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空压机后处理设备介绍及功能

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2018-07-03

  空压机后处理设备分为三大类:

  一.干燥机介绍及功能

  二.过滤器介绍及功能

  三.储气罐介绍及功能

  今天给大家介绍第一种:

  一.干燥机介绍及功能

  1.干燥机的功能

  干燥机安装在气路系统中,主要通过冷冻吸附作用达到去除压缩机在压缩过程时所产生的水分,使压缩空气不含水分,保持干燥的压缩空气进入用气设备,从而延长气动设备的使用寿命。

  2.干燥机的分类

  冷冻式压缩空气干燥机分为:

  风冷型冷冻式干机

  高温风冷型冷冻式干燥机 按进气温度高低 常温风冷型冷冻式干燥机

  冷凝器冷却方式不同

  水冷型冷冻式干燥机

  高温水冷型冷冻式干燥机 按进气温度高低 常温水冷型冷冻式干燥机

吸附式压缩空气干燥机

  3.干燥机工作原理

  3.1冷冻式干燥机工作原理

  冷冻式干燥机是根据空气冷冻干燥原理,利用制冷设备使压缩空气冷却到一定的露点温度,析出相应所含的水份,并通过分离器进行气液分离,再由自动排水阀将水排出。从而达到冷冻除湿的目的。

  冷冻式干燥机分为高温冷冻式干燥机和常温冷冻式干燥机冷却方式分:风冷和水冷

  压力露点:2~10°C

冷冻式干燥机

  3.2无热再生吸附式干燥机工作原理

  无热再生干燥机再生时外界没有对其输送热量,而是采用了PSA(Pressure Swing Adsorption)原理。这类干燥机所需的再生干燥空气占其处理量的12-16%之间。再生干燥空气要降至大气压,以获得更低的相对湿度。

  无热再生吸干机的吸附剂通常为活性氧化铝或分子筛。活性氧化铝适用于压缩空气的进口温度不超过40℃、压力露点一般不低于-40℃的场合;分子筛或进口F200活性氧化铝允许最高的压缩空气进口温度为55℃,压力露点温度可-70℃以下。

  在无热再生干燥机中,通过吸附剂吸附产生的温升相对较少,因为吸附的水蒸气不多。在正常运行中,压缩空气的出口温度比进口温度高约2-6℃。

 无热再生吸附式干燥机

  无热再生吸附式干燥机

  3.3微热再生吸附式干燥机工作原理

  微热再生干燥机按“变温吸附”(TSA)原理进行吸附剂再生,再生条件比无热再生干燥机优越。加热能脱附吸附剂内表面的水蒸气,使吸附剂实现深层吸附,因此有热再生干燥机中吸附剂的动态吸附量远远比无热再生干燥机中的吸附剂动态吸附量大。

  顾名思义,微热再生干燥机的再生温度比外加热再生干燥机的再生温度略低。但各干燥机制造商对微热再生的理解不尽相同。如再生温度、工作周期、吸附剂充填量等参数的差别很大 。

微热再生吸附式干燥机

  微热再生吸附式干燥机

  4、干燥机结构性能

  4.1冷冻式干燥机结构性能

  冷冻式干燥机包括:空气系统、制冷系统、排污系统和电器系统四个系统

  4.1.1空气系统:

  空气系统的组成:空气系统由预冷器、换热器(蒸发器)、汽水分离器组成;

  预冷器是处理好的低温压缩空气和进设备未处理压缩空气的冷热交换器,其介质是经过处理的成

  品压缩空气;换热器是制冷系统蒸发器与压缩空气的冷热交换器,其介质是制冷系统的冷媒;

  汽水分离器是利用离心分离工作原理把压缩空气冷却后所产生的水份排出,其介质是过滤滤网;

  压缩空气在冷冻式干燥机的走势:首先压缩空气进预冷器进行冷热交换,然后到蒸发器强制冷却后再通过汽水分离器,继而到用气端。

  压缩空气→预冷器(管外)→蒸发器→汽水分离器→预冷器(管内)→用气端

  4.1.2制冷系统

  制冷系统包括:压缩机、冷凝器(风冷/水冷)、干燥过滤器、节流装置(毛细管/膨胀阀)、蒸发器和汽化器。制冷系统各部件的工作原理:

  压缩机是冷冻式干燥机的制冷系统的动力源及心脏;

  冷凝器作用是给压缩机排气管降温一般分为a、水冷冷凝器;b、风冷冷凝器

  a.水冷冷凝器是采用壳管式水冷,冷却水走管内。在冷凝器出水管内装有调节阀,用来控制冷却水流量和冷凝压力。

  b.风冷冷凝器是利用风扇来冷却冷凝压力,只要是靠压力控制器来控制风机的运行。

  干燥过滤器作用

  由于制冷剂的吸水性很小,很少的水份都易在毛细管(膨胀阀)中析出而结 冰,从而堵塞,因此制冷剂在进入须毛细管(膨胀阀)前必须干燥处理,由 于毛细管(膨胀阀)的孔径都很小,易脏堵,故还必须过滤杂质。

  节流装置主要是调节冷媒进蒸发器内流量的大小,以保证一定的制冷量。

  节流装置主要包括:毛细管和膨胀阀;

  节流装置主要包括:毛细管和膨胀阀

  蒸发器的主要作用是:制冷系统和空气的冷热交换,完成冷冻、除湿、降温和降低压缩空气露点。

  汽化器的作用:由于蒸发器回汽中还残留有部分液态制冷剂,为了防止压缩机吸如液态制冷剂造成液击,在压缩机回汽口前装汽化器,以确保压缩机的只用寿命。汽化器主要是将液态制冷剂和气态制冷剂分离的作用。

  压力控制器是制冷系统保护压缩机的一种装置,也是控制风冷型冷冻式干燥机风机运行的

  压力开关。

  4.1.2.1制冷系统中制冷剂的变化及流程

  制冷系统中冷剂的变化:制冷剂经过压缩机压缩成高温气态从排气口排出,进入冷凝器冷却变成中温液气态,在经过干燥过滤器过滤杂质后流入热力膨胀阀,经过膨胀阀节流后制冷剂变成低温气态进入蒸发器,在蒸发器中与空气压缩机吸热后使一小部分变成液态,在经过汽化器汽化后回到压缩机。

  制冷系统流程

  压缩机→冷凝器→干燥过滤器→节流装置→蒸发器→汽化器→压缩机

  4.1.2.2冷干机排水过程:

  4.1.3排污系统

  排污系统:主要包括自动排水器和手动排污阀。

  自动排水器:A、电子排水器 B、浮球式排水器

  电子排水器是通过电磁阀来控制开和关,电磁阀上装有时间继电器,可以调节排水起

  器的工作时间和排放时间。

  浮球式排水器是靠压力作用来控制排水的,排水器内的水到了一定的程度,浮球向上

  浮起,排水阀门自动打开,将水排出机外。

  4.1.4、电器系统

  4.2无热再生吸附式干燥机结构性能

  4.2.1.无热再生吸附式干燥机结构布置:

  无热再生干燥机的结构比较简单。 吸附塔的底部安装了筛网(2),出口处安装了圆柱状的金属丝网(3)以防止吸附剂被压缩空气吹出吸附塔。两个吸附塔的进出口分别由管道相互连接,为了使两个塔之间进行切换并独立运行,连接处安装了相关阀门。

无热再生干燥机结构图

  无热再生干燥机下部的压缩空气进口处一般设有四个阀门,分别称为切换阀和排放阀,其中排放阀(6)控制吸附塔卸压、再生气排放和再生完成后吸附塔的“均压”;两个切换阀(1)控制了压缩空气的流动方向,即决定了吸附和再生的切换。在运行时这四个阀门对角动作。在小型吸干机中,采用电磁阀作为切换阀,在大型吸干机中采用气动球阀、气动蝶阀。

  在吸干机上部出口处,干燥后的压缩空气通过止回阀(4)进入管网。同时,部分再生用干燥空气通过旁通管进入需要再生的吸附塔,旁通管上安装有孔板或球阀(5),孔板孔径或球阀开启度决定于所需的再生气量。

  4.2.2无热再生干燥机的工作流程:

  干燥机开机后,A塔吸附运行,B塔再生。在预先设定的时序控制下,切换阀1-A打开、1-B关闭,排放阀6-B打开、6-A关闭,湿空气进入A塔,干燥后的空气通过止回阀4-A排入下游管线;部分干燥压缩空气在压差的作用下通过孔板(5)流向B塔,其压力被降至接近大气压,由于降压后空气体积同比例增大,使再生用空气的相对湿度只有干燥空气的几分之一,这样这种特别干燥的再生空气中的水蒸气分压远远低于B塔内吸附剂床层的水蒸气分压。吸附床层中的水蒸气在压差的作用下释放至再生空气中并被带走,再生空气通过排放阀6-B和消声器7排入大气。再生结束后,A、B塔切换不能马上切换,而是先关闭排放阀6-B,B塔压力升高至系统压力,即“均压”过程。因为再生时,吸附塔处于大气压状态,与吸附状态有较大的压差,如果直接切换会导致压力冲击,严重时引起机械故障。

  当两个吸附塔的压力相同时,控制系统发出信号进行切换——A塔再生、B塔吸附。 无热再生吸干机所需要的阀门较少。这些切换阀常直接或间接由时间控制。如为了节省成本采用简单的几个时间继电器来控制切换阀,这种方法虽然成本低廉,但不可靠,因为时间继电器会产生较大的时间误差。我公司采用了成本较高的PLC(可编程控制器)控制。

  4.2.3无热再生吸附式干燥机运行特点

  无热再生干燥机的运行特点表现为两个方面:

  工作周期短(无热再生干燥机的工作周期不能太长,一般为10min)

  再生气量大(消耗12~15%)

  4.3微热再生吸附式干燥机结构性能

  4.3.1结构布置:

  微热再生干燥机的结构布置比无热再生干燥机稍微复杂(如图所示)

  主要增加了再生气加热器(8)

  干燥机上部多了两个止回阀(9)。

  4.3.2微热再生吸附式干燥机工作流程

  干燥机开机后,A塔吸附运行,B塔再生。在预先设定的时序控制下,切换阀1-A打开、1-B关闭,排放阀6-B打开、6-A关闭,湿空气进入A塔,干燥后的空气通过止回阀4-A排入下游管线;部分干燥压缩空气在压差的作用下通过孔板(5)流入再生气加热器(8),被加热至设定温度并进入B塔内解吸潮湿的吸附剂,使吸附剂再生。潮湿的再生空气通过排放阀6-B和消声器7排入大气。这一再生阶段称为“加热阶段”。

  加热再生持续一段时间后,出口再生空气温度达到设定值,再生气加热器就停止加热。

  未加热的再生干燥空气进入B塔内对吸附床层进行冷却,使其恢复至吸附时的温度,这一阶段称为“冷吹阶段”。 冷吹结束后,B塔进行“均压”,最后完成整个再生过程。 微热再生吸干机的控制系统比无热再生干燥机复杂。除了控制相关阀门外,还需要根据再生温度控制加热器的运行。

  我公司的SYVD型微热再生干燥机采用PLC(可编程控制器)和相关的温控装置实现控制。

  4.3.3微热再生吸附式干燥机运行特点

  微热再生干燥机的运行特点是:

  ---工作周期相对较长

  ---再生气量比无热再生小(在额定工况下约为7%)

  ---需要消耗额外的能源等。


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