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影响压缩空气质量的原因及对策 S8 R$ L V7 7 w, Y, z4 A, N$ D9 r1 H摘要： 本文对影响压缩空气质量的原因进行了分析，并提出了有效的对策，在生产应用中证实对策是有效的,已取得了良好的经济效益和社会效益。# r. e# X7 s% S; n关键词：空压机 压缩空气 质量 Q e$ k4 a1 g& i( e9 d1 C V$ j5 a5 v! i- n. b1 y- % T+ r% w) B j% s0 m2 W! ? 5 Z% c9 Q3 T9 N; v) 9 R7 f J W1.概述; Q( u. E0 ?. 5 S# J B成品工区包装楼离合成工区较远，接用其压缩空气较困难，为了满足包装楼用气设备的需要(自动称量包装机、除尘器、打码机等)，在包装楼一楼偏跨安装了三台螺杆式空气压缩机（打气量3m3/min、排气压力0.7Mpa、两开一备）。空压机投用后，发现产出的压缩空气质量很差，不仅含水且含油。这给用气设备带来了很大麻烦：气动元件故障频出；电磁阀排气口排出的乏气含有的油雾污染环境；除尘器滤袋被清灰所用的压缩空气的水、油污染而板结，阻力增大，造成滤袋提前报废，每次更换其直接费用达1.8万元。为了清除压缩空气中的水分和油雾，在空压机之后增安了一台冷冻式空气干燥机（风冷式、处理量10m3/min）。干燥机投用后，压缩空气质量有所提高，但仍不理想，问题并未得到根本解决。压缩空气质量要有一个质的提高，必须深入调查，认真分析，找出影响其质量的所有因素。 L( 7 Q v7 y8 n& J* l; g7 E2 o2.影响压缩空气质量的原因- P# D5 f5 V, Y2.1排气温度控制不当8 b3 J! g( p) v+ i2 h1 W. V设备说明书要求其排气温度不得超过90，但具体操作时控制在多少度，没有明确。操作人员力求安稳，总是将循环水开得很大，这样排气温度就会很低，绝对不会因超温而跳车，也不会因排气温度过高而影响后序设备的正常运行（干燥机入口温度要求小于40）。表面上看设备运行都很正常，但实际上却潜伏着危机，同时也造成压缩空气质量大大下降。因为排气温度较低时，经压缩后的空气会有大量的水份凝析出来，使得润滑油乳化、起泡沫、粘度下降，严重影响润滑效果，导致设备磨损过快 1( i+ M1 j3 c, W& q7 N4 r9 C7 n。由于润滑油起泡和粘度下降，降低了润滑油粘滞在过滤装置上的能力，导致压缩空气含油；由于有水份凝析，说明压缩空气中的水蒸气已达饱和，只要管网温度低于供气温度，水份就会再次凝析出来，导致管网压缩空气含水。排气温度过高同样不利，高温情况下，气相的油份增多，液相的油份减少，分离能力下降，导致压缩空气含油。由此可见，排气温度控制不当导致了压缩空气质量下降。3 w# U$ H$ z8 a* v/ 2.2干燥机原因) S, I P H5 , o4 Z$ q干燥机运行不稳定，将直接导致压缩空气质量下降。冷冻式空气干燥机其工作原理相当于空调器。空压机排出的温度较高的压缩空气与干燥机的蒸发器进行间接热交换，其温度被降至10左右，这时压缩空气中的水蒸气被迅速冷凝成水，并经自动排水阀排出。经冷却后的压缩空气再与进干燥机的压缩空气进行间接热交换后送入管网。干燥机正常运行确实能起到很好的除水效果，但操作不当或热负荷过大就很难达到理想效果。5 E$ L) v2 L) & f) O干燥机有一套能量调节器（手动），能根据热负荷大小来调节干燥机的制冷量。实际操作中往往不能及时有效地调节好能量调节器，经常是夏季的负荷位置到冬季仍未改变。制冷负荷调得过大或过小都会严重影响干燥机的除水效果。制冷量过大，干燥机就会因蒸发器蒸发温度过低而保护性停机，5分钟延时后如蒸发温度达到启动条件则自动启动；制冷量过小，干燥机就会因冷凝压力过高而故障停机。热负荷过大，在制冷量已调至最大的情况下，仍不能保证干燥机正常运行，结果只能因凝压力过高而故障停机。一旦干燥机停机，蒸发温度很快升高，后续进入的压缩空气就因得不到冷却而不能除水。如果是保护性停机，则5分钟就有30m3未经任何处理的压缩空气进入管网；如果是故障停机，则必须复位后重新开机，其影响更大。, O8 + d& z! _# M2.3管网原因 : q J x- X包装楼原有的压缩空气管网是建厂时候安装的，管道材料是镀锌管，经过二十多年的使用，镀锌管内壁腐蚀较严重，已影响到压缩空气的质量。成品包装一般都是二班制（无零点班），而原空气管网对于间断生产的装置而言，其实存在一些不足之处，因为在不生产的下半夜由于温度较低，管网余气中的水蒸气被冷凝成水，而水平主管安装过于水平，不利于凝结水聚集和排出；另外支管与水平主管连接处位置不当（如图1a），凝结水会自然聚集到支管，一旦供气则被送到用气设备处。很显然，管网原因造成了压缩空气被凝结水和铁锈等物污染，使得压缩空气质量下降。 z2 Z/ 1 ! J 7 C: R z J( v5 J* F8 l3., d7 C* e | K e% $ W2 I1 j对策6 * ) X P Y( Q2 G a% k7 t据以上原因分析，找到了影响压缩空气质量的主要原因，只要有针对性地采取相应对策，问题就会得到彻底解决。6 Q3 z; f; F) V, L% j9 Z3.1优化排气温度1 B: * d. _( B7 J( d5 m3 W空压机内水份凝析数量取决于排气温度。排气温度控制得好坏直接影响着空压机及其后续设备的运转。只有优化排气温度，才能保证空压机内无水份凝析，才能保证避免压缩空气中的水蒸气饱和，同时又能使干燥机的进口温度相对较低，达到发挥其正常的处理能力。+ | S% / E* C8 w8 % m8 O: D7 i) I* 经过大量计算，得到了当相对湿度分别为50%、60%、70%、80%、90%时的环境温度t1与排气温度t 2的对应数据，通过一元线性回归法，对以上五组数据进行了处理，求得各组数据的回归直线方程：1=50%5 a7 c9 V- J# 4 X# R7 z其直线方程为： t2=1.2t1 +221=60%2 r# m5 M- N7 y9 q其直线方程为： t2=1.2t1 +251=70%6 u* K: x |0 ?! y其直线方程为： t2=1.2t1 +281=80%5 e% F/ P+ W5 o; a/ 5 V7 a7 W7 p其直线方程为： t2=1.2t1 +311=90%其直线方程为： t2=1.2t1 +34由以上直线方程可知，湿度每增加十个百分点，相应的排气温度就要提高3，才能保证压缩空气中水份不凝析。实际使用时，只要知道环境空气的湿度和温度，通过图2就可求得t2 。在操作时，排气温度等于t 2就行。3.2增设水冷式空气冷却器: e9 D0 u2 b4 & _ 4 H% R9 X在空压机出口至干燥机进口间增设一台空气冷却器。现有的三台空压机和一台干燥机同设在一间机房内，且通风差。空压机运行排出的热量在机房内很难散去，室温升高，严重影响干燥机的冷却效果（干燥机的冷凝器是风冷式），造成干燥机在夏季无法运行。增设空气冷却器后，干燥机的热负荷大大降低，其压缩空气进口温度比原来降了10左右，起到了很好的效果。要保持持续的好效果，以保证干燥机夏季的正常运行，还必须加强管理。压缩空气经空气冷却器冷却后，除了温度下降外，还有大量的水蒸气、油雾等被凝析成液体，并留在空气冷却器里，时间长了在其底部就会积累大量液体，这样就会减少其换热面积，影响冷却效果。为此，操作人员在定期巡检时必须进行人工手动排放空气冷却器里的凝析液。: R) q$ 7 d7 s! d $ M, K% q3.3优化干燥机运行1 E6 ?1 h* U- 2 W& e3 m优化干燥机运行就是要达到在空压机供气的时候，干燥机不能因任何原因而停机。由于这台干燥机购置得比较早，没有负荷自动调节功能（目前此种设备大多采用变频调速来达到负荷自动调节功能），要达到不停机而仅靠手动调节就相当困难。新增设的空气冷却器投用后，干燥机因热负荷过高而停机的故障就没有发生过，但因热负荷长期过小而导致的保护性停机仍会发生。目前，未采用变频调速改造之前，只能通过精心组织，精心操作，耐性细致地调节，以期达到不停机或少停机。包装系统正常生产时，用气量是稳定的，热负荷也是稳定的，但一旦包装系统出故障，便导致用气量大幅度下降，从而导致热负荷过小，造成干燥机保护性停机。要避免这种状况发生，必须加强管理。中控室必须及时把包装系统故障或计划停几台自动称量包装机之事通知到空压机房，操作人员立即作出反应，及时调节能量调节器，减少干燥机的制冷量以达到与低的热负荷相匹配。当恢复正常生产时，中控室也须及时通知到空压机房，操作人员作出相应调整。平时操作人员应勤巡检、勤调整，当工艺参数不是小幅波动，而是向一个方向升高或降低时，应提前调节能量调节器，使其制冷量与热负荷相当，保持工艺参数稳定。4 z8 * . S) r4 G+ _% e. R3.4管网更新改造1 T P( ?( g* o; R1 拆去原有管网的所有管道，重新铺设不锈钢管道，并改造原来不足之处。水平主管安装时应有一定的倾斜度，以便凝结水聚集，同时在管网的低端安装自动排水阀。支管与水平主管连接时应从主管道的上部开口，然后再向下引去（如图1b）。为了防止压缩空气对管网可能造成的污染，在管网入口处增设了一台管道过滤器，它可有效过滤固体颗粒，同时对压缩空气中的水、油有一定的分离作用。. A! Z7 I+ C! M6 s& f9 o D/ E3.5人员培训与考核* s t7 h1 U+ x j) 各项对策的实施，最后都要落实到具体的人，对操作人员进行培训是实施对策的重要环节。空压机有三名操作人员，为了获得最有效的培训效果，把机房当教室，把设备当教具，进行一对一的现场培训。告知操作人员“排气温度操作曲线”的使用方法，调节能量调节器的调节方法等。如当环境温度t1=30，相对湿度=90%（从温湿度仪上读取）时，如何确定排气温度t2？方法是：在“排气温度操作曲线”图的横坐标上找到30，通过此点作垂直线与=90%的直线相交，然后再由交点向纵坐标作垂直线，其与纵坐标交点处的数据70即为排气温度t2的值。确定了排气温度t2=70，那么操作人员只要通过调节空压机空冷器的出水量即可达到控制排气温度t2的目的。温、湿度在一天里的变化是比较大的，因此操作人员每次巡检时必须抄表，并根据变化情况及时调整排气温度。 o3 9 v7 o* H/ X/ o4 K. 通过培训，操作人员掌握了使用方法，完成了实施对策的一个重要环节，但要达到有效实施，还必须有第二个环节即考核。人都有惰性，如没有考核制度的约束，很难保证人人都能自觉落实对策。为便于考核，对一些工艺参数规定了操作范围，超出范围为“不合格”，另外定期在用气设备处进行检查，发现有冷凝水排出，则认定为“失控”。根据“不合格”、“失控”的次数，在月底经济责任制考核中作相应处罚。+ B6 R; t* a2 V S3 K7 d4 & Z4.结束语 - R6 p# |2 f7 K6 p通过改造和优化操作，压缩空气质量有了质的飞跃，由此也创造了一定的经济效益和社会效益：除尘器滤袋每年可以少更换一次，而且换下的滤袋清洗后还可以重复再用，这不仅延长了更换时间而且延长了使用寿命，据统计，与原来相比，使用寿命相当于延长了4倍，由此创造的经济效益为72000元；自动称量包装机每年可以少消耗汽缸12只，少消耗电磁阀20只，由此创造的