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空壓機de基本常識
[ 人氣:4057 日期:2015-10-15 ]

<P><FONT size=3><STRONG></STRONG></FONT>&nbsp;</P> <DIV align=left><FONT size=3><STRONG>壓縮空氣需要凈化<BR><BR>空氣與濕空氣:地球周圍的大氣,我們習慣上稱作空氣。自然界中的空氣是由多種氣體(O2,N2,CO2等)混合而成的,水蒸氣是其中的一種。含有一定量水蒸氣的空氣叫濕空氣,不含水蒸氣的空氣叫干空氣。我們周圍的空氣都是濕空氣。在一定海拔高度下,干空氣的組成成分幾比例基本穩定不變,它對整個濕空氣的熱工性能無特殊意義。濕空氣中的水蒸氣含量雖然不大,但含量的變化對濕空氣的物理性質影響很大。水蒸氣含量的多少決定了空氣的干燥和潮濕程度。冷凍干燥機的工作對象就是濕空氣。<BR><BR>大氣壓,絕對壓力,表壓力:包圍在地球表面一層很厚的大氣層對地球表面或表面物體所造成的壓力稱為“大氣壓”。 直接作用于容器或物體表面的壓力稱為“絕對壓力”,絕對壓力值以絕對真空作為起點。 用壓力表,真空表,U形管等儀器測出來的壓力叫“表壓力”。表壓力以大氣壓力為起點。<BR>溫度:溫度是物質分子熱運動的統計平均值。 絕對溫度以氣體停止運動時的最低極限溫度為起點的溫度。 攝氏溫度以冰的融點為起點的溫度。<BR>空氣的濕度:空氣干濕程度的物理量叫“濕度”。常用的濕度表示方式有“絕對濕度”,“相對濕度”和“含濕量”。 在標準狀態下,1m3容器中濕空氣含有水蒸氣的重量稱為“絕對濕度”。絕對濕度只表明單位體積濕空氣中,含有多少水蒸氣,而不能表示濕空氣吸收水蒸氣的能力,即不能表示濕空氣的潮濕程度。絕對濕度也就是濕空氣中的密度。 濕空氣中實際所含的水蒸氣量與同溫度下最大可能含有水蒸汽量的比值稱為“相對濕度”。<BR>飽和空氣中水蒸氣的密度:空氣中水蒸氣的含量是有極限的。在氣動壓力(2Mpa)范圍內,可以認為飽和空氣中水蒸氣的密度只取決于溫度的高低而和空氣壓力大小無關,溫度越高,飽和水蒸氣的密度越大。<BR>空氣的標準狀態:在溫度20℃,絕對壓力0.1Mpa,相對濕度65%時的空氣狀態叫空氣的標準狀態。在標準狀態下,空氣密度是1.185kg/m3。<BR>壓縮空氣的特點:空氣具有可壓縮性,經空氣空壓機做機械功使本身體積縮小,壓力提高后的空氣叫壓縮空氣。壓縮空氣是一種重要的動力源。與其它能源比,它具有下列明顯的特點:清晰透明,輸送方便,沒有特殊的有害性能,沒有起火危險,不怕超負荷,能在許多不利環境下工作,空氣在地面上到處都有,取之不盡。<BR>壓縮空氣里含有的雜質:空壓機排出的壓縮空氣含有很多雜質:①水,包括水霧,水蒸氣,凝結水。②各種固態物質如:銹泥,金屬粉末,橡膠細末,焦油粒及濾材,密封材料的細末;此外還有多種有害的化學異味物質等。<BR>氣源系統:由產生處理和儲存壓縮空氣的設備所組成的系統稱為氣源系統。典型的氣源系統由下列幾部分組成:空氣空壓機,后部冷卻器,過濾器,穩壓儲氣管,干燥機,自動排水器及輸氣管道,管路閥件,儀表等。上述設備根據工藝流程的不同需要,組合成完整的乞援系統。</STRONG></FONT></DIV> <DIV align=left><FONT size=3><STRONG>飽和空氣:在一定的溫度和壓力下,濕空氣中水蒸汽的含量(即水蒸汽密度)是有一定限度的;在某一溫度下,所含水蒸氣的量達到最大可能含量時,這時的濕空氣叫飽和空氣。水蒸氣未達最大可能含量時的濕空氣就叫未飽和空氣。<BR>結露:在含水量不變的情況下,通過降低未飽和空氣的溫度可使之成為飽和空氣。未飽和空氣在成為飽和空氣的瞬間,濕空氣中會有液態水珠凝結出來。<BR>必須對氣源系統進行處理:從空壓機輸出的壓縮空氣中含有大量有害雜質,不通過適當的方式清除這些雜質,會對氣源系統造成很大的危害。 變質的潤滑油會使橡膠,塑料,密封材料變質,堵塞小孔,造成閥類動作失靈,污染產品。<BR>水分和粉末會造成金屬器件,管道生銹腐蝕,造成運動部件卡死或磨損,使氣動元件動作失靈和漏氣,水分和塵土還會堵塞節流小孔或過濾網;水分結冰會造成管道凍結或凍裂。 由于空氣質量不良,使氣動系統的可靠性和使用壽命大大降低,由此造成的損失往往太大超過氣源處理裝置的成本和維修費用,故正確選用氣源處理系統是絕對必要的。<BR>氣源質量的標準:不同用戶對氣源質量有不同要求。國家標準GB/T13277-91《一般用壓縮空氣質量等級》(等效采用ISO8573)就是為此而制訂的。該標準對壓縮空氣中固體粒子,水分及含油量作出了量的規定。從更廣的意義上講,一個良好的氣源還應當在使用過程壓力是穩定的,對周圍環境造成的污染是最小的。<BR>壓縮空氣干燥方法:壓縮空氣可以通過加壓,降溫,吸附等方法來除去其中的水蒸氣,可通過加熱,過濾,機械分離等方法除去液態水分。 冷凍式干燥機就是對壓縮空氣進行降溫來排除其中所含水蒸氣,獲得相對干燥壓縮空氣的一種設備。<BR>露點:未飽和空氣在保持水蒸氣分壓不變(即保持絕對含水量不變)情況下降低溫度,使之達到飽和狀態時的溫度叫“露點”。溫度降至露點時,濕空氣中便有凝結水滴析出。 濕空氣的露點不僅與溫度有關,而且與濕空氣中水分含量的多少有關,含水量的露點高,含水量少的的露點低。<BR><BR>油污主要來源:由于大部分壓縮空氣系統都使用潤滑油式空壓機,該機在工作中將油汽化變成油滴。它們以二種方式形成的:1。一種是由于活塞壓縮或葉片旋轉的剪切作用產生的所謂“分散型液滴”,其直徑從1-50μm。 2。另一種是在潤滑油冷卻高溫的機體時,汽化形成的“冷凝型液滴”,其直徑一般小于1μm,這種冷凝油液滴通常占全部油污重量超過50%,占全部油污實際顆粒數量超過99%。<BR>含油量常用計量標準:油污量一般采用一種很小的計量標準來清晰地表示出其累積的狀態。即100scfm(每分鐘標準立方尺)空氣中含有1ppmW/W(重量的百萬分之幾)油流量相當于每月150ml。<BR>過濾器的工作原理:一般過濾器濾芯是由纖維介質,濾網,海綿等材料組成,壓縮空氣中的固體的,液體的微粒(滴)經過過濾材料的攔截后,凝聚在濾芯表面(內外側),積聚在濾芯表面的液滴和雜質經過重力的作用沉淀到過濾器的底部再經自動排水器或人工排出。<BR>幾種類型過濾器的特點:1。利用表面產生吸引力的吸附式(活性碳)過濾器,存在著使用周期有限,吸附劑吸收油后其吸附能力也隨之降低等問題。 2。吸收式過濾器的主要材質吸收劑,如羊毛,油氈和棉花,在將液體吸收至內部并浸滿后,會失去其結構上優勢而迅速失效。 3?;凳椒擲肫骱蛻竿焦似?,通常按5,10,20,40μm來分類,對于占油滴中大部分的微小顆粒是無效的。<BR>玻璃纖維材質為濾芯核心的凝聚式過濾器的工作機理:空氣從濾芯中部流人,通過重力作用,慣性碰撞,直接攔截和滲透四種機理將油滴收集起來。<BR>1。重力作用:當過濾器內氣流速度較低時,直徑20-50μm的油滴在到達濾層前,經重力自由落體大部分被收集起來,而且氣流在流經濾網時也繼續落下而收集。氣流速度越大,其效率越低。 2。慣性碰撞:通常直徑大于1μm的懸浮顆粒具有很大的沖量,與氣流路徑不常一致,因而會慣性地撞上纖維層。氣流速度越大,碰撞率越大。 3。直接攔截:直徑0.3-1μm的顆粒是隨氣流運動的,它們大部分將被濾芯1/2處的纖維層攔截而分離出來。粒子越小,攔截率越低。 4。滲透:直徑小于0.3μm顆粒,因其質量太小已不具有液體的通常特性了。它們以一種無規則的布郎運動方式著,與氣流路徑是不一致的,正因這種運動方式使其能被更細密的濾層俘獲。粒子越小,布郎運動越劇烈,捕捉機率越大。<BR>過濾器要搭配使用:一般的誤區是認為根據所需要的空氣質量選擇對應處理精度的單支過濾器就能達到要求。其實不然,所需要的空氣質量雖然由所選的單支過濾器的處理精度決定,但沒有前置低一級過濾器的預處理?;?,高精度濾芯很快就會因負載過大而堵塞。<BR>過濾器效率與空氣溫度的關系:壓縮空氣中所含油和水的溫度,影響著過濾器效率。如:當溫度為30℃時,流經過濾器的油含量為20℃時的5倍;當溫度上升為40℃時,流經過濾器的油含量為20℃時的10倍。所以過濾器一般要安裝在壓縮空氣系統的溫度最低點。<BR>吸附式干燥機的分類:一般分為簡易型吸附式干燥機(一次性)和再生型吸附式干燥機(自動循環型)。再生型吸附干燥機一般分為無熱再生吸附式干燥機和有熱再生吸附式干燥機。有熱再生吸附式干燥機根據加熱方式又分為內加熱型吸附式干燥機和外熱型吸附式干燥機。<BR>再生吸附式干燥機的運行原理:再生吸附式干燥機由兩個雙聯機筒組成,機筒里裝滿干燥劑。兩個機筒輪流接通和關閉氣流,交替進行干燥和再生運行,從而使氣流能持續接觸干的干燥劑來達到脫濕干燥的目的。<BR>無熱再生吸附式干燥機的干燥原理:無熱再生吸附式干燥機是通過“壓力變化”來達到干燥效果。由于空氣容納水氣的能力與壓力呈反比,其干燥后的一部分干燥空氣(稱為再生氣)減壓膨脹至大氣壓,這種壓力變化使膨脹空氣變得更加干燥,然后讓它流過未接通氣流的需再生的干燥劑層,干燥的再生氣吸出干燥劑里的水分,將其帶出干燥機來達到脫濕干燥的目的。無熱再生吸附式干燥機一般要消耗15%左右的再生壓縮空氣。<BR>有無熱再生吸附式干燥機的干燥原理:有無熱再生吸附式干燥機是通過“溫度變化”來達到干燥效果。因為空氣容納水氣的能力與溫度呈正比。內加熱型吸附式干燥機是讓少量干燥空氣流過需再生的干燥劑層并啟動內置在機筒的加熱器,產生的高溫空氣會吸出干燥劑里的水分,將其帶出干燥機。外加熱型吸附式干燥機一種是讓少量干燥空氣流過外置的加熱器再吹過需再生的干燥劑層,產生的高溫干燥空氣會吸出干燥劑里的水分,將其帶出干燥機。另一種是通過鼓風機將普通空氣吹過外置在機筒的加熱器,產生的高溫空氣可吸出干燥劑里的水分,將其帶出干燥機。此種外加熱型吸附式干燥機不需要消耗壓縮空氣,即再生氣消耗量為0。<BR>各類干燥劑的特點:硅膠較易受水分潮解?;钚匝躉戀奈叫閱芎芮亢芪榷?,遇到水分不潮解,且具有高抗碎強度和抗磨蝕性,適用范圍較廣。分子篩由于在相對濕度20%以下有較好的干燥性能,常常僅作為深度干燥的干燥劑。<BR>干燥效率和氣流溫度的關系:氣流的溫度越低,吸附式干燥機的干燥效率越高。因為空氣溫度越低,容納的水分越少,對吸附式干燥機負荷就越低,吸附式干燥機的干燥能力就越強,故而效率越高。<BR>干燥效率和氣流壓力的關系:無熱吸附式干燥機是通過變壓來進行干燥達到除濕效果的。干燥劑再生時氣流的壓力差越大,再生氣吸出的干燥劑里水分就越多,干燥劑的再生效果就越好,下一工作周期時的干燥效果就越佳。<BR><BR>冷凍式干燥機的排氣溫度:從能量利用角度講,我們總希望冷干機溫度越高越好,最好能與進氣溫度相同,此時“廢冷”為零。但實際上是達不到這一點的,冷干機進出氣溫相差15℃以上的情況并不鮮見。<BR>冷干機凝結水是怎樣生成:通常飽和的高溫壓縮空氣進入冷干機后,所含的水蒸氣由兩條途徑凝結成液態水。1。直接與冷面接觸的水蒸氣以預冷器,蒸發器的低溫面為載體冷凝結露 2。不與冷面直接接觸的水蒸氣則以氣流本身挾帶的固態雜質為“凝結核”冷凝結露。凝結水滴的初始粒徑取決于“凝結核”的大小。如果進入冷干機的壓縮空氣中混有的固體雜質粒徑分布是通常所說的0.1-25μ之間,那么凝結水初始粒徑至少也在相同數量級上。而且在跟隨壓縮空氣流動過程中,水滴之間,水滴冷面之間不斷碰撞,集聚,其粒徑還會不斷增大到一定程度后依靠自重與氣體發生分離。<BR>壓縮空氣與凝結水如何分離:冷干機中凝結水的生成和氣水分離過程,是從壓縮空氣進入冷干機后就開始的。在預冷器和蒸發器中設置了折流擋板后,這種氣水分離過程就變得更加強烈。凝結水滴在與擋板碰撞后由于運動變向,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現氣水分離。<BR>氣水分離器效率對露點的影響:盡管在壓縮空氣流徑中設置一定數量的擋水板確實能將大部分凝結水滴與氣體分離,但那些粒徑更細小的水滴,特別是在最后一塊折流擋板后生成的凝結水仍有可能進入排氣通道。如果不加阻擋,這部分凝結水在預冷器里遇熱蒸發成水蒸氣,使壓縮空氣的露點升高。 如:0.7Mpa,的1Nm3 壓縮空氣在冷干機中溫度從40℃(含水量為7.26g)降到2℃(含水量為0.82g),凝結生成水量為6.44g;如果其中70%(4.51g)凝結水在氣體流動過程中“自發”分離并排出機外,則尚有1.93g凝結水要由“氣水分離器”來完成捕捉分離;如果“氣水分離器”的分離效率80%,則最終還有0.39g的液態水要隨空氣進入預冷器并在那里二次蒸發還原成水蒸氣,使壓縮空氣水蒸氣含量由曾經達到過的0.82g增加到1.21g,此時壓縮空氣的“壓力露點”上升到8℃。<BR>旋風式氣水分離器的工作原理:旋風式氣水分離器是一種慣性分離器,較多地用于氣固分離。壓縮空氣沿筒壁切線方向進入分離器后,在里面產生旋轉,混在氣體中的水滴也跟著一起旋轉并產生離心力,質量大的水滴所產生的離心力大,在離心力作用下大水滴向外壁移動,碰到外壁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壓狀態的中心軸線遷移。<BR>冷干機的“壓力露點”:在不同廠家的樣本上,冷干機的“壓力露點”有多種不同的標注:計有0℃,1℃,1.6℃,1.7℃,2℃,3℃,2-10℃,10℃等。這給用戶選型帶來了不便。冷干機“壓力露點”受三個條件限制,即:1。受蒸發器溫度冰點底線的限制; 2。受蒸發器換熱面積不能無限增大的限制; 3。受“氣水分離器”分離效果率達不到100%的限制。 壓縮空氣在蒸發器里的最終冷卻溫度比冷媒蒸發溫度高3-5℃是正常的;由于氣水分離效率的限制,少量凝結水在預冷器的熱交換中還原成水蒸氣也會使壓縮空氣含水量有所提高。所有這些因素加起來,要將冷干機的“壓力露點”控制在2℃以下是非常困難的。 實際上,冷干機的“壓力露點”定在10℃以下對生產廠家來講已經不是一個低標準要求?;擋勘曜糐B/JQ209010-88《壓縮空氣冷凍式干燥機技術條件》就規定,冷干機的“壓力露點”是10℃;而國家推薦標準GB/T12919-91《船用控制氣源凈化裝置》對冷干機的大氣露點要求為-17—-25℃,相當于0.7Mpa下的2-10℃。國內多數廠家給冷干機“壓力露點”給出了一個 范圍限制。按其下限,即使在最低負荷工況下冷干機內部也不會出現結冰現象;而上限規定了在額定工況下冷干機應達到的含水量的指標。在良好的工作條件下,通過冷干機獲得5℃左右的“壓力露點”的壓縮空氣應是可以做到的。<BR>環境溫度高低對冷干機運行的影響:環境溫度高對冷干機制冷系統的散熱十分不利,當環境溫度高于正常的冷媒冷凝溫度時,迫使冷媒冷凝壓力提高,這將使空壓機制冷量下降,最終導致壓縮空氣的“壓力露點”升高。 一般來講,環境溫度低對冷干機運行是有利的。但在太低的環境溫度下,盡管進入冷干機的壓縮空氣溫度不低,壓縮空氣露點也不會因此而有大的變化。但凝結水通過自動排水器向外排水時,很可能會在排水口結冰。另外,在?;?,原先聚集在冷干機蒸發器里的凝結水或積存在自動排水器儲水杯內的凝結水有可能結冰,積存在冷凝器里的冷卻水也會結冰,所有這一切都會引起冷干機相關零部件的損壞。更須注意的是:環境溫度低于2℃時,壓縮空氣的輸氣管道本身就相當于一臺運轉良好的冷干機,此時要注意的是管道本身凝結水的處理問題。<BR>冷干機應正確配置過濾器:來自氣源的壓縮空氣中含有大量液態水,粒子徑不等的固體粉塵及油污,油蒸氣等。如果讓這些雜質直接進入冷干機,將使冷干機工作狀況惡化。例如油污會使預冷器及蒸發器里的換熱銅管受污染,影響熱交換;液態水則加大了冷干機的工作負荷,固體雜質容易堵塞排水孔。所以一般要求在冷干機進氣口上游裝一支前置過濾器,用來作雜質過濾及油水分離用,以避免上述情況的發生。前置過濾器對固體雜質的過濾精度不用很高,一般在10-25μ就可以了,但對液體水和油污的分離效率則高一點為好。<BR>壓縮空氣油霧含量對冷干機運行的影響:空壓機的排氣含油量是各不相同的,如活塞式有油潤滑空壓機排氣含油量為65-220mg/m3,少油潤滑空壓機排氣含油量是30-40 mg/m3,無油潤滑空壓機排氣含油量也有6-15mg/m3,有時,由于空壓機中的油氣分離器損壞失效,會使空壓機排氣中的含油量大大增加,含油量大的壓縮空氣進入冷干機后會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,這就大大降低了預熱器及蒸發器的換熱性能,嚴重時會使冷干機無法正常工作。<BR>吸附式干燥機相比冷干機的特點:與吸附式干燥機相比,冷凍干燥機有下列特點:1。沒有氣源消耗,對大部分氣源用戶來講,使用冷干機比使用吸附式干燥機來得節省能源;2。無閥件磨損;3。不需要定期添加,更換吸附劑;4。運轉噪音低;5。日常維護較簡單,只要按時清洗自動排水器濾網即可;6。對氣源的前置預處理及配套空壓機無特殊要求,一般的油水分離器即可滿足冷干機對進氣質量的要求;7。冷干機對排氣有“自潔”作用,即排出氣體中固體雜質含量較少;8。在排出凝結水的同時,部分油蒸氣也能凝結成液態油霧隨凝結水排出。<BR>與吸附式干燥機相比,冷干機對壓縮空氣處理的“壓力露點”只能達到10℃左右,因此氣體的干燥深度遠不及吸附式干燥機,在相當多的應用領域中,用冷干機是達不到工藝對氣源干燥度要求的。</STRONG></FONT></DIV> <DIV><FONT size=3><STRONG>壓力露點:濕空氣被壓縮后,水蒸氣密度增加,溫度也上升。壓縮空氣冷卻時,相對濕度便增加,當溫度繼續下降到相對濕度達100%時,便有水滴從壓縮空氣中析出,這時的溫度就是壓縮空氣的“壓力露點”。<BR></STRONG></FONT></DIV>
 
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