【壓縮機網(wǎng)】?jì)艋袠I(yè)的規定工況：歐州為35℃，美國為38℃，我國行業(yè)標準兩種工況并存。某些制造廠(chǎng)為應對高溫工況對吸附式干燥器z*高允許進(jìn)氣溫度為40℃，冷干機在特殊設計下，z*高允許進(jìn)氣溫度為45℃，但實(shí)際運行狀況不佳。

 

　　空壓站夏季高溫工況下，半數以上空壓機和凈化設備出現過(guò)載甚至報警停機，其主要原因有3個(gè)：一是對循環(huán)冷卻水系統重視不夠，表現為冷卻水量不足、水溫偏高、水質(zhì)偏差；二是單元產(chǎn)品選購時(shí)未顧及壓力、溫度系數和極限工況，導致選型偏??；三是空壓機廠(chǎng)對末端冷卻器重視不足，甚至偷工減料，造成其排氣溫度普遍偏高，水冷機組高達45℃以上，風(fēng)冷機組更高達55℃以上。而凈化行業(yè)的規定工況：歐州為35℃，美國為38℃，我國行業(yè)標準兩種工況并存。某些制造廠(chǎng)為應對高溫工況對吸附式干燥器z*高允許進(jìn)氣溫度為40℃，冷干機在特殊設計下，z*高允許進(jìn)氣溫度為45℃，但實(shí)際運行狀況不佳。分析了高溫對壓縮空氣站凈化設備的影響，提出了應對措施和解決方案。

 

　　1、環(huán)境溫度、濕度對壓縮空氣系統的影響

 

　　1.1 大氣條件

 

　　溫度、相對濕度決定了進(jìn)入空壓系統的總水量，高溫、高濕會(huì )影響循環(huán)水的出水溫度，由此決定了分離器、過(guò)濾器的液態(tài)水排出量和進(jìn)入干燥器的飽和濕空氣絕對含水量（g/m3）。值得注意的是：進(jìn)入干燥器的水蒸氣量與大氣條件無(wú)直接關(guān)系，僅是飽和濕空氣溫度的單值函數。因為即使當大氣相對濕度低至極干燥的20%時(shí)，壓縮到7bar并經(jīng)冷卻至常溫時(shí)也已形成過(guò)飽和濕空氣，

 

　　其攜帶的冷凝水經(jīng)各種分離器、過(guò)濾器排出。所以決定干燥器吸入含水量的因素僅為冷卻水溫度（風(fēng)冷機為環(huán)境溫度）和冷卻、分離效率（見(jiàn)圖1）。

 

　　1.2 凈化產(chǎn)品標準及規定工況

 

　　眾所周知，任何一種技術(shù)或產(chǎn)品都有其適用范圍和條件，產(chǎn)品標準中一項很重要內容就是規定了該種產(chǎn)品的適用場(chǎng)合、范圍與相關(guān)條件。一般用冷凍式壓縮空氣干燥器（JB/T10526-2005）和一般用吸附式壓縮空氣干燥器（JB/T10532-2005）的規定工況完全相同（見(jiàn)表1）。其中進(jìn)氣溫度規定為兩種：方案A/方案B分別規定為35℃/38℃。前者適用于溫帶區，后者適用于亞熱帶區。我國雖然幅員遼闊，但絕大部分地區夏季依然氣候炎熱，溫度偏高，南北方主要差距是濕度大小和高溫持續時(shí)間長(cháng)短，所以絕大部分生產(chǎn)廠(chǎng)采用了方案B，即進(jìn)氣溫度38℃±1℃。如前所述，進(jìn)氣溫度主要取決于冷卻水溫度，考慮到5℃左右換熱溫差，冷卻水規定為30℃±3℃，實(shí)際計算時(shí)大多采用32℃。
 

 

　　值得注意的是，表1方案B中規定的冷卻空氣進(jìn)氣溫度和環(huán)境溫度均為38℃±3℃。這一數值與干燥器進(jìn)氣溫度38℃相矛盾，實(shí)際情況是大部分風(fēng)冷空壓機排氣溫度比環(huán)境溫度高8~15℃，這部分機型成為夏季高溫工況下的重災區。

 

　　1.3 高溫對吸附式干燥器的影響

 

　　從表2可看出：溫度從38℃升高至48℃，含水量增加63%；另從“等壓吸附圖”可看出（如圖2），在吸附式干燥器工作點(diǎn)（15～55℃），等壓吸附線(xiàn)對溫度非常敏感，隨著(zhù)溫度升高，吸附劑吸附能力大幅度下降，綜合以上2種因素，并結合統計規律可大致得出：溫度每升高1度，干燥器工作負荷增加10%左右。

 

　　進(jìn)氣溫度升高的另一個(gè)負面影響是：吸附熱大量增加并導致干燥器排氣溫度大幅升高（8～20℃，進(jìn)氣溫度越高，吸附熱產(chǎn)生量越大）。由于吹冷過(guò)程大部分采用干燥器出口的產(chǎn)品氣，此時(shí)無(wú)疑抬高了吹冷氣的起始溫度，其溫度甚至高達50～60℃，必然導致吹冷不徹底，吹冷結束前塔溫仍高達80～100℃，切換后一段時(shí)間吸附塔出口溫度和露點(diǎn)溫度產(chǎn)生嚴重漂移，溫度、露點(diǎn)一般會(huì )升高20℃以上，時(shí)長(cháng)超過(guò)0.5h。

 

　　1.4 高溫對冷干機的影響

 

　　冷干機進(jìn)氣溫度提高不僅直接加重了制冷系統的熱負荷，同時(shí)也增添了進(jìn)氣中的水分含量，水蒸氣凝結時(shí)需要系統支付額外的相變潛熱，兩者均需要提供更多的冷量或能耗；高溫氣體還會(huì )加重蒸發(fā)器的負荷，有可能造成產(chǎn)品氣露點(diǎn)提高，導致冷干機除水能力下降。此外環(huán)境溫度或冷卻水溫度提高將直接影響冷凝器的換熱效率，導致系統制冷量大幅度下降。冷凝器溫度升高也必然引起冷凝壓力提高，當超過(guò)設備所能承受的極限時(shí)，還有可能造成設備、人身安全事故。

 

　　1.5 高溫對除油過(guò)濾器的影響

 

　　壓縮空氣過(guò)濾器正在制定產(chǎn)品標準，但在測量方法（GB/T13277.2-2015）和實(shí)驗方法（GB/T30475.1～2-2013）中，進(jìn)氣口溫度和環(huán)境溫度均規定為20℃，值得注意的是，過(guò)濾器制造商提供的殘余含油量指標絕大部分采用了濾芯供貨商提供的在20℃下的性能指標，而過(guò)濾器實(shí)際工作溫度遠高于20℃，其殘余含油量指標比過(guò)濾器生產(chǎn)商提供的指標高出數倍，甚至10倍以上都是有可能的，見(jiàn)表3。

 

　　本表雖然沒(méi)有標示絕對含油量，但可以看出，溫度每提高5℃，油蒸氣量增加一倍，與統計數據“溫度每提高5℃，殘余含油量翻一番”，兩者結論一致，這是因為現代精密/超精密技術(shù)對油氣溶膠去除率高達99%～99.99%。而任何過(guò)濾方法對氣態(tài)油蒸氣毫無(wú)作用。
 

 

　　油蒸氣隨著(zhù)溫度降低又會(huì )凝結成液體油氣溶膠，油蒸氣也能部分沉積在吸附劑表面，潤滑油可使其喪失部分活性，嚴重時(shí)形成油中毒，導致吸附劑失效。

 

　　2 對策

 

　　如上所述：進(jìn)氣溫度提高將會(huì )造成干燥器、過(guò)濾器負荷增加，性能下降，甚至危及設備、人身安全。從統計數字看：夏季空壓機排氣溫度遠高于干燥器的理想工作溫度和規定工況，為此可采用以下3種方法予以補救或補償。

 

　?。?）當冷卻水溫度能保證≤32℃時(shí)，可在空壓機和吸附式干燥器之間增設一低溫差高效水冷卻器（進(jìn)水與排氣溫差設計為3℃），冷卻器進(jìn)排氣溫差△t=10℃即可。

 

　?。?）當現場(chǎng)無(wú)冷卻水或冷卻水溫本身高于35℃，同上增設一臺低溫差水冷卻器，采用冷凍水或自備冷水機組，冷凍水全流量或與循環(huán)水混合進(jìn)入冷卻器，冷卻器進(jìn)排氣溫差△t=10～15℃。

 

　?。?）條件同上，可采用預冷+吸附，預冷機與傳統冷干機功能不同，前者主要用于冷卻降溫而非冷凍除水，即采用冷媒制冷方式有限降低壓縮空氣溫度，使之適合吸附式干燥器在合理溫度范圍有效工作。目前該用途產(chǎn)品屬于非標定制，亟需規范形成系列產(chǎn)品。

 

　?。?）正確選型：當實(shí)際工作壓力偏低、工作溫度偏高時(shí)可參考表4。

 

　　從表4中可看出：以7bar、35℃為基礎，溫度、壓力向上偏差修正值大于向下偏差的修正值。

 

　　3 結論

 

　　干燥器、過(guò)濾器工作溫度區域宜為25±10℃，目前在用和繼續投用的空壓機排氣溫度普遍〉40℃，為保證后續凈化設備正常運行，應優(yōu)先采用冷卻+凈化流程，該方法與傳統的冷干+吸附有本質(zhì)區別，具有更好的凈化指標和更大的投資、運行成本優(yōu)勢。本文推薦的冷卻+凈化排序依次為冷卻器-水冷機組-預冷機。三者的使用工況和降溫幅度有所不同，至于采用什么方法，可依據現場(chǎng)條件、凈化指標和成本核算綜合考慮選擇。