|
冷干機(jī)技術(shù)寶典.上【冷干機(jī)百科全書】
目前國產(chǎn)冷干機(jī)在零部件的硬件配置上與國外進(jìn)口機(jī)相差不大,制冷壓縮機(jī)、制冷配件及制冷劑都大量使用國際著名品牌。而在冷干機(jī)的用戶適用性上則普遍超過了進(jìn)口機(jī),這是因?yàn)閲鴥?nèi)各生廠廠家在設(shè)計(jì)、制作冷干機(jī)時(shí)已經(jīng)充分考慮到國內(nèi)用戶特點(diǎn),尤其是氣候條件及日常維護(hù)特點(diǎn)。例如國產(chǎn)冷干機(jī)的制冷壓縮機(jī)功率普遍比同規(guī)格進(jìn)口機(jī)大,這就充分適應(yīng)了我國幅員遼闊、各地/不同季節(jié)氣溫差異較大的特點(diǎn)。另外國產(chǎn)機(jī)在價(jià)格上也頗具競爭性,在售后服務(wù)上更具無可相比的優(yōu)勢。所以國產(chǎn)冷干機(jī)在國內(nèi)市場上是頗受歡迎的。 目前國產(chǎn)冷干機(jī)與進(jìn)口冷干機(jī)的差距主要表現(xiàn)在制作工藝水平上,尤其在冷媒系統(tǒng)管路清潔、裝配焊接等方面差距較。另外,進(jìn)口進(jìn)現(xiàn)在已普通使用對(duì)大氣臭氧層無破壞作用的綠色環(huán)保型制冷劑R134a,這在國產(chǎn)冷干機(jī)上一時(shí)還很難辦到。 2與吸附式干燥器相比冷干機(jī)有哪些特點(diǎn)?與吸附式干燥相比,冷凍干燥機(jī)有下列特點(diǎn):
與吸附式干燥機(jī)相比,冷干機(jī)對(duì)壓縮空氣處理的“壓力露點(diǎn)”只能達(dá)到10℃左右,因此氣體的干燥深度遠(yuǎn)不及吸附式干燥機(jī),在相當(dāng)多的應(yīng)用領(lǐng)域中,用冷干機(jī)是達(dá)不到工藝對(duì)氣源干燥度要求的。在技術(shù)界已形成了一個(gè)選型慣例:當(dāng)“壓力露點(diǎn)”要求在零上時(shí),首先冷干機(jī),當(dāng)“壓力露點(diǎn)”要求在零下時(shí),吸附式干燥機(jī)是唯一的選擇。 3如何獲得極低露點(diǎn)的壓縮空氣?壓縮空氣經(jīng)冷干機(jī)處理后的露點(diǎn)可在-20℃(常壓)左右,經(jīng)吸附式干燥器處理露點(diǎn)可達(dá)范圍-60℃以上。但某些對(duì)空氣干燥度要求極高的行業(yè)講(如微電子行業(yè)要求露點(diǎn)達(dá)到-80℃)顯然還是不夠的,F(xiàn)在技術(shù)界所推行的辦法是冷干機(jī)與吸附式干燥機(jī)串聯(lián)起來,以冷干機(jī)作吸附干燥器的前置預(yù)處理設(shè)備,使壓縮空氣水分含量大量減少后再進(jìn)入吸附干燥機(jī),便可獲得極低露點(diǎn)的壓縮空氣。而且進(jìn)入吸附干燥器的壓縮空氣溫度越低,最終獲得的壓縮空氣露點(diǎn)也越低。據(jù)國外資料介紹,當(dāng)吸附干燥機(jī)的進(jìn)氣溫度為2℃時(shí),采用分子篩作吸附劑,壓縮空氣的露點(diǎn)可達(dá)-100℃以下。這種方法在國內(nèi)也已普遍采用。 4冷干機(jī)與活塞式空壓機(jī)配套應(yīng)注意什么?活塞式空壓機(jī)是非連續(xù)供氣的,在工作時(shí)有氣流脈沖產(chǎn)生。氣流脈沖對(duì)冷干機(jī)各部件形成強(qiáng)烈、持久的沖擊,會(huì)導(dǎo)致冷干機(jī)出現(xiàn)一系列機(jī)械損傷,所以冷干機(jī)與活塞式空壓機(jī)連用時(shí),在空壓機(jī)下游側(cè)應(yīng)設(shè)置緩沖貯氣罐。 5使用冷干機(jī)應(yīng)注意哪些事項(xiàng)?使用冷干機(jī)應(yīng)注意下列事宜:
6壓縮空氣中油霧含量過高對(duì)冷干機(jī)運(yùn)行有什么影響?空壓機(jī)的排氣含油量是各不相同的,如國產(chǎn)活塞式有油潤滑空壓機(jī)排氣含油量為65—220mg/m3,少油潤滑空壓機(jī)排氣含油量是30~40mg/m3,國產(chǎn)所謂無油潤滑空壓機(jī)(實(shí)際上是半無油潤滑)排氣含油量也有6~15mg/m3;有時(shí),由于空壓機(jī)中的油氣分離器損壞失效,會(huì)使空壓機(jī)排氣中的含油量大大增加,含油量大的壓縮空氣進(jìn)入冷干機(jī)后會(huì)在換熱器銅管表面蒙上一層厚厚的油膜,由于油膜的傳熱阻力要比銅管大40~70倍,這就大大降低了預(yù)冷器及蒸發(fā)器的換熱性能,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使冷干機(jī)無法正常工作。具體表現(xiàn)為蒸發(fā)壓力下降而露點(diǎn)反而上升、冷干機(jī)排氣中含油量不正常增大、自動(dòng)排水器經(jīng)常被油污堵塞等。這種情況下,即使冷干機(jī)管線系統(tǒng)中不斷更換除油過濾器也無濟(jì)于事,維持不了多久精密除油過濾器的濾芯就會(huì)很快被油污堵塞。最好的辦法是修理空壓機(jī),更換油氣分離器濾芯,使其排氣含油量達(dá)到正常的出廠指標(biāo)。 7冷干機(jī)應(yīng)怎樣正確配置過濾器?來自氣源的壓縮空氣中含有大量液態(tài)水、粒徑不等的固體粉塵及油污、油蒸汽等。如果讓這些雜質(zhì)直接進(jìn)入冷干機(jī),將使冷干機(jī)工作狀況惡化。例如油污會(huì)使預(yù)冷器及蒸發(fā)器里的換熱銅管受污染,影響熱交換;液態(tài)水則加大冷干機(jī)的工作負(fù)荷,固體雜質(zhì)容易堵塞排水孔。所以一般要求在冷干機(jī)進(jìn)氣口上游裝一支前置過濾器,用來作雜質(zhì)過濾及油水分離用,以避免上述情況的發(fā)生。前置過濾器對(duì)固體雜質(zhì)的過濾精度不用很高,一般在10~25μ就可以了,但對(duì)液態(tài)水和油污的分離效率則高一點(diǎn)為好。 冷干機(jī)的后置過濾器是否裝設(shè),應(yīng)由用戶對(duì)壓縮空氣的質(zhì)量要求來確定。對(duì)一般動(dòng)力用氣,配一支精度較高的主管路過濾器即可。在用氣要求更高的時(shí)候,應(yīng)配置相應(yīng)的除油霧過濾器或活性碳過濾器。 8要使冷干機(jī)的排氣溫度很低,該怎么辦?在某些特殊行業(yè),不僅要使用壓力露點(diǎn)(即含水量)很低的壓縮空氣,而且要求壓縮空氣的溫度也要很低,即要把冷干機(jī)當(dāng)作“脫水冷風(fēng)機(jī)”來使用。此時(shí)所采取的措施是:
9進(jìn)氣溫度過高時(shí)冷干機(jī)應(yīng)采取什么措施?進(jìn)氣溫度是冷干機(jī)的一個(gè)重要技術(shù)參數(shù),所有廠家對(duì)冷干機(jī)進(jìn)氣溫度上限均有明顯限制,因?yàn)檫M(jìn)氣溫度高,不僅意味著顯熱的增加,而且壓縮空氣中所含的水蒸汽含量也增加了。 JB/JQ209010-88規(guī)定冷干機(jī)的進(jìn)氣溫度不超過38℃,國外許多著名冷干機(jī)生產(chǎn)廠家也有相似的規(guī)定。按理當(dāng)空壓機(jī)排氣溫度超過38℃時(shí),必須在空壓機(jī)下游增設(shè)后部冷卻器,使壓縮空氣溫度降低到規(guī)定值后再進(jìn)入后處理設(shè)備。 國產(chǎn)冷干機(jī)的現(xiàn)狀是,冷干機(jī)進(jìn)氣溫度的允許值在不斷提高,如不帶前置冷卻器的普通型冷干機(jī),從90年代初期的40℃開始提升,目前已出現(xiàn)進(jìn)氣溫度為50℃的普通型冷干機(jī)了。姑且不論有沒有商業(yè)炒作成分,單從技術(shù)角度講,進(jìn)氣溫度的提升不僅僅反映是氣體“顯溫”的升高,而更反映在含水量的增加,對(duì)冷干機(jī)負(fù)荷的增加不是簡單的線性關(guān)系。如果靠增大制冷壓縮機(jī)的功率來補(bǔ)償負(fù)荷的增大,在成本上是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不合算的,因?yàn)樵诔胤秶鷥?nèi),使用后部冷卻器來降低壓縮空氣溫度是最經(jīng)濟(jì)有效的做法。高溫進(jìn)氣型冷干機(jī)就是在不改變制冷系統(tǒng)條件下,將后部冷卻集裝在冷干機(jī)上,效果是非常明顯的。 10除溫度外冷干機(jī)對(duì)環(huán)境狀況還有哪些要求?環(huán)境溫度對(duì)冷干機(jī)工作的影響是非常大的。除此之外,冷干機(jī)對(duì)其周圍環(huán)境還有如下要求:
11環(huán)境溫度高低對(duì)冷干機(jī)運(yùn)行有哪些影響?環(huán)境溫度高對(duì)冷干機(jī)制冷系統(tǒng)的散熱十分不利,當(dāng)環(huán)境溫度高于正常的冷媒冷凝溫度時(shí),迫使冷媒冷凝壓力提高,這將使壓縮機(jī)制冷量下降,最終導(dǎo)致壓縮空氣的“壓力露點(diǎn)”升高。 一般講來,環(huán)境溫度低一點(diǎn)對(duì)冷干機(jī)運(yùn)行是有利的。但在太低的環(huán)境溫度(例如低于攝氏零度)下,盡管進(jìn)入冷干機(jī)的壓縮空氣溫度不低,壓縮空氣露點(diǎn)也不會(huì)因此而有大的變化。但凝結(jié)水通過自動(dòng)排水器向外排水時(shí),很可能會(huì)在排水口結(jié)冰,這是一定要防止的。另外,在停機(jī)時(shí),原先聚集在冷干機(jī)蒸發(fā)器里的凝結(jié)水或積存在自動(dòng)排水器儲(chǔ)水杯內(nèi)的凝結(jié)水有可能結(jié)冰,存積在冷凝器里的冷卻水也會(huì)結(jié)冰,所有這一切都會(huì)引起冷干機(jī)相關(guān)零部件的損壞。 更須提醒用戶注意的是:環(huán)境溫度低于2℃時(shí),壓縮空氣的輸氣管道本身就相當(dāng)于一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)良好的冷干機(jī),此時(shí)要注意的是管道本身凝結(jié)水的處理問題。所以很多廠家在冷干機(jī)使用手冊(cè)中明確規(guī)定:氣溫低于2℃時(shí),不要使用冷干機(jī)。 12冷干機(jī)負(fù)荷高低取決于哪些因素?冷干機(jī)負(fù)荷的高低取決于被處理壓縮空氣的含水量,含水量越多,負(fù)荷就越高。因此冷干機(jī)的工作負(fù)荷除了直接與被處理壓縮空氣的流量(Nm3/min)有關(guān)外,對(duì)冷干機(jī)負(fù)荷最有影響的參數(shù)還有:
此外空壓機(jī)吸氣環(huán)境下的相對(duì)濕度對(duì)壓縮空氣的飽和含水量也有關(guān)系,因此也對(duì)冷干機(jī)工作負(fù)荷產(chǎn)生影響:相對(duì)濕度越大,飽和壓縮氣體中所含水分就越多,冷干機(jī)負(fù)荷越高。 13冷干機(jī)標(biāo)2—10℃的“壓力露點(diǎn)”范圍是不是大了一點(diǎn)?有人認(rèn)為冷干機(jī)標(biāo)注2—10℃的“壓力露點(diǎn)”范圍,溫度相差“5倍”是不是大了一些?這種認(rèn)識(shí)是不正確的:
14冷干機(jī)的“壓力露點(diǎn)”究竟可達(dá)多少(℃)?在不同廠家的產(chǎn)品樣本上,冷干機(jī)的“壓力露點(diǎn)”有多種不同的標(biāo)注:計(jì)有0℃、1℃、1.6℃、1.7℃、2℃、3℃、2~10℃、10℃等(其中10℃僅見諸國外產(chǎn)品樣本)。這給用戶選型帶來了不便。因此實(shí)事求是地探討冷干機(jī)的“壓力露點(diǎn)”究竟能達(dá)到多少℃,是很有實(shí)際意義的。 我們知道,冷干機(jī)“壓力露點(diǎn)”受三個(gè)條件限制,即:
壓縮空氣在蒸發(fā)器里的最終冷卻溫度比冷媒蒸發(fā)溫度高3—5℃是正常的;過分降低蒸發(fā)溫度又于事無補(bǔ);由于氣水分離器效率的限制,少量凝結(jié)水在預(yù)冷器的熱交換中還原成水蒸氣也會(huì)使壓縮空氣含水量有所提高。 所有這些因素加在一起,要將冷干機(jī)的“壓力露點(diǎn)”控制在2℃以下是非常困難的。至于0℃、1℃、1.6℃、1.7℃等標(biāo)注,往往是商業(yè)宣傳成份多于了實(shí)際效果,人們不必過分當(dāng)真。 實(shí)際上,冷干機(jī)的“壓力露點(diǎn)”定在10℃以下對(duì)生產(chǎn)廠家講來已經(jīng)不是一個(gè)低標(biāo)準(zhǔn)要求。機(jī)械部標(biāo)準(zhǔn)JB/JQ209010-88《壓縮空氣冷凍式干燥機(jī)技術(shù)條件》就規(guī)定,冷干機(jī)的“壓力露點(diǎn)”是10℃(同時(shí)給出了相應(yīng)的條件);而國家推薦標(biāo)準(zhǔn)GB/T12919-91《船用控制氣源凈化裝置》對(duì)冷干機(jī)的大氣壓露點(diǎn)要求為-17~-25℃,相當(dāng)于0.7MPa下的2~10℃。 國內(nèi)多數(shù)廠家給冷干機(jī)“壓力露點(diǎn)”給出了一個(gè)范圍限制(例如2—10℃),按其下限,即使在最低負(fù)荷工況下冷干機(jī)內(nèi)部也不會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象;而上限即規(guī)定了在額定工況下冷干機(jī)應(yīng)達(dá)到的含水量指標(biāo)。在良好的工作條件下,通過冷干機(jī)獲得5℃左右的“壓力露點(diǎn)”的壓縮空氣應(yīng)是可以做到的。所以這不失為是一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臉?biāo)注方法。 15冷干機(jī)有哪些技術(shù)參數(shù)?冷干機(jī)的技術(shù)參數(shù)主要有:處理量(Nm3/min),進(jìn)氣溫度(℃),工作壓力(MPa),壓力降(MPa),壓縮機(jī)功率(Kw),冷卻水耗量(t/h)。 冷干機(jī)的目標(biāo)性參數(shù)——“壓力露點(diǎn)”(℃),在國外廠商的產(chǎn)品型錄上一般并不作為獨(dú)立參數(shù)標(biāo)注在“性能規(guī)格表”上。究其原因,“壓力露點(diǎn)”與被處理壓縮空氣的很多參數(shù)有關(guān)。如果標(biāo)出“壓力露點(diǎn)”,也一定附帶說明相關(guān)條件(諸如進(jìn)氣溫度、工作壓力、環(huán)境溫度等)。 16常用冷干機(jī)分幾類?常用冷干機(jī)按冷凝器的冷卻方式分有風(fēng)冷型、水冷型兩種;按進(jìn)氣溫度高低分有高溫進(jìn)氣型(80℃以下)和常溫進(jìn)氣型(40℃左右);按工作壓力分有普通型(0.3—1.0MPa)和中、高壓型(1.2MPa以上)。此外許多特殊規(guī)格的冷干機(jī)可以用來處理非空氣類介質(zhì),如:二氧化碳、氫氣、天然氣、高爐煤氣、氮?dú)獾取?/span> 17冷干機(jī)中自動(dòng)排水器的數(shù)量與位置如何確定?自動(dòng)排水器的一次排水量是有一定限度的。如果在同一時(shí)間里冷干機(jī)凝結(jié)水的生成量大于自動(dòng)排水量的排水量,那么機(jī)內(nèi)就會(huì)有凝結(jié)水積存。時(shí)間一長,凝結(jié)水會(huì)越聚越多。因此在大、中型冷干機(jī)中,往往要裝兩只以上的自動(dòng)排水器,以保證機(jī)內(nèi)不積存凝結(jié)水。自動(dòng)排水器應(yīng)安裝在預(yù)冷器和蒸發(fā)器的下游,最常見的是直接裝在氣水分離器下方。 18使用自動(dòng)排水器應(yīng)注意什么?在冷干機(jī)中自動(dòng)排水器可以說是最易出故障的一個(gè)部件。原因是冷干機(jī)所排出的凝結(jié)水并不是清潔水,而是混有固態(tài)雜質(zhì)(灰塵、銹泥等)、油污的稠狀液體(所以自動(dòng)排水器又叫“自動(dòng)排污器”),它極易堵塞排水小孔。為此自動(dòng)排水器進(jìn)口處裝有一只濾網(wǎng)。但使用時(shí)間長了,濾網(wǎng)也會(huì)被油污雜質(zhì)堵塞,如果不及時(shí)清洗,將使自動(dòng)排水器失去作用。所以每隔一定時(shí)間清洗排水器里的濾網(wǎng)是很重要的。另外,自動(dòng)排水器要有一定壓力才能工作,例如常用的RAD-404 型自動(dòng)排水器最低工作氣壓是0.15MPa,壓力太低會(huì)出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。但壓力也不能超過額定值以防止貯水杯發(fā)生爆裂。在環(huán)境溫度低于零度時(shí)要放盡貯水杯內(nèi)的凝結(jié)水,以防結(jié)冰、凍裂。 19自動(dòng)排水器是怎樣工作的?當(dāng)排水器貯水杯內(nèi)水位達(dá)到一定高度時(shí),壓縮空氣的壓力將浮球壓力下關(guān)閉排水孔,就不會(huì)造成氣流泄漏,隨著貯水杯內(nèi)水位升高(此時(shí)冷干機(jī)內(nèi)并不積水),浮球上升到一定高度便打開排水孔,杯內(nèi)凝結(jié)水在氣壓作用下很快排出機(jī)外。凝結(jié)水排盡后浮球又在氣壓作用下關(guān)閉排水孔。所以自動(dòng)排水器是一種節(jié)能器。它不僅在冷干機(jī)中得到應(yīng)用,而且在貯氣罐、后冷卻器及過濾順路等多種氣源處理設(shè)備上都得到廣泛的應(yīng)用。除了常用的浮球式自動(dòng)排水器外,還經(jīng)常使用電子自動(dòng)定時(shí)排水器,這種排水器的排水時(shí)間及兩次排水時(shí)間間隔都可調(diào)整,而且能耐較高壓力,應(yīng)用也能很普遍。 20冷干機(jī)中為什么要使用自動(dòng)排水器?為了將冷干機(jī)中的凝結(jié)水及時(shí)、徹底排出機(jī)外,最簡單的辦法就是在蒸發(fā)器末端開一個(gè)排水孔,便可將機(jī)內(nèi)生成的凝結(jié)水源源不斷地排出。但其弊病也是顯而易見的。因?yàn)樵谂潘耐瑫r(shí)壓縮空氣也將源源不斷的排出,使壓縮空氣氣壓迅速下降。這對(duì)氣源系統(tǒng)講來是不能允許的。用手閥人工定時(shí)排水雖然可行,但需增加人力及由此帶來的一系列的管理麻煩。使用自動(dòng)排水器,可定時(shí)(定量)自動(dòng)排除機(jī)內(nèi)積水。 21及時(shí)排出凝結(jié)水對(duì)冷干機(jī)運(yùn)行有何重要意義?冷干機(jī)工作時(shí)會(huì)在預(yù)冷器及蒸發(fā)器容積里積聚大量凝結(jié)水,如果不及時(shí)、徹底排出這些凝結(jié)水,冷干機(jī)就成了一只貯水器。其結(jié)果:
22冷干機(jī)排氣帶水一定是露點(diǎn)不夠引起的嗎?壓縮空氣干燥度指的是干壓縮空氣中混雜的水蒸氣含量的多少,水蒸氣含量少,空氣就干燥,反之就潮濕。 壓縮空氣干燥度用“壓力露點(diǎn)”高低來衡量,“壓力露點(diǎn)”低,壓縮空氣就干燥。有時(shí)從冷干機(jī)排出的壓縮空氣中會(huì)混雜有少量液態(tài)水滴,但這并不一定是壓縮空氣露點(diǎn)不夠造成的。排氣中液態(tài)水滴的存在,可能是由于機(jī)內(nèi)積水、排水不暢或分離不全引起的,尤其是自動(dòng)排水器堵塞引起的故障影響最大。冷干機(jī)排氣帶水比露點(diǎn)不夠能下游用氣設(shè)備帶來更壞的不利影響,應(yīng)找出原因予以消除。 23氣水分離器的效率與壓力降有什么關(guān)系?在擋板式氣水分離器中(無論是平面擋板、V型擋板還是螺旋擋板)適當(dāng)增加擋板數(shù)量,縮小擋板間距(螺距)能提高汽水分離效率。但與此同時(shí),也帶來壓縮空氣壓力降的增大。而且過密的擋板間距會(huì)產(chǎn)生氣流嘯叫,所以在設(shè)計(jì)擋板時(shí)要兼顧這對(duì)予盾。 24如何評(píng)價(jià)氣水分離器在冷干機(jī)中的作用?在冷干機(jī)中,汽水分離作用發(fā)生在壓縮空氣的全流程中。預(yù)冷器和蒸發(fā)器中設(shè)置的多塊折流擋板對(duì)氣體中的凝結(jié)水起著攔截、集聚和分離作用。分離下來的凝結(jié)水只要能及時(shí)、徹底排出機(jī)外,也能獲得一定露點(diǎn)的壓縮空氣。例如,對(duì)某一型號(hào)的冷干機(jī)實(shí)測結(jié)果表明,約有70%以上的凝結(jié)水是在氣水分離器前被自動(dòng)排水器排出機(jī)外的,其余漏網(wǎng)的水滴(大部分粒徑都很細(xì)。┎趴吭O(shè)在蒸發(fā)器與預(yù)冷器之間的氣水分離器 來作最后的有效捕捉,這部分水滴盡管數(shù)量不多,但對(duì)“壓力露點(diǎn)”有很大影響;它們一旦進(jìn)入了預(yù)冷器并在那里二次蒸發(fā)還原成水蒸氣,將使壓縮空氣的含水量大大提高。所以一只高效、專用的氣水分離器對(duì)提高冷干機(jī)工作性能起著十分重要的作用。
25過濾器式氣水分離器在使用中有何局限?用過濾器作冷干機(jī)的氣水分離器效果是很好的,因?yàn)檫^濾器對(duì)一定粒徑水滴的過濾效率可達(dá)100%,但實(shí)際上卻很少有冷干機(jī)用過濾器來作汽水分離用。其原因在于: ①在高濃度水霧中使用,濾芯極易堵塞,更換起來又很麻煩; ②對(duì)小于一定粒徑的凝結(jié)水滴無能為力; ③價(jià)格較貴。 26旋風(fēng)式氣水分離器的工作原因是什么?旋風(fēng)分離器也是一種慣性分離器,較多地用于氣固分離。壓縮空氣沿壁切線方向進(jìn)入分離器后,在里面產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)混在氣體中的水滴也跟著一起旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生離心力,質(zhì)量大的水滴所產(chǎn)生的離心力大,在離心力作用下大水滴向外壁移動(dòng),碰到外壁(也是檔板)后再集聚長大并與氣體分離;而粒徑較小的水滴卻在氣體壓力作用下向呈負(fù)壓狀態(tài)的中心軸線遷移。廠家往往在旋風(fēng)分離器內(nèi)部增設(shè)螺旋檔板來增強(qiáng)分離效果(同時(shí)也增加了壓力降)。但是由于旋轉(zhuǎn)氣流中心負(fù)壓區(qū)的存在,受離心力較小的細(xì)小水滴極易被負(fù)壓吸入預(yù)冷器,造成露點(diǎn)上升。 這種分離器在除塵設(shè)置的固——?dú)夥蛛x中也屬低效設(shè)備,目前已逐漸被更高效的除塵器(如電除塵、布袋脈沖除塵器等)所替代。不加改造用的在冷干機(jī)中作汽水分離器用,分離效率不會(huì)很高。且由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,何種龐大,實(shí)際上無螺旋擋板的“旋風(fēng)分離器”,在冷干機(jī)中應(yīng)用并不普遍。 27擋板式氣水分離器在冷干機(jī)中是怎樣工作的?擋板分離器是慣性分離器的一種。這種分離器,尤其是由多塊擋板組成“百葉窗”式的擋板分離器在冷干機(jī)中得到較廣泛的應(yīng)用。它們對(duì)粒徑分布很廣的水滴有良好的汽水分離作用。由于檔板材料對(duì)液態(tài)水滴有良好的浸潤作用,不同粒徑的水滴在與擋板碰撞后,在檔板表面生成很薄一層水會(huì)順著擋板流下來,并在擋板邊緣集聚成更大顆粒的水滴,水滴在本身重力作用下與空氣分離。 擋板分離器的捕捉效率取決于氣流速度、擋板形狀及擋板間距。有人研究V 型擋板的水滴捕捉率大約是平面擋板的兩倍。 擋板式氣水分離器,按擋板開關(guān)及布置方式,又可分導(dǎo)形擋板和螺旋擋板等。(后者即是常用的“旋風(fēng)分離器”);擋板分離器的檔板對(duì)固體粒子捕捉率很低,但在冷干機(jī)中壓縮空氣中固體粒子,幾乎全部被水膜包圍,所以在捕捉水滴的同時(shí),擋板也能把固體粒子一起分離出來。
28氣水分離器效率對(duì)露點(diǎn)影響有多大?盡管在壓縮空氣流徑中設(shè)置一定數(shù)量的擋水板確實(shí)能將大部分凝結(jié)水滴與氣體分離開來,但那些粒徑更細(xì)小的水滴,特別是在最后一塊折流擋板后生成的凝結(jié)水仍有可能進(jìn)入排氣通道。如果不加阻攔,這部分凝結(jié)水在預(yù)冷器里遇熱蒸發(fā)成水蒸汽,使壓縮空氣的露點(diǎn)升高。例如0.7MPa 的1Nm3 壓縮空氣在冷干機(jī)中溫度從40℃(含水量為7.26g)降至2℃(含水量為0.82g),冷凝結(jié)生成水量為6.44g;如果其中70%(4.51g) 凝結(jié)水在氣體流動(dòng)過程中“自發(fā)”分離并排出機(jī)外,則尚有1.93g 凝結(jié)水要由“氣水分離器”來完成捕捉分離;如果“氣水分離器”的分離效率是80%,則最終還有0.39g 的液態(tài)水要隨空氣進(jìn)入預(yù)冷器并在那里二次蒸發(fā)還原水蒸氣,使壓縮空氣水蒸氣含量由曾經(jīng)達(dá)到過的0.82g 增加到1.21g,此時(shí)壓縮空氣的“壓力露點(diǎn)”上升到8℃。 由此可見,提高冷干機(jī)“氣水分離器”的分離效率,對(duì)降低壓縮空氣的“壓力露點(diǎn)”有十分重要的意義。 29壓縮空氣與凝結(jié)水是如何分離的?冷干機(jī)中凝結(jié)水的生成和汽水分離過程,是從壓縮空氣進(jìn)入冷干機(jī)就開始的。在預(yù)冷器和蒸發(fā)器中設(shè)置了折流擋板后,這種汽水分離過程就變得更加強(qiáng)烈。凝結(jié)水滴在擋板碰撞后由于運(yùn)動(dòng)變向、慣性重力等綜合作用而集聚、而長大,最后在本身重力作用下實(shí)現(xiàn)汽水分離?梢赃@樣說,冷干機(jī)中相當(dāng)大一部分凝結(jié)水是在流動(dòng)過程中“自發(fā)”進(jìn)氣汽水分離的。為了捕捉殘留在空氣中的一部分細(xì)小水滴,冷干機(jī)中還設(shè)置了 更高效的專用氣水分離器,以便讓進(jìn)入排氣管的液態(tài)水降至最少,從而盡可能降低壓縮空氣的“露點(diǎn)”。 30冷干機(jī)凝結(jié)水是怎樣生成的?通常飽和的高溫壓縮空氣進(jìn)入冷干機(jī)后,所含的水蒸氣由兩條途徑凝結(jié)成液態(tài)水,即:
由于壓縮空氣攜帶的固體塵粒在凝結(jié)水生成過程起著“凝結(jié)核”的作用,這也啟發(fā)我們有理由認(rèn)為,冷干機(jī)中凝結(jié)水生成過程是壓縮空氣的“自凈”過程。
31壓縮機(jī)產(chǎn)冷量與冷干機(jī)負(fù)荷有什么關(guān)系?熱負(fù)荷計(jì)算是冷干機(jī)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。在有預(yù)冷器存在的情況下,我們將蒸發(fā)器熱負(fù)荷作為選擇制冷壓縮機(jī)及制冷系統(tǒng)其他部件的依據(jù)。由于冷干機(jī)的工作條件在不斷變化,蒸發(fā)器熱負(fù)荷隨進(jìn)氣溫度、氣體壓力、環(huán)境條件(溫度、濕度等)變化而變化。各廠家蒸發(fā)器計(jì)算熱負(fù)荷的確定原則不盡相同。但在任何情況下,制冷壓縮機(jī)的產(chǎn)冷量總是要大于蒸發(fā)器的計(jì)算熱負(fù)荷,不然就不能保證在極端工況條件下壓縮空氣的處理效果。 對(duì)一臺(tái)已選定的制冷壓縮機(jī)來講,產(chǎn)冷量主要取決于蒸發(fā)溫度和冷凝溫度(由lgP-i圖可以作具體計(jì)算),而與蒸發(fā)器熱負(fù)荷沒有關(guān)系。這就是為什么在低負(fù)荷時(shí)冷干機(jī)會(huì)出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象。 32目前國產(chǎn)冷干機(jī)使用哪種冷媒?有什么特點(diǎn)?目前國產(chǎn)冷干機(jī)極大多數(shù)都采用R22 作冷媒。它的特點(diǎn):不燃燒、不爆炸、無色、無味、毒性小,屬安全型制冷劑;R22單位體積制冷量比R12及其替代物R134a大將近50%;R22與潤滑油之間是微溶的。它們?cè)趬嚎s機(jī)曲軸箱和冷凝器里是相互熔解的。在蒸發(fā)器內(nèi)又分離開。R22 在有微量水分存在的情況下會(huì)產(chǎn)生酸,對(duì)金屬起緩慢的腐蝕作用。所以在冷媒灌注、冷凍油添加時(shí)要謹(jǐn)防水分進(jìn)入系統(tǒng)。 33冷媒灌注量的多少對(duì)冷干機(jī)有何影響?冷媒灌注過少,冷干機(jī)會(huì)出現(xiàn)下列現(xiàn)象:
冷媒灌注過多,冷干機(jī)會(huì)出現(xiàn):
34干燥過濾器起什么作用?運(yùn)行中的制冷裝置,由于制冷劑和冷凍油中會(huì)產(chǎn)生水分、固體粉末、污垢等雜質(zhì),情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)使節(jié)流結(jié)構(gòu)的節(jié)流孔產(chǎn)生臟堵。因此在冷媒供液管前必須裝設(shè)干燥過濾器。另外,制冷劑中微量水分對(duì)制冷系統(tǒng)的危害最大,對(duì)冷媒、冷凍油及蒸發(fā)器、冷凝器和配管的干燥處理是極為重要的。 35熱力膨脹閥或毛細(xì)管在制冷系統(tǒng)中起什么作用?膨脹閥(毛細(xì)管)是制冷系統(tǒng)的節(jié)流機(jī)構(gòu)。在冷干機(jī)中,蒸發(fā)器制冷劑的供給及其調(diào)節(jié)都是通過節(jié)流機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。節(jié)流機(jī)構(gòu)使制冷劑從高溫高壓液體變成低溫低壓液體進(jìn)入蒸發(fā)器。 當(dāng)負(fù)荷變化時(shí),熱力膨脹閥通過檢測壓縮機(jī)吸氣過熱溫度來調(diào)節(jié)閥芯開啟度,從而控制進(jìn)入蒸發(fā)器的冷媒供給量。毛細(xì)管則具有自補(bǔ)償特點(diǎn),即當(dāng)蒸發(fā)壓力降低時(shí),兩端壓差會(huì)相應(yīng)升高,從而加大流入蒸發(fā)器的冷媒量。毛細(xì)管由于結(jié)構(gòu)簡單,工作穩(wěn)定,在小型冷干機(jī)中獲得普遍應(yīng)用。 -未完待續(xù)- |


