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  • 压缩空气吸附式干燥机设计应用七大误区分析
  • 本站编辑:必发88手机pt发布日期:2017-04-21 09:54 浏览次数:

       当用户要求压缩空气的压力露点低于0℃时,除微小处理量外,吸附式干燥机是很好大的选择。但这种量大面广且结构相对简单的产品却落后于国际同行二、三十年,其主要差距体现在能耗(或运行费用)方面。本文将通过七个认知误区剖析,解读其原因和对策。

一、天平称芝麻,地里扔西瓜

吸附式干燥机几乎每十年升级一代,国内目前在用的98%以上是靠前代高能耗的无热、微热型,正在设计选型的估计也在95%左右。

究其原因极为简单,就是一个词:贪图便宜。

但,忽视了一组词,运行费用极高。

若按十年计,采购价与十年运行费用比几乎接近1:100。

如处理气量为100m3/min的无热再生干燥器,采购价仅10万元左右,但每年运行费用为:0.15元×100m3×15%×60min×24h×330d=107万元/年。

这一现象,笔者称之为“天平称芝麻,地里扔西瓜”。其实大家都知道,真值钱的是地里的西瓜。国外的同行谈及此事,都觉得非常难以理解,包括台湾同胞,他们宁可花十倍于大陆同行的价格去采购第四代机,因为这笔帐小学生也会算,节约的运行费用几个月就可收回采购成本差价,甚至是采购成本价。


 二、气/电等价
长期以来,大陆同行基本上认可的是以气耗同比例折算成电耗,即气/电同价,如同上例:

100m3的空压机,电机功率为550kW,再生气耗为15%,一度电0.7元;

若采用气电同价计算法,一小时再生气耗折算成电费为: 0.7元×550kW×15%=57.75元/h

按真实的气体成本价应为:0.15元×100m3×15%×60min=135元/h

两者之比:57.75/135=0.43

即电费仅占压缩空气成本的四成左右,其它费用为固定资产折旧、水、电、汽、油、易损件消耗、管理成本等。若认定气/电等价,可否认为在电线上接一个电表、一个闸刀就能自然生产出有一定压力和流量、无油、干燥的压缩空气?用户何苦还要采购空压机、干燥器、盖厂房、招工人呢?此糊涂帐不算清,就无产品升级换代的动力,需知吸附式干燥器技术进步的核心就是少用甚至不用产品气进行再生,吹冷。


三、忽视吸附式干燥器比较佳工作温度区域
吸附式干燥器设计遵循两套路线,一是热力设计,二是结构设计。

前者获得吸附剂装填量等参数;后者控制空塔流速,接触时间等结构参数。此外追求吸附和再生时间等同,加热和吹冷时间比较佳分配等过程参数。

一般认为,吸附式干燥器的进气温度以25~32℃为宜,过低或过高都会造成设计失衡,导致本设备或系统采购、运行成本大幅度增加。

典型案例如冷干+吸附流程,经冷干机处理后的压力露点为+10℃左右,进吸干机的温度为+25℃左右,若按热力计算:吸附剂装填量不足结构计算的1/2,但实际装填量仍需满足结构设计即按两者比较大值设计,造成不必要的浪费。

另一种极端案例是放任空压机排气温度升高,夏季可达45℃以上,造成压缩空气中含水量成倍上升。


如表1,以30℃为基准,温度上升至35℃、38℃、43℃,含水量增加30%、50%、100%。而工程中,排气温度30℃以上比较佳除水工艺应为冷却除水,所以介于上述两种案例的比较佳选择应在空压站设置两种冷却水。

靠前级采用工厂循环水,可将压缩空气冷却至42℃以下,第二级采用工业冷水机组,将气体温度降至30℃以下,冬季停用冷水机组。

此方法可应用于长江以南的湿热地区,有效解除夏季干燥器超负荷运行的困境。


四、单一再生方式
吸附式干燥器的再生方式一般分为变压、变温、清洗、置换四种,实际应用中没有完全单一方式,均是两种以上方式组合。

吸附式干燥器工作原理公式:

 

其中:


无热再生又称自热再生,利用吸附热和低压干燥气体清洗,卸压放气则属于置换,可见结构比较简单的无热再生干燥器也是运用了上述四种再生方式组合。当然比较主要还是利用了变压、清洗两种再生方式。

微加热则是利用低压干燥清洗气和电加热(120~180℃),吹冷程序则利用低压干燥清洗气及吸附筒内的内热,边再生边冷却。

鼓风外加热利用环境空气加热到更高温度(180~220℃),吹冷程序同上;传统压缩热利用了空压机排出的高温(90~110℃)半湿气进行加热再生,吹冷程序同上。

等压再生零气耗压缩热(四代机)再生过程同传统机,但在加热再生比较后阶段开启循环风机,抽取部分干燥产品气加热至160~200℃,对吸附剂进行二次加热深度解析,吹冷时主要利用低分压干气和筒内余热边再生边吹冷,干气加热和吹冷均采用循环风机回收。

市场上还有一种双冷却器零气耗压缩热吸附式干燥机,加热再生如传统式,吹冷时采用常温等压饱和湿气进行短时间吹冷。这种流程放弃了二次再生综合利用之机会,不仅产品气露点偏高,吹冷亦不完全,其露点偏高和漂移的劣势相对于其它干燥机也是十分明显的。该种类型吸附式干燥机露点指标仅相当于冷干机。

压缩热又称余热再生,由于离心式压缩机技术进步,其排气温度已从十年前的120~140℃降低到90~110℃,相应的压缩热干燥器所能达到的产品气露点仅为-3℃左右,为了追求更低露点,有些产品在干燥器入口增设大功率电加热器,这与空压机的技术进步是背道而驰的。


五、认为干燥机就是两个罐、几根管子、几个阀门
众所周知,手机在十年前可以认为它就是个移动电话,再多个短信而已,而现在世界上手机用户的一半以上都在使用智能手机,它具有三个基本功能,笔计本、照相机、移动电话。同理,进入21世纪,工业产品也已进入整合和智能化时代,如第四代压缩热干燥器就是由五个系统整合而形成三大功能,那种技术含量低、结构简单、能耗极高的无热、微热早已退出世界舞台。

六、忽视加热型干燥机吹冷程序的重要性。
吸附剂在常温下吸附,在高温下解析,加热再生结束后必须用产品气体将吸附剂吹冷降温,恢复至接近常温。热力计算和实际和实际应用均证明,吹冷阶段所需的气体流量应大于加热再生所需气体流量,至少相等。这是因为两者的工作点温差相差很大,加热时气体携带180℃的热量将常温下的吸附剂和金属材料提温至平均温度120℃,吹冷时用50℃气体从平均温度120℃吹冷至60℃以下,当吹冷至80℃时,由于温差小,吹冷非常困难。有用户夏季将吹冷气量加大至20%亦收效甚微,也有的产品宣传其吹冷气仅为1%~1.5%,这纯粹是忽悠客户,实际操作中瞬时流量不可能低于6%,否则将导致吹冷过程不完全,输出气体温度偏高,切换后露点大幅度漂移。


七、换代的标志是“节能”
一台吸附式干燥机,它吸附时付出多少吸附能,再生时就要补充多少再生能,所以吸附式干燥器的换代标志严格讲应该是节省运行费用,包括尽可能采用低品位的能源作为再生能源,提高能源转换的效率和系统整合、综合利用的水平。

 

综上所述,压缩空气吸附式干燥机的换代势在必行,尤其在使用离心式压缩机的大型空压机站,淘汰老式吸附干燥机,更换或改造成第三代以上高效节能干燥机产品投入产出比几乎超出任何一种节能减排改造。技术资金上没有什么问题,中国大陆吃亏就在机制、认知能力和态度以及国民综合素质较低等方面。近年来,中国政府和行业已加大了这些方面的努力,相信在专业制造厂和用户的共同努力下,压缩空气吸附式干燥器升级换代必将成为共识,并付诸于大面积推广应用,为我国的节能减排做出贡献。