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智能液位式节能型排水器

一、 前言
工业在我国能源消耗方面占有绝对主导的地位,耗电量超过年总发电量的70%,工业领域的节能也一直是我国政府节能工作的重点。随着我国工业现代化的进程进入关键阶段,工业耗能毫无疑问将占据绝对优势。空压机是我国工业领域主要耗能设备,属于量大面广的产品。据有关部门统计,空压机广泛应用于石油、化工、煤炭及矿产开采,电力、冶金、化纤纺织、环保等国民经济领域,其能量消耗占全国总发电量的10%左右。大量机械工业企业能量平衡资料进一步表明,空压站压缩机的能耗量占企业总耗电量的5%-20%平均10%,有的高达30~50%,空压站的节能对每个企业来讲是当务之急。节能减排、降低能耗是提升企业竞争力的关键因素之一。目前大多数企业通过对空压机的选型,增加变频装置,优化空压站的输气管线的设计,充分利用空压机余热等方式,着重解决空压机节能降耗,但是许多企业在压缩空气冷凝水排放上却忽略了压缩空气的泄漏,恰恰是这不起眼的漏气给企业带来了一笔不小的额外开支!那么压缩空气排水产生漏气的原因到底在哪里呢?压缩空气排水泄漏的气量到底会给企业带来损失有多大?我们将对国内压缩机行业排水的现状作进一步的分析,提出一套完善的压缩空气排水节能解决方案。

 

二、压缩空气的组分及来源
空气是多种气体构成的无色、无嗅、无味的混合气体,主要由氮气和氧气组成,同时空气中也会含有水蒸气、粉尘、有机物、油气等。压缩空气是通过机械装置将大气吸入后压缩取得。通常用来压缩空气的设备简称空压机,从机械做功运动形式来分一般可分为:活塞式、滑片式、螺杆式、离心式等。吸入大气的压缩空气除了主要成分是氮气和氧气以外,就不可避免的会含有100%的饱和水份、油污、不明气体、固体小颗粒杂质等。

三、常见压缩空气系统的配置
1、压缩空气ISO8573.1品质等级

品质等级

最大固态污染物

micon

最佳压力露点

最低油分残留量

Ppm w/w

1

0.1

-70

0.008

2

1

-40

0.08

3

5

-20

0.8

4

15

3

4

5

40

7

21

6

-

10

-

2、常见压缩空气净化系统配置如下:

 

工作流程:大气中的空气被空压机吸入压缩后产生了一定压力的压缩空气(0.7/0.8/1.0/1.3mpa),压缩空气经空压机的后置冷却器冷却后进入储气罐,通过储气罐的稳压缓冲作用以后进入到初级高效过滤器,经过初级过滤器预处理再进入到冷冻式干燥机,通过冷冻式干燥机强力除水后再进入到次级过滤器。
简易流程:空压机→储气罐→初级过滤器→冷冻式干燥机→次级过滤器
压缩空气系统主要排污口:①、②、③、④
①、空压机后部冷却器排污口:主要排放物为冷凝水、油污、颗粒杂质。
②、储气罐底部排污口:主要排放物为冷凝水、油污、铁锈颗粒、杂质等。
③、初级过滤器排污口:主要排放物为冷凝水、油污、空气管路生成物。
④、冷冻式干燥机排污口:主要排放物为大量冷凝水、油污、颗粒杂质等。
3、压缩空气冷凝物排放
   压缩空气冷凝物包含冷凝水、油污、颗粒杂质等,水的破坏性和腐蚀性众所周知(压缩空气输送管路一般是钢管,水很容易使钢管生锈造成二次污染)。压缩空气中水份、油污、杂质颗粒不处理将会造成用气设备部件的磨损,气动元件动作失灵,产品的质量严重下降。压缩空气质量的品质不好,给企业带来的损失随处可见。例如:纺织行业进口电磁阀动作经常失灵,电容器行业电容容量、绝缘等级下降,化纤行业拉丝造成断丝……,气源品质达不到要求给这些企业造成的损失比比皆是。压缩空气品质达不到要求是不是用户选择气源的后处理设备有问题?通过我们对用户的走访了解,绝大多数用户都能正确配置后处理设备!问题就出在压缩空气中的冷凝物没有得到及时排放,最终导致后续管路的二次污染,终端设备的用气也就不可避免的会含有水分和颗粒杂质,这样的压缩空气对企业的造成的影响也就可想而知了。压缩空气净化后的冷凝物排放能不能得到很好的解决呢?根据我们对压缩空气行业排水器现状的了解,现有的排水器存在着明显的不足!

四、常见排水器

 

类型

优点

缺点

手动球阀

简单实用,成本低

需专人定时看守,排放不彻底或过度排放

机械浮球式

价格适中,安装方便

排放孔径小,经常堵塞或漏气,拆洗

清理复杂,维修麻烦,使用寿命短

直动电磁式

双时钟控制,安装方便,价格便宜

过滤网常堵,排放量难控制,

耗气不节能,交流220V安全系数低

定时电动球阀式

口径大,不易堵

排放时机不好控制,存在过度排放

或者排放不彻底


这几年来我们通过对大量空压机用户的调查了解,企业用户在压缩空气排水方面主要采取的几种方法归纳起来有以下几种:
①、 空压机后部冷却器冷凝物的排放--------------机械浮球式或电磁阀式或手动球阀。
用户反映的问题:冷凝液体中含有水、油污、铁锈。机械浮球经常堵塞不排水,每次拆卸清理麻烦,内部结构复杂,小配件经常丢失,装配回位后漏气。电磁阀式采用双时钟定时,过滤网经常堵塞,排放时机不好控制,存在排放不及时或者过度排放的情况,阀杆常粘铁锈出现漏气。有的采用手动球阀定时排放,有的将球阀打开一定的角度排放,这种方式排放方式非常耗气不节能。
②、 储气罐底部冷凝物的排放---------------------------------------------------------手动球阀。
用户反映的问题:冷凝液体中含有水、油污、铁锈固体颗粒杂质等,采用专人定时打开手动球阀,出现过度排放,压缩空气大量外漏。
③、 初级过滤器冷凝物排放---------------------------------------械浮球式或电磁阀式。
用户反映的问题:冷凝液体中含有水、油污、杂质颗粒等,械浮球式常被油污粘住不排水,需要经常清理。电磁阀式采用双时钟定时,排放时机不好控制,存在排放不及时或者过度排放的情况,阀杆常粘铁锈出现漏气。有的采用手动球阀定时排放,有的将球阀打开一定的角度排放。
④、冷冻式干燥机冷凝物排放---------------------------------------  采用小口径的手动球阀。
    用户反映的问题:冷凝液体中含有大量的水、油污、铁锈颗粒杂质。一般的排水器不能解决问题,用户在排放口接一个小口径球阀,打开球阀让压缩空气和水一起外泄。常年在排耗气大不节能。
      有部分用户使用双时钟球阀式排水器,排放口径在10-15mm,排放形式与电磁阀式相同只是口径大小不一样。同样排放时机很难控制,存在排放不彻底,或者过度排放的情况。
      这些排水器存在的问题:排水器经常堵塞了不知道,往往是现场用气反映有水才去检查,结果管路被污染后一时难以恢复,对生产产生影响,造成的损失难以估计。
采用手动球阀滴漏跑气的办法:确实解决了压缩空气排水的问题,能够充分保证压缩空气冷凝水排放彻底,但是由此产生的浪费给企业带来极大的损失。指定专人定时检查,浪费人力财力,一般的企业也很难做到。用户迫切希望能有一种排水器能够全面智能化,真正解决压缩空气排水难的问题。

 

五、孔径与泄气量关系
1、空压机功率与出气量关系
假定:电机服务系数=110%     功率因素=0.9 
一台典型的空压机每1HP(马力)产生4CFM(立方英尺/分钟)
1HP=110%×0.746kw/0.9=0.912kw
所以产生1CFM压缩空气需0.228kw(0.912kw/4CFM)
如果每度电费为0.65元,1CFM=0.1482元/小时   1立方米/分钟=35.315CFM
所以:1立方米/分钟=5.23元/小时(每度电按0.65元计)

2、孔径与泄气量关系表
根据国际权威机构提供的实验数据:压缩空气在不同压力情况下,孔径与泄气流量关系表见附件表一:
从附件表一可以推算出压缩空气压力在0.7mpa,孔径与泄气量的关系(0.8mpa压力下,泄气量与0.7mpa相比会提升,以下计算以0.7mpa为准)。

 

孔径(mm)

1

2

3

4

5

6

泄气量m3/min

0.08

0.32

0.72

1.28

2.00

2.88

 

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