【壓縮機(jī)網(wǎng)】壓縮空氣中的水分主要來源于空壓機(jī)工作時從進(jìn)氣口吸入的大氣中所含的水分，單位時間內(nèi)進(jìn)入壓縮空氣系統(tǒng)的水分與空壓機(jī)的排量，進(jìn)氣環(huán)境溫度有關(guān)。壓縮空氣管路中冷凝水的多少，與壓縮空氣壓力和管道中壓縮空氣的溫度有關(guān)。隨著壓力的升高，溫度降低，飽和濕空氣中含水量減少，析出的冷凝水增加。

 

　　故障現(xiàn)象

 

　　我公司目前有一臺上海某企業(yè)雙螺桿空氣壓縮機(jī)，產(chǎn)氣量20m³/min，最高排氣壓力可達(dá)1.2MPa。夏季高溫高濕，在機(jī)組停止運(yùn)行期間，曾發(fā)生油水分離器儲罐下方積水現(xiàn)象，造成機(jī)組在正常工作狀態(tài)下，排氣壓力達(dá)不到設(shè)定值，產(chǎn)氣量降低。當(dāng)我們停機(jī)檢修時，發(fā)現(xiàn)油分離器罐下方有積水，從排油管道中放出水。起初我們懷疑是冷卻器泄露，經(jīng)過我們對冷卻器進(jìn)行排查，冷卻器管道中沒有水分，冷卻水中沒有潤滑油。

 

　　這次油分離器儲罐積水現(xiàn)象，造成公司供氣露點(diǎn)不達(dá)標(biāo)，給公司其他單位帶來很大的損失，這提醒我們必須在壓縮空氣生產(chǎn)中重視含水問題。對于壓縮空氣中水分的來源，我們需要了解，針對其危害必須采取有效的措施。
 

 

　　壓縮空氣水分來源

 

　　作為一線工作的壓縮空氣應(yīng)用工程師和設(shè)備維護(hù)服務(wù)人員，我們必須掌握一定壓縮狀態(tài)下濕空氣中水分的定量分析計算方法，具體工況下含水量應(yīng)用數(shù)據(jù)，空氣后處理設(shè)備的設(shè)計選型原則和使用注意事項(xiàng)。

 

　　1. 空壓機(jī)進(jìn)氣狀態(tài)的空氣含濕量和典型數(shù)據(jù)

 

　　濕空氣是干空氣和水蒸氣的混合物，空壓機(jī)工作時，將完全吸入大氣壓力狀態(tài)下濕空氣的水蒸氣。含濕量是指每千克干空氣所含水蒸氣的質(zhì)量，有相應(yīng)的計算公式（1）。

 

　　2. 單位時間進(jìn)入壓縮空氣系統(tǒng)的水量與空壓機(jī)排量。進(jìn)氣環(huán)境溫度、濕空氣的相對濕度有關(guān)。空壓機(jī)連續(xù)工作1小時從大氣中吸入空氣系統(tǒng)的水分，也有相應(yīng)的計算公式（2）。

 

　　3. 不同溫度，不同壓力下壓縮空氣飽和含濕量計算，取不同的濕空氣壓力、溫度和壓力對應(yīng)的壓縮空氣的含濕量。

 

　　三張表格的分析如下：分析表1、表3在-20℃時數(shù)據(jù).0.1013MPa壓力下，空氣中飽和含濕量為0.77g.kg-1；0.7MPa壓力下，空氣中飽和含濕量為0.0963g.kg-1，兩者差值為空氣被壓縮后析出冷凝水量。

 

　　分析表3數(shù)據(jù)可知，同一壓力下壓縮空氣在不同溫度下的飽和含水量，隨溫度降低而下降。因此，從空氣壓縮機(jī)出口到用氣點(diǎn)，如果發(fā)生降溫，會析出部分冷凝水，析出水量為溫差所對應(yīng)的飽和含濕量差值。

 

　　分析表2數(shù)據(jù)，可見該設(shè)備壓縮空氣系統(tǒng)空壓機(jī)連續(xù)工作1小時，將帶入系統(tǒng)的水量的絕對數(shù)值隨進(jìn)氣溫度升高而增加。對于高溫高濕的工況，顯然應(yīng)該引起高度重視，其危害大，要特別注意。

 

　　壓縮空氣形成及工作原理

 

　　通過空氣濾清器從大氣中吸入濕空氣，經(jīng)過壓縮后熱空氣進(jìn)入油水分離器儲罐里面初步冷卻，隨后濕空氣進(jìn)入后冷卻器里面，在這里壓縮空氣溫度將會得到大大的降低，冷凝水也需要從這里通過自動排水閥進(jìn)行排放。降溫后壓縮空氣就進(jìn)入下一級的冷凍干燥機(jī)，進(jìn)一步得到除水、過濾，然后進(jìn)入到吸附干燥機(jī)將壓縮空氣的水分得到徹底的排放，以達(dá)到工藝要求的露點(diǎn)溫度。
 

　　該空壓機(jī)和另一家外資空壓機(jī)兩個品牌機(jī)組不同之處在于降水措施不一樣，應(yīng)用效果也不一樣。

 

　　這家外資品牌在濕空氣經(jīng)過后冷卻器冷卻后，具有冷卻效果的濕壓縮空氣，促使冷凝水形成，降低壓縮空氣中的水分，冷凝水通過自動排水閥定時排放。此設(shè)計結(jié)構(gòu)使得壓縮空氣含濕量80%以上可以通過這種設(shè)計結(jié)構(gòu)排放。

 

　　而這家上海品牌后冷卻之后，沒有設(shè)計定時排放裝置，大部分壓縮空氣的濕度，需要通過后級設(shè)備冷凍式干燥機(jī)和吸附式干燥機(jī)來處理。這也是造成此次油水分離器儲罐下部積水的主要原因。

 

　　自動排水裝置可以設(shè)定排水間隔和排水時間，在高溫高濕季節(jié)除水效果特別明顯。在不同用戶那里，排水時間（設(shè)定范圍0.5～10S）和間隔時間（設(shè)定范圍0.5～10min）不同。這樣設(shè)置短點(diǎn)，是因?yàn)閴嚎s空氣中水分在壓縮空氣離開空壓機(jī)之前已經(jīng)排放過。而我公司另外兩臺阿特拉斯·科普柯雙螺桿空壓機(jī)，則采用，在壓縮空氣經(jīng)過后冷卻器冷卻后，再加裝一個小型油水分離過濾器，將壓縮空氣中的水分和油污，進(jìn)一步進(jìn)行處理排放。所選用的裝置，也是一種可以定時排放的，間隔時間也是可以設(shè)定的。并且設(shè)計有一套手動排污的功能，可以通過人為定期大氣量排放系統(tǒng)中的水分和油污，效果很好。

 

　　結(jié)論

 

　　不同溫度、不同壓力下的濕空氣含水量典型數(shù)據(jù)，可以來定量分析計算具體系統(tǒng)中冷凝水量，為有針對的排水措施提供參考。

 

　　除水措施和設(shè)備的選擇主要考慮環(huán)境溫度和相對濕度；在高溫高濕環(huán)境下，主要要關(guān)注冷凝水的排放，這是國產(chǎn)設(shè)備和進(jìn)口品牌設(shè)備之間的差異。空氣在壓縮過程中，隨著溫度的降低，會自然析出來，如果不能進(jìn)行及時有效的排放，將會使壓縮空氣中水分含量大大超標(biāo)。而后面兩級的冷凍式干燥機(jī)和吸附式干燥機(jī)屬于工藝流程必須選擇，如果在前級將壓縮空氣的濕度，通過有效手段得到排放，對后級兩級設(shè)備可以起到很好的保護(hù)作用。

 

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