技術(shù)文章
TECHNICAL ARTICLES壓縮空氣是多用途、可靠的能源載體,無法想象沒有它的現(xiàn)代化生產(chǎn)流程將會是什么樣。
根據(jù)相應(yīng)的使用情況,對壓縮空氣有不同的要求。對于每種過程來說,達(dá)到特定的含濕度或露點(diǎn)/壓力露點(diǎn),都是設(shè)備持續(xù)運(yùn)行的基本前提。通常由吸入的環(huán)境空氣產(chǎn)生壓縮空氣,通過活塞式或螺旋式壓氣機(jī)壓縮,之后必須或多或少地干燥。
我們的目標(biāo)是以盡可能低的成本生產(chǎn)干燥、無油且低粉塵的壓縮空氣。殘油和粉塵顆??梢酝ㄟ^復(fù)雜的過濾系統(tǒng)去除。然而,還必須使用干燥機(jī)(冷凍式干燥機(jī)、膜式干燥機(jī)、吸附式干燥機(jī)等)降低濕度,理想狀況下,干燥機(jī)的工作不受負(fù)載的影響。
水怎樣進(jìn)入壓縮空氣?
溫度越高,體積越大,空氣可結(jié)合的水蒸氣越多。在相反情況下,壓縮后的空氣結(jié)合水蒸氣的能力更低。壓縮機(jī)將大氣環(huán)境空氣壓縮至其原始體積的一小部分。特定壓縮過程點(diǎn)上的空氣含水量會超出空氣與水結(jié)合的能力??諝怙柡?,部分水作為冷凝液溢出。通過另外降低溫度冷凝更多的水。
這意味著在壓縮機(jī)輸出端上始終有 100%的相對濕度,另外在輸出空氣中還有水滴。在壓力作用下形成的液體量可能很大。比如一臺 30 kW 的壓縮機(jī)在 60% 的濕度和20°C 的環(huán)境溫度下,在八小時內(nèi)可以向壓縮空氣管道中分離出約 20 升水。對于大型壓縮機(jī),該值高出數(shù)倍。
含濕度的影響
根據(jù)用途的不同,對壓縮空氣提出了不同要求。對于每種過程來說,達(dá)到特定的含濕度,都是整臺設(shè)備持續(xù)無障運(yùn)行的基本前提。多數(shù)壓縮空氣管道由鋼或未鍍鋅的鋼制成。由于在相對濕度超過 50% 時腐蝕速度會大幅升高,絕對不允許超過該值。
對于未鍍鋅的管道,在高濕度下,久而久之會形成腐蝕。隨著時間的流逝,銹蝕會剝落并遷移到取樣點(diǎn)。結(jié)果是比如噴嘴堵塞、控制元件損壞和生產(chǎn)停頓。預(yù)計會產(chǎn)生昂貴的維修和縮短保養(yǎng)時間間隔。除腐蝕問題和所述的后果以外,濕份還對成品的質(zhì)量有著直接的影響。
在濕度過高時可能產(chǎn)生哪些問題?
下面是在實(shí)踐中常出現(xiàn)的示例:
在通過氣動輸送設(shè)備運(yùn)輸期間會粘連吸濕產(chǎn)物(調(diào)料、糖等)
在噴漆和涂層過程中形成氣泡
鉆孔可能被攜帶的粉塵堵塞
冬季,控制閥在未加熱的車間內(nèi)會結(jié)冰
干燥器的任務(wù):為了應(yīng)對高濕度問題,在實(shí)踐中使用不同類型的干燥器。在壓縮空氣技術(shù)領(lǐng)域,壓力露點(diǎn)是壓縮空氣干燥時間的衡量標(biāo)準(zhǔn)。壓力露點(diǎn)是指壓縮空氣中所含的濕度冷凝成液態(tài)水的溫度(也稱飽和狀態(tài),100% 相對濕度)。壓力露點(diǎn)溫度越低,壓縮空氣中所含的水蒸氣量越低。
用于壓力露點(diǎn)值為 +2°Ctd. 的冷凍式干燥機(jī)
有不同結(jié)構(gòu)型式的壓縮空氣干燥器;最常使用的是冷凍式干燥機(jī)或吸附式干燥機(jī)。冷凍式干燥機(jī)將壓縮空氣冷卻至約 2 至5°C。壓力露點(diǎn)同樣為 2 至 5°C。多余的水蒸氣冷凝并下沉。
之后重新將空氣加熱至室溫。在多數(shù)情況下只通過冷卻溫度顯示器監(jiān)控冷壓縮空氣干燥器。目前只在大型設(shè)備或特別重要的用途中安裝了固定式濕度監(jiān)控裝置。
但單純顯示冷卻溫度并不夠。即使冷卻溫度看起來正常,以下故障也可能導(dǎo)致壓力露點(diǎn)過高:
• 未排出冷凍式干燥機(jī)中的冷凝液(冷凝液排放器損壞或臟污)
• 冷凍式干燥機(jī)中的壓縮空氣旁路(換熱管被封閉、腐蝕等);壓縮空氣旁路位于環(huán)境管道中
• 冷凍式干燥機(jī)失靈必然會導(dǎo)致在壓縮空氣管道中形成冷凝液的嚴(yán)重問題
如果冷凝液在兜形管道中聚集,無法重新從中流出,這尤其成問題(除了已列出的問題以外)。只有極其費(fèi)力地才能重新清除兜形管道中的冷凝液,或者通過極大量的壓縮空氣干燥并沖洗出去。
這在消耗極低情況下極易導(dǎo)致露點(diǎn)值升高,卻無法識別出冷凍式干燥機(jī)的問題。這對于壓縮空氣負(fù)責(zé)人來說,意味著長期極難發(fā)現(xiàn)露點(diǎn)值或者在級端情況下冷凝液增加的原因。
用于常規(guī)露點(diǎn) -30...-40°Ctd. 的吸附式干燥機(jī)
吸附式干燥機(jī)的工作原理基于兩種物質(zhì)之間的吸引原理。在干燥器的表面上結(jié)合(吸附)水蒸氣。有效的吸附式干燥機(jī)可以將壓縮空氣干燥至 -40°Ctd. 和更低的壓力露點(diǎn)。
可再生吸附式干燥機(jī)包括兩個容器,它們填充有吸附劑。在不同的工藝中,分別冷或熱再生一個容器,同時另一個容器干燥工藝氣體。根據(jù)工藝和運(yùn)行條件的不同,要按三至五年的循環(huán)時間更換吸附劑。
特定的運(yùn)行條件會導(dǎo)致吸附劑的使用壽命縮短:
• 壓縮空氣消耗過多導(dǎo)致壓縮空氣端過載
• 缺少冷凝液粗分離裝置
• 空氣含油
• 各個容器的再生時間過長
我們專門為檢測壓縮空氣和氣體內(nèi)的濕度或露點(diǎn)/壓力露點(diǎn)開發(fā)了全新優(yōu)勢的壓力露點(diǎn)測量儀套件 DS 400。可為每個繼電器設(shè)置一個報警延時。這樣同樣只顯示實(shí)際上存在更長時間的超出閾值情況。另外可應(yīng)答每條報警。
露點(diǎn)套件 DS 400包括一個圖表記錄儀DS 400 和露點(diǎn)傳感器 FA 510,包括最高16/50/350 bar 壓縮空氣和氣體壓力露點(diǎn)測量室。在壓力超過 16 bar 時,請使用高壓測量室。
露點(diǎn)傳感器的核心零件是久經(jīng)考驗(yàn)的濕度傳感器。為了快速、準(zhǔn)確地測量,需要持續(xù)有待檢測的氣體流經(jīng)濕度傳感器。為此通過一個毛細(xì)管刻度讀取特定壓力下定義的體積流量。通過壓縮空氣管道的標(biāo)準(zhǔn)插套可以在不需要更高安裝費(fèi)用情況下,將測量室與取樣點(diǎn)相連。與市場上無紙圖表記錄儀的主要區(qū)別在于DS 400 可方便地進(jìn)行調(diào)試和測量數(shù)據(jù)分析。
借助有縮放功能的圖形顯示可全面查看干燥曲線或露點(diǎn)曲線,并保存在數(shù)據(jù)記錄器中。這樣用戶沒有電腦也可以隨時在現(xiàn)場查看保存的測量數(shù)據(jù)以快速、方便地分析干燥性能。借助打印按鈕可將當(dāng)前的屏幕界面作為圖像文件保存到內(nèi)置 SD 卡或者 U 盤上,不需要額外的軟件就可以在電腦上打印。
現(xiàn)場記錄測量值/測量曲線的理想產(chǎn)品。彩色測量曲線可作為圖像文件通過電子郵件發(fā)送,或者集成到服務(wù)報告中。內(nèi)置數(shù)據(jù)記錄器可以在數(shù)年內(nèi)保存測量數(shù)據(jù)??稍?U 盤上或者通過以太網(wǎng)使用 CS 基礎(chǔ)版軟件方便地分析測量數(shù)據(jù)。
特殊優(yōu)勢:
• 3.5″ 圖形顯示器,可通過觸摸屏直觀地操作
• 縮放功能可準(zhǔn)確分析測量值
• 包括名稱的彩色測量值曲線
• 計算露點(diǎn)間距(冷凝液監(jiān)視器、冷凝液開關(guān))的數(shù)學(xué)計算功能
• 測量數(shù)據(jù)直接保存到 U 盤上,不需要軟件就可以作為電子郵件發(fā)送
• 2 個超出閾值報警觸點(diǎn)
• 兩個報警觸點(diǎn)可自由設(shè)置報警延時,包括應(yīng)答功能
• 最多 4 個傳感器輸入端,適用于:其他露點(diǎn)傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、流量計、電氣有效功率計,可連接任意外部傳感器:Pt 100/ 1000、0/4...20 mA、0-1/10 V、Modbus、脈沖
• 16 GB 集成數(shù)據(jù)記錄器
• USB、以太網(wǎng)接口、RS 485/Modbus
• 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器
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