【壓縮機網(wǎng)】摘要：儀表空氣在使用過(guò)程中，用戶(hù)端時(shí)常會(huì )出現儀表空氣帶水的情況。儀表氣帶水輕則造成控制儀表誤動(dòng)作，重則造成控制儀表?yè)p壞，影響生產(chǎn)。本文通過(guò)對儀表空氣帶水原因進(jìn)行分析，找出癥狀所在并提出解決對策。

　　文/山東魯抗醫藥股份有限公司 郭守征 邵冬艷 姚秀麗

 

 

　　儀表空氣又稱(chēng)儀表用壓縮空氣，是一種用于驅動(dòng)氣動(dòng)執行機構的氣源，在生產(chǎn)生活中被廣泛應用。儀表空氣在空氣壓力及空氣質(zhì)量上不同于一般壓縮空氣，儀表空氣的供應壓力一般在0.4MPa-0.7MPa之間，其空氣質(zhì)量在含塵量、含水量、含油量等方面在HG/T  20510-2014《儀表供氣設計規范》中明確要求。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì )出現儀表空氣帶水情況，對生產(chǎn)裝置的安全穩定運行帶來(lái)不利影響。筆者通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)中遇到實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行深入分析，并采取針對性的措施，儀表空氣帶水的異常逐一解決，保證了公司生產(chǎn)系統的穩定運行。

 

　　一、儀表空壓機及輔機介紹

　　儀表空氣由儀表空壓機制備，儀表空壓機根據其結構型式分為螺桿式和離心式，由于儀表空氣較工業(yè)普通壓縮空氣其使用量較小，故在企業(yè)生產(chǎn)中螺桿空壓機往往作為儀表壓縮機的主導機型，多數為撬裝箱式結構。螺桿空壓機分為單螺桿和雙螺桿兩種型式，其中雙螺桿空壓機由于其加工工藝性好、可靠性高等特點(diǎn)，在整個(gè)螺桿機市場(chǎng)上占到80%以上的份額，單螺桿壓縮機僅占不到20%。為滿(mǎn)足潔凈儀表空氣需要，無(wú)油螺桿空壓機被用于食品、制藥等領(lǐng)域的無(wú)菌設備的配套儀表氣源。儀表空壓機一般由空壓機主機、空氣緩沖罐、除塵過(guò)濾器、空氣凈化裝置、除水過(guò)濾器、除油過(guò)濾器等組成?？諝鈨艋b置根據用戶(hù)對儀表氣壓力露點(diǎn)要求的不同，可以選用冷干機或吸附式干燥機，經(jīng)冷干機處理后的空氣壓力露點(diǎn)一般在2-10℃，經(jīng)吸附式干燥機凈化后的空氣壓力露點(diǎn)一般不大于負40℃。根據HG/T 20510-2014《儀表供氣設計規范》3.0.1規定，儀表系統氣源操作（在線(xiàn)）壓力下的露點(diǎn)，應比工作環(huán)境或歷史上當地年(季)極端最低溫度至少低10℃。故儀表空氣凈化裝置的選擇應根據外界環(huán)境溫度進(jìn)行選擇，長(cháng)江以南的南方地區可以選用冷干機，長(cháng)江以北由于冬季氣溫均低于0℃，選擇吸附式干燥機較為合適。

 

　　二、儀表空氣除水工藝介紹

　　外界空氣通過(guò)吸氣過(guò)濾器進(jìn)入壓縮機內部被壓縮，空氣的壓力、溫度升高，經(jīng)壓縮后的高溫高壓空氣進(jìn)入空氣冷卻器進(jìn)行降溫（降溫介質(zhì)可以是強制循環(huán)的環(huán)境空氣，也可以是降溫水），將空氣溫度降低至40℃，之后進(jìn)入空氣緩沖罐，緩沖罐底部裝有排污閥，頂部或側面裝有安全閥，緩沖罐主要起到穩定外供儀表空氣氣壓的作用；自緩沖罐出來(lái)的高壓空氣進(jìn)入前置過(guò)濾器，前置過(guò)濾器可對壓縮空氣進(jìn)行初步過(guò)濾及凈化處理，可把大量的水分、油分及較大的顆粒物過(guò)濾掉，同時(shí)起著(zhù)保護后面凈化設備的作用；之后經(jīng)初步凈化的空氣進(jìn)入冷干機（或吸附式干燥機）進(jìn)行除濕，冷干機除濕的機理為將壓縮空氣經(jīng)過(guò)制冷回路的蒸發(fā)器進(jìn)一步降低高壓空氣的溫度到達壓力露點(diǎn)溫度2-10℃。吸附式干燥機的原理是，借助將飽和的壓縮空氣利用水分和空氣分子體積之不同，采用氣體凈化專(zhuān)用分子篩來(lái)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，再利用再生方法來(lái)還原分子篩，其壓縮空氣露點(diǎn)達到-40℃。從冷干機或吸附式干燥機來(lái)的高壓空氣再進(jìn)入后置式過(guò)濾器，繼續對空氣中析出的水分、油分、灰塵等進(jìn)行精密過(guò)濾，經(jīng)過(guò)濾后的成品空氣供應至儀表管網(wǎng)供各儀表執行機構使用。

 

　　三、幾種儀表空氣帶水的案例分析

　　1、2018年6月，我公司9#空壓機在運行中出現防喘振閥間歇動(dòng)作，造成該空壓機的異常放空。電儀人員隨即檢查儀表管路無(wú)泄漏，到達執行器端的儀表空氣壓力顯示正常，進(jìn)一步檢查發(fā)現，執行器前的空氣過(guò)濾器減壓閥內有大量凝水，部分凝水進(jìn)到氣動(dòng)執行機構腔體，后通過(guò)將執行機構內腔、過(guò)濾器減壓閥及儀表管內凝水排凈，機組防喘振閥恢復正常。

　　原因分析及對策：公司組織技術(shù)人員對儀表空氣帶水的原因進(jìn)行了仔細分析，發(fā)現該空壓機儀表空氣來(lái)自于本崗位2臺20Nm3/min螺桿氣源空壓機機組，機組按照一用一備設計，空氣后處理裝置（冷干機、過(guò)濾器、除水除油器等）均配置1套，機組安裝于廠(chǎng)房二層平臺，由于兩臺空壓機外供空氣管與廠(chǎng)區總儀表空氣母管相連，當外管網(wǎng)空氣壓力低時(shí)，兩臺空壓機運行，冷干機存在超負荷運行，造成外供儀表空氣壓力露點(diǎn)無(wú)法滿(mǎn)足設計要求；另外配置的除水、除油過(guò)濾器也存在凝水釋放閥不靈敏，造成空氣凝水排放不暢，部分凝水被帶入儀表空氣管網(wǎng)。為徹底解決氣源空壓機帶水問(wèn)題，公司新增1套氣源空壓機的空氣凈化設備，與已有的空氣凈化設備并聯(lián)使用，同時(shí)在空氣凈化裝置末端再增加1臺油水分離器，確保進(jìn)入儀表空氣管網(wǎng)的空氣無(wú)凝水。該措施實(shí)施后，該儀表空氣未再出現帶水現象。

　　2、2020年12月-2021年1月期間，我公司一合成車(chē)間經(jīng)常出現進(jìn)入其車(chē)間的儀表空氣管道出現冰堵，現場(chǎng)空氣儀表無(wú)法運行。

　　原因分析及對策：該車(chē)間儀表空氣來(lái)自廠(chǎng)區儀表空氣管網(wǎng)，儀表空氣由公司動(dòng)力車(chē)間集中供應，空氣凈化裝置為除水、除油器，吸附式干燥機。在該車(chē)間儀表空氣管道出現問(wèn)題時(shí)，其他車(chē)間未反應儀表空氣問(wèn)題。檢測空壓機經(jīng)凈化處理后空氣壓力露點(diǎn)在設計范圍內。經(jīng)過(guò)對該用戶(hù)儀表空氣管道的排查，發(fā)現該用戶(hù)用氣支管接入位置在儀表空氣母管的末端下部（管道未保溫），該用氣點(diǎn)夜間不使用。由于北方冬季夜間溫度較低，不流動(dòng)的空氣溫度接近外界環(huán)境溫度，母管末端及儀表氣支管管道內壁會(huì )析出冰晶。由于儀表管道內徑相對較小，當儀表用氣時(shí)，極易將管道內部的冰晶帶入儀表前部的空氣過(guò)濾器減壓閥處，將其通道堵塞，造成儀表空氣停供。通過(guò)對用氣量較小的儀表管道進(jìn)行保溫，同時(shí)在進(jìn)入廠(chǎng)房前設置空氣緩沖罐，夜間注意適當加大連續排污。通過(guò)以上措施，解決了該車(chē)間儀表管冰堵的問(wèn)題。

　　3、2021年2月初，我公司另一動(dòng)力崗位14#空壓機氣動(dòng)防喘振閥也出現異常放空的情形，電儀人員檢查發(fā)現同樣是氣動(dòng)防喘振閥執行機構前空氣過(guò)濾器減壓閥處有連續水滴流出，檢查執行機構腔體內有空氣凝水，拔出儀表空氣接管，儀表空氣內有大量凝水噴出。

　　原因分析及對策：該崗位儀表空氣來(lái)自于本崗位2臺30Nm3/min螺桿氣源空壓機機組，每臺機組均配備了獨立的空氣后處理裝置（緩沖罐、過(guò)濾器、吸附式干燥機、除水除油器等），兩臺氣源空壓機2020年8月份正式投入運行。2020年11月份崗位人員發(fā)現兩臺螺桿機組在運行過(guò)程中存在油位逐漸降低的情況，聯(lián)系廠(chǎng)家技術(shù)人員更換1臺機組油濾器，同時(shí)對空壓機缺少的潤滑油進(jìn)行補加，發(fā)現儀表空氣帶水的問(wèn)題后，崗位人員使用露點(diǎn)儀對兩臺螺桿空壓機外供儀表空氣的露點(diǎn)溫度進(jìn)行檢測，發(fā)現儀表空氣露點(diǎn)溫度較設計明顯升高，結合前期空壓機出現的油位下降等原因，可以判斷是空壓機潤滑油污染了吸附式干燥機內的氧化鋁吸附劑，造成干燥機的效能下降，從而出現外供儀表空氣帶水。在對兩臺干燥機吸附劑進(jìn)行了更換后，檢測外供空氣露點(diǎn)指標正常，氣源末端儀表過(guò)濾器未出現凝水。

 

　　四、減輕或消除儀表空氣帶水的幾點(diǎn)建議

　　1、合理匹配氣源空壓機后處理設施。根據用戶(hù)對儀表空氣需求的品質(zhì)，合理選擇滿(mǎn)足相應壓力露點(diǎn)的空氣干燥裝置；另外空氣干燥設備的處理能力要大于氣源空壓機的額定排氣量，不低于空壓機排氣量的1.1倍；同時(shí)為保證空氣凈化裝置后儀表空氣不含凝水，有必要在廠(chǎng)家標配的除水、除油、除塵過(guò)濾器后再增加1臺空氣緩沖罐（內含不銹鋼絲網(wǎng)，具有再次除水除油功能），該緩沖罐還可起到穩定空氣管網(wǎng)壓力的作用，另外緩沖罐的管道要按照側下方進(jìn)氣，上部出氣的原則進(jìn)行配置，儲罐底部安裝自動(dòng)凝水排放閥。

　　2、對儀表空氣輸送管道適當保溫，在晝夜溫差較大的地區、儀表空氣流速較慢的管段更應當進(jìn)行。管網(wǎng)保溫，可減少儀表空氣在輸送過(guò)程中因溫度降低導致的水分析出。儀表空氣管道保溫材料可以采用橡塑棉，易于施工，效果較好。

　　3、為減少儀表空氣帶水對末端儀表的影響，建議在儀表空氣支管進(jìn)入車(chē)間后設置簡(jiǎn)易的空氣緩沖儲罐，儲罐底部裝設自動(dòng)疏水閥，儀表空氣經(jīng)空氣緩沖罐后再進(jìn)入相應儀表執行機構，此方法簡(jiǎn)單實(shí)用。

　　4、氣動(dòng)儀表裝置前務(wù)必按照《儀表供氣設計規范》安裝空氣過(guò)濾減壓閥，可以將水分進(jìn)行有效截留，避免水分進(jìn)入儀表執行器內部，有效保護儀表。

　　5、儀表空氣管網(wǎng)避免與非儀表空氣管相連通，非儀表空氣一般未進(jìn)行除濕，一旦連通，將導致儀表空氣品質(zhì)惡化。

　　6、定期對儀表空氣壓力露點(diǎn)進(jìn)行檢測，發(fā)現露點(diǎn)溫度異常，及時(shí)分析并采取相應措施；同時(shí)做好冷干機、吸附式干燥機、置過(guò)濾器的日常維護保養，確保設施完好。

 

　　結束語(yǔ)

　　儀表空氣相比其它動(dòng)力能源雖然產(chǎn)量相對較小，但在生產(chǎn)中的作用不容小覷。儀表空氣作為關(guān)鍵設備設施相應儀表的控制氣源，要確保儀表空氣質(zhì)量符合生產(chǎn)需求。希望通過(guò)這幾起儀表空氣帶水的問(wèn)題分析，提醒同行們關(guān)注儀表空氣系統的運行，為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的正常運行保駕護航。

 

　　第一作者簡(jiǎn)介

　　郭守征（1972—），男，大學(xué)學(xué)歷，學(xué)士學(xué)位，山東魯抗醫藥股份有限公司動(dòng)力車(chē)間副主任，高級工程師。

 

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