣量)周期性也被耗用,取決于貯氣罐的大小。缺點:不過這樣會使所需壓縮空氣貯藏的容量大得多,干燥器也較大。3.7干燥機的安裝位置的選擇3.8壓縮空氣過濾器的選擇
壓縮空氣過濾器就是對壓縮空氣進行過濾、凈化處理的裝置,主要分為5個等級:分離過濾器(C)、除塵過濾器(T)、除油過濾器(A)、分離過濾器(AA)、除臭過濾器(H)。
壓縮空氣過濾器型號的選擇要依據(jù):過濾器工作介質(zhì)壓力,流量,溫度,過濾精度,容許殘余油含量等技術(shù)指標(biāo)要求。管路過濾器有不同的精度,對精度的選擇,取決于企業(yè)對空氣品質(zhì)的要求。目前針對市場上使用較多的空氣壓縮機最常用主要有螺桿式空氣壓縮機和活塞式空氣壓縮機。因活塞式空氣壓縮機的壓縮空氣含油量在25-150PPM,需要三級過濾,對于螺桿式空氣壓縮機因壓縮空氣含油量通常在2-3PPM,故在過濾器的選擇上一般再經(jīng)過兩級過濾處理就可以滿足客戶對空氣品質(zhì)的要求,當(dāng)然,特殊情況我們也可以通過增加活性碳過濾器來進行處理。
計算應(yīng)選過濾器處理流量:={壓縮機排氣量(或?qū)嶋H需處理氣量)/壓力系數(shù)}×污染系數(shù)
污染系數(shù):考慮管道與大氣污染程度:無污染時取1。
污染嚴(yán)重時取2考慮啟動頻繁度:(頻繁大壓差運行工況將損傷濾芯)取1.2--1.5
在過濾器產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范中選擇處理流量相近或大于的該流量的過濾器。另了保持除油、除臭過濾器的使用壽命,請一定在除油、除臭過濾器前安裝分離過濾器。3.9壓縮空氣過濾器的安裝和使用1)過濾器以“先粗后精”原則組合配置,順序不能顛倒;
2)實際通過過濾器的壓縮空氣流量、壓力及溫度不能超過銘牌規(guī)定值;3)連接過濾器的管道必須徹底清洗和吹掃;4)安裝時須注意分清過濾器的進、出口位置,按濾頭上標(biāo)明的方向安裝;
5)安裝應(yīng)對地垂直,留有一定的離地高度,便于換濾芯,較大的過濾器應(yīng)在管路上設(shè)置支架;6)下列情況之一出現(xiàn)時,應(yīng)當(dāng)更換濾芯:a.過濾效果明顯惡化;b.壓差表示值超過0.07MPa;(注:濾芯初始壓降<0.015Mpa)c.使用時限:C、T、A為8000h,AA、H為2000h;7)不帶自動排水器的過濾器,應(yīng)定時打開球閥排除濾殼積水,通常每班不少于1-2次;9)過濾器進氣溫度不超過66℃;8)若工作壓力低于標(biāo)準(zhǔn)值(0.7MPa)時,過濾器的實際處理能力應(yīng)按下表進行修正:四、儲氣罐的選型
1、儲氣罐的作用:1)前置儲氣罐:a、緩沖,提高氣壓的穩(wěn)定性;b、穩(wěn)壓,平衡系統(tǒng)壓力的平穩(wěn)和減少空壓機的頻繁加載和卸載;c、除水、除油、降溫,空氣通過儲氣罐時高速的氣流撞擊到儲氣罐壁使其發(fā)生匯流,在儲氣罐內(nèi)使溫度快速降低,使大量的水蒸氣得到液化,從而去除大量的水份及油份,從而減、輕冷干機的大批負荷沉淀分離壓縮空氣中的油份和水分;2)后置儲氣罐:a、儲存,提高輸出氣流的連續(xù)性;b、緩沖,防止過濾器堵塞后造成氣壓的不穩(wěn)根據(jù)不同的用氣要求選配合理的儲氣罐,一般為前置儲氣罐的2倍。2、儲氣罐的型號含義例如:321-C-2.5/0.8“321-C”表示儲氣罐;“2.5”表示容積為2.5m3(立方);“0.8”表示最高承受工作壓力為8bar。3、儲氣罐的工作壓力:有別于最高壓力,實際工作壓力,基本和壓縮機一樣。4、儲氣罐的體積計算:V=(π/4)×D2×L×0.91D=空氣桶直徑(cm)L=空氣桶高度(cm)5、儲氣罐的容積選擇:如何選擇儲氣罐容量這個問題要根據(jù)實際情況來確定:1)當(dāng)空壓機或外部管網(wǎng)突然停止供氣時,氣動設(shè)備需要工作一定時間的話,則氣罐容積的計算公式為:V≥PaQmaxT/(60(P1‐P2))(L)2)若空壓機的吸入流量是按氣動系統(tǒng)的平均耗氣量選定的,當(dāng)氣動系統(tǒng)在最大耗氣量下工作時,則氣罐容積的計算公式為:V1=(Qmax‐Qsa)Pa/P*(T'/60)(L)(1)V=P*V1/(P1‐P2)(2)由(1)、(2)得:V=(Qmax‐Qsa)Pa*T/(60(P3‐P2))
其中:P1:停止供氣時的壓力,MPaP2:氣動系統(tǒng)允許的最低工作壓力,MPaP3:儲氣罐最高工作壓力,Pa:大氣壓,Pa=0.1MPa,Qmax:氣動系統(tǒng)最大耗氣量,L/min(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))T:停止供氣后應(yīng)維持氣動系統(tǒng)正常工作的時間,Qsa:氣動系統(tǒng)的平均耗氣量,L/min(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))P:氣動系統(tǒng)的使用壓力,MPa(絕對壓力),Pa=0.1MPaT':氣動系統(tǒng)在最大耗氣量下的工作時間,V1:儲氣罐有效儲氣容積。通常簡便的方法是空壓機出氣量的(m3/min為單位)的15-30%。四、儲氣罐的選型
6、在選型和安裝時還需考慮以下幾個方面:1)型式:立式或臥式2)設(shè)計溫度(℃):常見150℃3)工作介質(zhì):壓縮空氣4)材料:碳鋼或不銹鋼5)安全閥接口:詳見每個型號的技術(shù)參數(shù)6)排污閥接口:詳見每個型號的技術(shù)參數(shù)7)進出氣口尺寸:1m3或以下的有螺紋和法蘭可選,1m3以上的的為法蘭8)外形尺寸:筒體內(nèi)徑(mm)容器總高(mm)進氣口高度(mm)出氣口高度(mm)支座位徑(mm)支座孔徑(mm)四、儲氣罐的選型
五、空壓機房選址及機房設(shè)計
適宜的安裝場所是正確使用空壓機系統(tǒng)得先決條件。安裝場所的選定應(yīng)保證日后空壓機的維修方便,避免因環(huán)境的不理想導(dǎo)致空壓機的非正常運轉(zhuǎn)。在選擇安裝場所時要注意以下幾方面:1、環(huán)境要求:1)空壓機最好安裝在通風(fēng)及照明良好的室內(nèi),避免安裝在具高塵圬、高濕度、可燃氣體、腐蝕氣體、金屬塵埃、日光直接照射或雨水直接淋濕的場所;2)環(huán)境溫度范圍0℃~45℃,相對濕度應(yīng)在95%以下,海拔高度不應(yīng)高于1000米;3)屋外安裝時,應(yīng)遠離鍋爐及任何散發(fā)高熱的設(shè)備,須設(shè)有遮雨棚,必須保持良好的通風(fēng)環(huán)境;4)空壓機周圍及上方排風(fēng)扇均應(yīng)至少保有900mm以上的保養(yǎng)空間(如下圖)。
5.1空壓機房的選擇2、安裝要求:
螺桿式空壓機可安置在任何可承受空壓機重量的樓板上,不需作特別基礎(chǔ),地面平整,較水平。唯安置在鋼架上、移動之船舶或車輛上時,須將壓縮機以基礎(chǔ)螺栓固定,但同時應(yīng)加上橡膠墊減緩機組的振動?;钊綁嚎s機須用地腳螺栓固定在水平地面上。3、通風(fēng)、冷卻要求:室內(nèi)或屋外安裝空壓機皆須保持良好通風(fēng)狀況,避免造成熱氣短循環(huán),或機器排熱相互影響,故通風(fēng)管位置、排風(fēng)扇位置、壓縮機放置位置皆須慎重考慮(一般有三種方式,如下圖)各功率的機型通風(fēng)量要求如下表:機組冷卻方式氣冷機組電機功率KW18.522303745557590通風(fēng)量(1)m3/min2252703603604505409001125通風(fēng)量(2)m3/min90170170170170240340470機組電機功率KW110132160185200220250315通風(fēng)量(1)m3/min13501650200023002500275031253950通風(fēng)量(2)m3/min500500750750750110011001100機組冷卻方式水冷機型KW18.5~90110~200220~315通風(fēng)量(1)m3/min2505008005.1空壓機房的選擇5.2空壓機房的設(shè)計1、多臺空壓機的擺放布局:多臺空氣壓縮機組間通道的寬度,應(yīng)根據(jù)設(shè)備操作、拆裝和運輸?shù)男枰_定,其凈距不宜小于下表規(guī)定。5.2空壓機房的設(shè)計2、風(fēng)冷類空壓機及冷干機的安裝位置考慮:
風(fēng)冷式空壓機和冷干機都有換熱器設(shè)備,如環(huán)境溫度低、通風(fēng)良好更能降低系統(tǒng)能耗。這類設(shè)備多數(shù)會將大量熱負荷直接排放到周圍,如果其安裝位置考慮不周,將直接影響設(shè)備的正常工作。
風(fēng)冷式冷干機出于檢修方便考慮,都沒有強制進排風(fēng)口及相應(yīng)風(fēng)管設(shè)置,而是直接向周圍排出熱風(fēng)。這將提高空壓站的環(huán)境溫度而增加系統(tǒng)的運行能耗,故設(shè)備安裝時應(yīng)注意這個情況。
例子:數(shù)臺冷干機并排運行,剛好上一臺的排風(fēng)直接對準(zhǔn)下一臺冷干機的進風(fēng)口位置,則后面的機臺的壓縮制冷系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)高壓保護跳機故障,在分析故障情況后,在各機臺之間加裝簡易隔板,使機臺的進風(fēng)、排風(fēng)錯開,則情況得到解決。
如空間允許,在清楚空壓站所處位置的常年風(fēng)向后,應(yīng)將空壓機和冷干機設(shè)備一字排開,且將設(shè)備的進風(fēng)口朝上風(fēng)位,設(shè)備排風(fēng)口向下風(fēng)位。另各設(shè)備之間最好以板隔斷,一是避免站內(nèi)熱排風(fēng)風(fēng)流互竄,二是可引導(dǎo)站內(nèi)的風(fēng)流流向,確保各設(shè)備是進冷風(fēng),排熱風(fēng),做到通風(fēng)效果最佳。5.2空壓機房的設(shè)計3、水冷機組冷卻水和冷卻水塔的要求:1)冷卻水最好使用軟水,以避免水中的鈣鎂等離子因高溫而起化學(xué)反應(yīng),在冷卻器中結(jié)成水垢,影響冷卻器熱傳效果,若使用冷卻水塔循環(huán)系統(tǒng),則水中須定期加軟化劑,以維持水質(zhì)的清潔;2)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的自動補給系統(tǒng)需完善,否則運轉(zhuǎn)若干小時后,冷卻水量不足會造成空壓機因高溫而停機;3)空壓機的冷卻系統(tǒng)最好單獨使用,避免與
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