对压缩空气设施的合理装备探究剖析

　　压缩空气因具有良好的应用性能， 作为一种重要的动力源， 被工业企业广泛应用。通常用于驱动各种风动机械和风动工具； 控制仪表和自动化装置；科研试验； 产品和零部件的气密性试验； 除尘系统的布袋反吹等。此时的压缩空气的供气压力一般在0. 8M Pa以内， 流量属于中、小范围， 其中有的用气装置对压缩空气有很高的净化度和干燥度要求， 因此，在确定压缩空气系统设备时， 必须充分考虑各种主要设备的技术性能， 同时兼顾系统的安全生产、环境保护、节约能源等， 做到技术先进和经济合理。

　　我们在确立粮食仓储行业中除尘系统所需的443 品质压缩空气系统时， 在遵循压缩空气站设计原则基础上， 对国内现有的同等级的空气压缩机、干燥器进行了性能比较及技术经济分析， *后选定了该系统设备的合理配置。此工艺的实施对今后压缩空气系统的设备选型有一定的借鉴作用。

　　1系统概况

　　我们所设计的压缩空气系统是为粮食储运行业中除尘系统服务的， 用于脉冲袋式除尘器布袋反吹，系统*大用气量 Q max = 32. 8m 3 / min ， *高使用压力 P = 0. 8MPa， 要求压缩空气达到无油无水 443品质， 连续供气， 中控室集中控制， 离设备 1m 远，噪音小于 85dB.

　　根据此工况条件及设计计算， 在 0. 8M Pa 额定工作压力下， 40m 3 / min 的额定排气量即可满足系统要求， 再考虑备有一台备用机组， 系统可选配三台额定排气量为20m 3 / min， 额定工作压力为0. 8MPa的空压机， 以利于灵活调配供气， 并降低备用设备投资费用， 后配有除油、除水、干燥等设备， 达到系统要求。

　　设备配置较容易进行， 大量的工作还是落在设备选型上。随着经济技术的发展， 工业企业主要使用活塞式空压机的局面已经被打破， 空气压缩机及压缩空气净化设备市场竞争激烈， 为此， 我们对系统内的主要设备空气压缩机和干燥器做了市场调查， 就其性能、投资、操作、维护等情况进行了综合比较， *后选定适合该系统的空压机和干燥器等主要设备。

　　2主要单项设备性能比较及经济技术分析

　　2. 1空压机

　　空压机的种类繁多， 就目前使用的广泛性来看，基本有三种主要类型： 活塞式、螺杆式、离心式。这三种空压机各有利弊， 因我们选用的空压机产气量为20m 3 / min，属中小型空压机， 故不适宜采用离心式空压机。

　　对活塞式、螺杆式空压机性能、投资、操作、维护等情况的综合比较见表 1.

　　从以上比较中我们可以看出， 螺杆式空压机是我们今后的发展方向， 特别对于现代化的企业， 使用螺杆空压机便于无人操作， 管理和控制， 易实现机电一体化管理。在国外螺杆空压机的应用已经非常广泛， 在日本， 螺杆空压机的市场占有率为 70%左右， 在美国， 螺杆空压机的市场占有率为 65% 左右， 在欧州市场上， 螺杆空压机的占有率为 60% 左右。在国内市场上的占有率也在逐年增加， 根据行业统计， 1987 年 3～40m 3 / min 空压机， 螺杆空压机占3. 1% ， 而到1993 年底， 3～40m 3 / min空压机， 螺杆空压机占 8. 1% ， 到目前为止， 螺杆空压机每年都以较大比例增长。

　　活塞式、螺杆式空压机性能、投资、操作、维护等情况的综合比较项目活塞式空压机螺杆式空压机主体设备体积庞大， 基础复杂。

　　转速高， 结构紧凑， 体积小， 无不平衡质量力， 无需特别基础。

　　一次性投资低， 有辅加投资。

　　高， 无辅加投资。

　　产气质量排出气体不连续， 气体压力有脉冲； 排气温度高， 管路系统易积碳， 产气质量低。

　　连续产气， 气体压力平稳； 排气温度低， 管路系统不易积碳， 产气质量高。

　　工作效率产气量在 60m 3 / min 以下， 效率高。

　　效率低。

　　使用费用易损件多， 检修、维修繁琐， 使用费用高。

　　转子非接触方式运转， 无磨损， 检修、维修工作少， 使用费用低。

　　对站房要求需设置冷却水循环系统无噪音高采用隔声罩壳， 噪声达国家规定标准。

　　运行管理要有人固守操作便于无人操作， 可实行联锁控制2. 2干燥器

　　常用的干燥器有冷干机和吸附再生干燥器。因北方地区冬季气温低， 故不适于选用冷干机。而吸附再生干燥器有无热、微热、有热三种形式， 这三种干燥器的经济性、技术性、性能分析见表 2.

　　无热、微热、有热再生干燥器的经济性、技术性、性能分析名称项目无热再生干燥器有热再生干燥器微热再生干燥器工作原理变压吸附/ 再生（ PSA 法）变温吸附/ 再生（ TSA 法）变压吸附/ 再生变温吸附/ 再生干燥程度 （ 大气露点℃）- 40～- 60 - 48～- 80 - 40～- 80吸附塔相对尺寸1 1. 5～2 1～1. 5*低工作压力/ bar

　　4 1再生气温度/ ℃20～35 200～380 150～250循环 （ 全） 周期/ h 5～20 （ min）12～24 2～8吸附剂种类铝胶、分子筛加热设备无大中再生气耗量 （ 7bar

　　）12% ～16% 4% ～6% 6% ～8%价格比1 1. 65 1. 3能耗/ kW 31. 5 36 26. 5综合评述优点结构简单， 一次性投资低。

　　再生气耗量小， 工作周期长。

　　缺点再生气耗量大， 切换频繁。

　　结构复杂， 制造与使用成本高。

　　应用场合中小型、中高压中大型、低压综合了PSA和T SA二者的优点， 避其弱点， 属第三代吸附式干燥器， 综合经济、技术指标好。

　　中大型、低中压 1bar= 10 5 Pa从以上分析表中， 我们可以看出， 微热再生干燥器是三种干燥器的**。它综合了前两种干燥器的优点， 避免了其缺点， 属新一代产品， 具有广泛的使用范围。

　　3系统合理配置

　　3. 1选定设备

　　根据使用系统工况条件和对同等级主要设备比较， 我们对主要设备空压机选用了固定式低噪音螺杆式空压机， 三台， 每台工作流量Q = 20m 3 / min， 压力P = 0. 8MPa； 主要辅助设备干燥器选用了微热再生干燥器， 两台， 每台工作流量 Q = 40 m 3 / min；对其它辅助设备， 我们配置了美国原装颗粒式过滤器和高效聚集式过滤器。

　　3. 2工艺流程

　　根据多年工作经验和该系统理论计算， 我们设计了如下工艺流程， 详细工艺流程图。

　　压缩空气系统工艺布置图1. 螺杆空压机； 2. 储气罐； 3. 粗过滤器； 4. 液气分离器； 5. 微热再生干燥器； 6. 粗过滤器； 7. 废油收集器。

　　4系统配置总结

　　4. 1三台空压机联锁控制

　　因除尘器的启动取决于粮食仓储运输线上皮带机的启动， 运输线的不同， 开启的除尘器也不同， 故反吹布袋所用的压缩空气量不定。因此我们选配了一台联锁控制器， 对三台空压机进行联锁控制， 始终保证有两台空压机处于工作状态， 一台作为备用， 工作起来既灵活又节约能源和费用。当工作中的两台空压机中一台发生故障时， 备用机自动切入启动。

　　4. 2贮气罐前置

　　我们设计成将贮气罐前置， 除了考虑保证系统用气平稳外， 还考虑可以降低压缩空气的出气温度，使压缩空气中水、油等杂质随压缩空气温度的降低而分离出来， 有利于延长后处理设备寿命， 同时提高压缩空气的品质。

　　4. 3后处理系统一用一备

　　从液气分离器开始， 整个系统分两路， 一用一备， 始终保持有一个系统处于正常工作状态。