冷干機十問十答

冷干機作為壓縮空氣后處理設(shè)備的壓縮空氣干燥機械如今被越來越多的人認識并且使用，但是很多企業(yè)本身沒有配備專業(yè)技術(shù)人員的情況下在機器運行除了問題的時候會感到手足無措，特意針對冷干機做了一個詳細說明，其中包含了冷干機詳細說明以及一些存在的基礎(chǔ)問題，幫大家解決在日常生產(chǎn)中遇到的一些簡單問題下面我們就來看一下冷干機十問十答

1.常用冷干機分幾類？

常用冷干機的冷凝器的冷卻方式分有風(fēng)冷型、水冷型兩種；從進氣溫度高低分有高溫進氣（80℃以下）和常溫進氣型（40℃左史）；從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)栺的冷干機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、氮氣等。

2.冷干機有哪些技術(shù)參數(shù)？

冷干機的技術(shù)參數(shù)主要有：處理量(Nm3/min)，進氣溫度（℃），工作壓力（MPa），壓力降（MPa），壓縮機功率（Kw），冷卻水耗量(t/h)。冷干機的目標性參數(shù)——“壓力露點”（℃），在國外廠商的產(chǎn)品型錄上一般并不作為獨立參數(shù)標注在“性能規(guī)格表”上。究其原因，“壓力露點”不與處理壓縮空氣的很多參數(shù)有關(guān)。如果標出“壓力露點”，也一定附帶說明相關(guān)條件（諸如進氣溫度、工作壓力、環(huán)境溫度等）。

3.冷干機的“壓力露點”究竟可達多少（℃）？

在不同廠家的產(chǎn)品樣本上，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（其中 10℃僅見諸國外產(chǎn)品樣本）。這給用戶選型帶來了不便。因此實亊求是地探知冷干機的“壓力露點”究竟能達到多少℃，是很有實際意義的。我們知道，冷干機“壓力露點”有三個條件限制，即：

①有蒸發(fā)溫度冰點底線的限制；

②有蒸發(fā)器換熱面積不能無限增大的限制；

③有“氣水分離器”分離效率達不到 100%的限制。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；由于氣水分離器效率的限制，少量凝結(jié)水在預(yù)冷器的熱交換中形成水蒸氣也會使壓縮空氣含水量有所提高。所有這些因素加在一起，要將冷干機的“壓力露點”控制在 2℃以下是非常困難的。至于 0℃、1℃、1.6℃、1.7℃等標注，往往是商業(yè)宣傳成份多于了實際效果，人們不必過分當(dāng)真。實際上，冷干機的“壓力露點”定在 10℃以下對生產(chǎn)廠家講來已并不是一個低標準要求。

機械部標準 JB/JQ209010-88《壓縮空氣冷凍式干燥機技術(shù)條件》就規(guī)定，冷干機的“壓力露點”是 10℃（同時給出了相應(yīng)的條件）；而國家推薦標準 GB/T12919-91《船用控制氣源冷化裝置》對冷干機的大氣壓露點要求為-17~-25℃，相當(dāng)二 0.7MPa 下的 2~10℃。國內(nèi)多數(shù)廠家給冷干機“壓力露點”給出了一個范圍限制（例如 2—10℃），作其下限，即使在最低負荷工況下冷干機內(nèi)部也不會出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象；而上限即規(guī)定了在額定工況下冷干機應(yīng)達到的含水量指標。在良好的工作條件下，通過冷干機獲得 5℃左史的“壓力露點”的壓縮空氣應(yīng)是可以做到的。所以這不失為是一種嚴謹?shù)臉俗⒎椒ā?/span>

4.冷干機標 2—10℃的“壓力露點”范圍是不是大了一點？

有人認為冷干機標注 2—10℃的“壓力露點”范圍，溫度相差“5 倍”是不是大了一些？這種認識是不正確的：

①首先攝氏溫度℃之間是沒有“倍”的概念的。溫度作為物體內(nèi)部大量分子運動動能平均值的標志，其真正起點值應(yīng)從分子運動完全停止即“絕對零度”（O K）算起；攝氏溫標把冰的融點作為溫度的起點，它要比“絕對零度“高出 273.16℃。在熱力學(xué)中，除了在溫度概念有關(guān)的計算時可用攝氏溫標℃外，在作為狀態(tài)參數(shù)時，應(yīng)以熱力學(xué)溫標（又稱絕對溫標，起點是絕對零度）為基礎(chǔ)進行計算。2℃=275.16K，10℃=283.16K，返才是兩者之間的真正差值。

②從飽和氣體的含水量來看，0.7MPa 的壓縮空氣在 2℃露點時含濕量是 0.82g/m3，在 10℃露點時的含濕量是 1.48g/m3，兩者之間不存在“5”倍的差值；③從“壓力露點”和常壓露點的關(guān)系來看，壓縮空氣在 0.7MPa 時 2℃露點相當(dāng)于大氣壓露點-23℃，在 10℃露點相當(dāng)于大氣壓露點-16℃，兩者之間同樣不存在“5 倍”的差值，據(jù)上所述，2—10℃的“壓力露點”范圍，并不象想象中那么大。

5.冷干機負荷高低取決于哪些因素？

冷干機負荷的高低取決于被處理壓縮空氣的含水量，含水量越多，負荷就越高。因此冷干機的工作負荷除了直接與被處理壓縮空氣的流量（Nm3/min）有關(guān)外，對冷干機負荷最有影響的參數(shù)還有：

①進氣溫度：溫度越高，空氣含水量就越多，冷干機負荷也越高；

②工作壓力：在溫度相同條件下，飽和空氣壓力越低，含水量就越多，冷干機負荷也越高。

此外空壓機吸氣環(huán)境下的相對濕度對壓縮空氣的飽和含水量也有關(guān)系，因此也對冷干機工作負荷產(chǎn)生影響：相對濕度越大，飽和壓縮氣體中所含水分就越多，冷干機負荷越高。

6.環(huán)境溫度高低對冷干機運行有哪些影響？

環(huán)境溫度高對冷凍式干燥機制冷系統(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，迫使冷媒冷凝壓力提高，這將使壓縮機制冷量下降，最終導(dǎo)致壓縮空氣的“壓力露點”升高。一般講來，環(huán)境溫度低一點對冷干機運行是有利的。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發(fā)化。

但凝結(jié)水通過自動排水器向外排水時，很可能會在排水口結(jié)冰，這是一定要防止的。另外，在停機時，原先聚集在冷干機蒸發(fā)器里的凝結(jié)水或積存在自動排水器儲水杯內(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結(jié)冰，所有這一切都會引起冷干機相關(guān)零部件的損壞。 （更須提醒用戶注意的是：環(huán)境溫度低二 2 時，壓縮空氣的輸氣管道本身就相當(dāng)二一臺運轉(zhuǎn)良好的冷干機，此時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使用手冊中明確規(guī)定：氣溫低二2℃時，不要使用冷干機。）

7. 除溫度外冷干機對環(huán)境狀況還有哪些要求？

環(huán)境溫度對冷干機工作的影響是非常大的。除此之外，冷干機對其周圍環(huán)境還有如下要求：

①通風(fēng)：特別對風(fēng)冷型冷干機尤其顯得必要；

②粉塵不能太多；

③冷干機使用現(xiàn)場不能有直接的軹射熱源；

④空氣中不應(yīng)含腐蝕性氣體，特別不能檢測到氨氣。因為氨氣在有水環(huán)境中。對金屬銅有強烈的腐蝕作用。所以冷干機不應(yīng)與氨制冷設(shè)備安裝在一起。

8.進氣溫度過高時冷干機應(yīng)采取什么措施？

進氣溫度是冷干機的一個重要技術(shù)參數(shù)，所有廠家對冷干機進氣溫度上限均有明顯限制，因為進氣溫度高，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)定冷干機的進氣溫度不超過 38℃，國外許多著名冷干機生產(chǎn)廠家也有相似的規(guī)定。

同理：當(dāng)空壓機排氣溫度超過 38℃時，必須在空壓機下游增設(shè)后部冷卻器，使壓縮空氣溫度降低到規(guī)定值后再進入后處理設(shè)備。國產(chǎn)冷干機的現(xiàn)狀是，冷干機進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凍式干燥機，從 90 年代初期的 40℃開始提升，目前已出現(xiàn)進氣溫度為 50℃的普通型冷干機了。姑且不論有沒有商業(yè)炒作成分，單從技術(shù)角度講，進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，對冷干機負荷的增加不是簡單的線性關(guān)系。如果靠增大制冷壓縮機的功率來補償負荷的增大，在成本上是遠遠不合算的，因為在常溫范圍內(nèi)，使用后部冷卻器來降低壓縮空氣溫度是最經(jīng)濟有效的做法。高溫進氣型冷干機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上，效果是非常明顯的。

9.冷干機凝結(jié)水是怎樣生成的？

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遞徑凝結(jié)成液態(tài)水，即：

①直接和冷面接觸的水蒸氣以預(yù)冷器、蒸發(fā)器的低溫面（如換熱銅管外表面、散熱翅片、折流檔板及容器殼體內(nèi)表面）為軻體冷凝結(jié)霜（如同自然界地表結(jié)露過程）；

②不和冷面直接接觸的水蒸氣則以氣流本身挾帶的固態(tài)雜質(zhì)為“凝結(jié)核”冷凝結(jié)露（如同自然界云霧、雨形成過程）。凝結(jié)水滴的初始粒徑取決于“凝結(jié)核”的大小。如果進入冷干機的壓縮空氣中混有固體雜質(zhì)粒徑分布是通常所說的在 0.1-25μ之間，那么凝結(jié)水初始粒徑至少也在相同數(shù)量級上。

而且在跟隨壓縮空氣流動過程中，水滴之間、水滴不冷面之間不斷碰撞、集聚，其粒徑還會不斷增大，并在增大到一定程度后依靠自重和氣體發(fā)生分離。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)我們有理由認為，冷干機中凝結(jié)水生成過程是壓縮空氣的“自冷”過程。

10.冷干機能不能用排除其他氣體中的水蒸氣？

冷干機是利用水蒸汽遇冷結(jié)露原理來干燥壓縮空氣的，當(dāng)然可以用來除去其他氣體中的水蒸氣。冷干機在作非空氣類的除水干燥設(shè)備時，應(yīng)對被處理介質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)有個了解，并采取針對性的技術(shù)措施。例如用作氫氣除水時，因為氫氣是爆炸性氣體，就要將防爆措施作首要條件考慮，如采用防爆電器或分體式結(jié)構(gòu)。

如用來 CO2 除水，因為 CO2 的水溶液帶微酸性，對冷干機零部件有腐蝕作用，因此凡同氣體接觸的部分應(yīng)采用防腐結(jié)構(gòu)或用不銹鋼制作。此外要了解被處理其他氣體的其他物理性質(zhì)，如比熱、比重、水蒸氣分壓等，這些參量對冷干機的熱負荷有很大影響，必須重新進行熱工核算，使冷凍式干燥機工作時不超負荷。

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