如何提高壓縮空氣的工廠效率

在現(xiàn)代工廠中壓縮空氣是能源使用的有效方式之一。產(chǎn)生同樣一馬力的功率，用壓縮空氣所消耗的電能是電動(dòng)機(jī)的七到八倍。壓縮空氣常常是工廠電力消耗最多的地方。

企業(yè)經(jīng)理們可以采取多種措施簡(jiǎn)單快速地提高壓縮空氣系統(tǒng)的效率，使其能耗降低20%以上。這里只探討其中的一種措施，就是在無(wú)熱吸附式干燥器(HDD)上加裝一套露點(diǎn)測(cè)控系統(tǒng)。無(wú)熱吸干器是典型的壓縮空氣消耗設(shè)備，為了維持其正常運(yùn)行，有的干燥器所消耗的壓縮空氣可高達(dá)壓縮機(jī)能力的18％。

干燥器是如何工作的？

為了了解如何提高效率，我們首先必須知道這類干燥器的基本運(yùn)行過(guò)程。無(wú)熱吸干器通常使壓縮空氣的壓力露點(diǎn)保持在-40℃或-70℃。干燥器有兩個(gè)垂直的壓力容器(有時(shí)也稱為“雙塔")，容器內(nèi)裝有諸如活性鋁土、硅膠或分子篩等干燥介質(zhì)。壓縮空氣通過(guò)放有干燥介質(zhì)的干燥層變成干氣，然后被送往全廠使用。

當(dāng)壓縮空氣經(jīng)過(guò)干燥劑時(shí)，其中的水分被吸除。所謂吸除，就是水分子吸附在干燥介質(zhì)分子或顆粒的表面。但這種吸附力非常弱，水分子很容易再脫離。

再生過(guò)程消耗能源：

當(dāng)壓縮空氣經(jīng)過(guò)一個(gè)容器，水分被吸走時(shí)，另一個(gè)容器內(nèi)的干燥劑正在進(jìn)行再生，將該容器內(nèi)所吸附出的水分再次去除。所謂再生，就是指從干燥后的干氣中抽取一部分，減壓至大氣壓，然后流經(jīng)已吸水需要脫水的干燥劑，使其恢復(fù)干燥能力。因此由干燥器抽取的空氣也叫再生氣。當(dāng)再生氣膨脹至大氣壓力時(shí)，壓力變化使其變得極干，可以輕易地將水蒸氣分子從干燥劑顆粒中分離，這就是干燥劑層的再生過(guò)程。也就是說(shuō)為了再生氣需要額外的壓縮空氣和能耗以滿足無(wú)熱干燥器的正常運(yùn)行。

基于最壞情況下的切換：

干燥器再生循環(huán)周期是指從一個(gè)塔切換至另外一個(gè)塔所需的時(shí)間。典型周期大約為十分鐘。在這十分鐘循環(huán)期間，干燥器將切換一次，以便每個(gè)塔可以聯(lián)機(jī)生產(chǎn)五分鐘，并再生五分鐘。

循環(huán)時(shí)間由干燥器制造商確定，取決于設(shè)定的露點(diǎn)溫度以及容器內(nèi)干燥劑的使用量。循環(huán)時(shí)間和干燥劑的數(shù)量根據(jù)最壞情況確定，即：最大干燥器空氣流量、氣溫35℃、100%相對(duì)濕度、7.9bar(100 psig)壓力。據(jù)此計(jì)算干燥器需要的再生氣流量。例如，假定一臺(tái)干燥器在最大流量28 m3/分鐘(1000cfm)的條件下提供–40℃露點(diǎn)，并需要15%的再生氣，這就意味著干燥器在每天使用期間內(nèi)將連續(xù)消耗至少4m3/分鐘(150cfm)流量的壓縮空氣，相當(dāng)于啟動(dòng)一臺(tái)35馬力的壓縮機(jī)為干燥器持續(xù)提供氣源，而不考慮實(shí)際情況和工廠的需求，也不考慮干燥床的實(shí)際容量。

根據(jù)露點(diǎn)進(jìn)行切換優(yōu)化了再生循環(huán)：

一般而言，很少有工廠要求壓縮機(jī)/干燥器每天24小時(shí)、一周7天100%的滿負(fù)荷運(yùn)行。對(duì)壓縮空氣的需要是隨著班次和每天的情況而變化，具體取決于班次需求和工廠的運(yùn)行情況等。壓縮機(jī)進(jìn)口空氣也隨著環(huán)境溫度和相對(duì)濕度的變化而變化。

明智的工廠經(jīng)理可以通過(guò)安裝露點(diǎn)測(cè)控系統(tǒng)DMT141-DP達(dá)到節(jié)能的目的。有了這套系統(tǒng)，干燥器兩塔之間可以根據(jù)在出口處測(cè)得的露點(diǎn)溫度進(jìn)行切換，而無(wú)需每五分鐘切換一次，也無(wú)需連續(xù)獲得再生氣。只有當(dāng)濕度計(jì)發(fā)現(xiàn)露點(diǎn)溫度下降時(shí)，干燥塔才進(jìn)行切換并使用再生氣，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)氣、節(jié)能。

露點(diǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以確保充分使用干燥劑層，提高效率，減少再生氣使用量，進(jìn)而降低了電力消耗。該系統(tǒng)配有一臺(tái)濕度計(jì)，可以可靠地測(cè)量流經(jīng)干燥塔壓縮空氣的露點(diǎn)溫度，并生成一個(gè)可被干燥器操作控制系統(tǒng)接受的輸出信號(hào)。

用露點(diǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)改裝您的干燥器：

是否可以對(duì)現(xiàn)有干燥器加裝一套露點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)呢?答案是肯定的，只要干燥器操作系統(tǒng)允許控制干燥塔的轉(zhuǎn)換即可。如果您不能確定這一點(diǎn)，請(qǐng)咨詢干燥器制造商或參閱操作說(shuō)明書。

在一臺(tái)干燥器上加裝這套系統(tǒng)相當(dāng)容易。第一步就是確認(rèn)干燥器操作系統(tǒng)是否能夠接收這個(gè)信號(hào)，并根據(jù)此信號(hào)啟動(dòng)切換過(guò)程。第二步就是找到正確合適的濕度計(jì)，它必須能夠準(zhǔn)確測(cè)量，提供合適的輸出信號(hào)，方便安裝，僅需少量維護(hù)保養(yǎng)，并具有抗污染的能力。市場(chǎng)上目前有多種不同類型的濕度計(jì)，每種都各有利弊，重要的是向制造商提出的問(wèn)題是否合適，確保您能從安裝露點(diǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中受益，而不是讓您身處麻煩。

維薩拉露點(diǎn)變送器測(cè)量技術(shù)是可靠的選擇。DMT142和DMT242變送器結(jié)構(gòu)緊湊，堅(jiān)固耐用。維薩拉DMT340系列變送器可提供多種選項(xiàng)，為用戶提供全面解決方案，手持式DM70則是一種現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的實(shí)用工具。

配有露點(diǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的無(wú)熱吸干機(jī)的工作原理根據(jù)干氣出口測(cè)得的露點(diǎn)溫度，對(duì)通向任何一個(gè)干燥塔氣流閥門進(jìn)行控制。藍(lán)色代表濕氣，紅色代表干氣。