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压缩空气、氮气生产基本知识第一讲压缩空气生产1第二讲变压吸附氮气生产2倍达工厂压缩空气主要生产设备：1、微油螺杆空气压缩机2、贮气罐3、除油器或精密过滤器4、冷冻式干燥器或吸附式干燥器第一讲压缩空气生产1一、微油螺杆空气压缩机微油螺杆空气压缩机主要生产0.6Mpa（实际值）的压缩空气，并通过油分离器初步分离油，通过空气冷却器和排水阀初步分离水和油蒸汽，通过空气过滤器初步过滤空气中微小尘埃。主要组成部分：•主机/电机系统•冷却/分离系统•气路/调节系统•控制/电器系统•保护系统第一讲压缩空气生产1系统原理图（以风冷机组为例，黄线为空气，绿线为空气和油混合气，红线为油）油冷却器后冷却器油分离器主机-电机系统空气过滤器油过滤器疏水器回油管第一讲压缩空气生产11、主机与电机系统第一讲压缩空气生产1主机第一讲压缩空气生产1第一讲压缩空气生产1吸气阶段（为阴、阳转子剖面，黄色为吸入的空气）第一讲压缩空气生产1压缩阶段（为阴、阳转子剖面，黄色为正压缩的空气）第一讲压缩空气生产1排气阶段（为阴、阳转子剖面，红色为排出的压缩空气）第一讲压缩空气生产1空气压缩机关键参数：1、额定容积流量（铭牌流量）：在一定的排气压力下，空压机在单位时间内排出的气体容积折算到进气状态（大气温度0℃，压力1*105pa）下的容积值。一般实际进气状态不是大气温度0℃，压力1*105pa，此时需要将实测出流量折算到大气温度0℃，压力1*105pa，因此实际流量是随着大气温度变化的（一年四季不同），不是一个恒定值。2、压力比（又称压缩比）：要求取绝对压力压缩机的末级排气压力（设计排气压力）与第一级进气压力（设计进气压力）之比。3、排气压力：压缩机的实际排气压力并非定值，它不是由压缩机自身决定的，在设计排气压力范围内，实际排气压力的高低是由用气管网决定的。第一讲压缩空气生产1第一讲压缩空气生产1当压缩机实际气量大于用户气量时，空压机减载运行，排气压力为设计排气压力，实际流量小于设计流量；当压缩机实际气量等于用户气量时，空压机满载运行，排气压力为设计排气压力，实际流量等于设计流量；当压缩机实际气量小于用户气量时，空压机满载运行，排气压力小于设计排气压力，实际流量等于设计流量；4、排气温度：微油螺杆空压机的压缩比为一般为7:1或8:1，排气温度应为250~270℃，但由于润滑油起冷却作用，排气温度只比环境温度高32~38℃.过高的排气温度将使润滑油提前劣化，影响空压机使用寿命；另外过高的排气温度将使润滑油分解产生积碳，堵塞油路，油滤器芯更换频繁，使电磁阀卡死，使油冷翅片堵塞（冷却效果下降）第一讲压缩空气生产15、排气含油量压缩机中润滑油的作用：A、冷却作用。对压缩机螺杆、压缩气冷却，使排气温度低于100℃。B、润滑作用。对螺杆、轴承进行润滑，降低转动件磨损，降低摩擦面的能量消耗。C、密封作用。对螺杆间隙密封，减少高压气从排气端向吸气端泄漏，提高压缩机工作效率。压缩机压缩过程产生大量热量，形成高温排气，在高温环境下润滑油的粘度下降，产生大量的油雾和油蒸汽，并随压缩空气排出。压缩机的排气含油均为劣质废油和易燃易爆的油蒸汽，甚至含有焦油、碳粒，汇集到管道、储罐中有爆炸危险。2、冷却/分离水系统水冷-串联流动(最高至32℃)后冷却器INLET水进OUTLET水出油冷却器空气进空气出第一讲压缩空气生产1水冷-并联流动(高于32℃)AFTERCOOLER后冷却器OILCOOLER油冷却器INLET水进OUTLET水出空气进空气出第一讲压缩空气生产1后冷却器（空气冷却器）：•压缩机排气温度70~90℃，而后处理要求进气温度35~40℃，必须通过后冷却器（空气冷却器）将排气降温到40℃，并将出口空气中60%以上的水分和油分拦截下来，通过疏水器和贮气罐排污阀排出。分水冷式和风冷式两种。日常检查维护：•检查后冷却器后排气温度，发现排气温度高，需要：开大循环水阀门，提高循环水流量,降低温度•拆检换热器，清洗换热器铜管；第一讲压缩空气生产1疏水器:•将后冷却器冷却后压缩空气中产生的凝水及时排出（否则冷却出来的凝水又随空气带走，起不到除水作用）•降低用户管道中的含水量日常检查维护：•每2小时检查疏水器排水情况，要求：有水排出为正常；无水排出时有微量气排出为正常；无水无气排出时为异常堵塞，需拆检疏水器和管道第一讲压缩空气生产1油过滤器:•5微米（µm）等级•保护主机轴承•保持进压缩机润滑油干净日常检查维护：每2~3小时检查压差指示装置或显示数据：到更换值时及时更换新过滤器更换不及时造成供油不足，将引起排气温度高，严重时烧毁压缩机轴承3、过滤/分离油系统第一讲压缩空气生产1油分离器:•将润滑油从压缩空气中分离出来•确保润滑油留在系统中•降低用户空气管道中的含油量•分离后含油量指标≤8ppm（相当于10mg/m3)•日常检查维护：每2~3小时检查压差指示装置或显示数据：到更换值时及时更换新油分离器更换不及时造成排气压力太高，将引起排气温度高，严重时油分离器芯压扁或穿透失效（油被空气大量带走，油位下降）第一讲压缩空气生产1SCAVENGE回油管第一讲压缩空气生产1油过滤器和回油节流孔第一讲压缩空气生产1日常检查维护：每月检查回油过滤器和回油节流孔的堵塞情况，避免回油不畅，分离出来的油又被空气带走回油管作用第一讲压缩空气生产14、过滤空气系统空气过滤器:•3微米（µm）等级•初过滤空气•保持进压缩机空气干净，避免污染油和对压缩机的尘粒磨损•日常检查维护：每2~3小时检查压差指示装置或显示数据：到更换值时及时更换新过滤器更换不及时造成吸气不足第一讲压缩空气生产1二、贮气罐第一讲压缩空气生产1主要作用控制空压机超负荷运行，减弱压缩空气压力波动。进一步分离空气中的水分和油污日常检查维护：每2小时检查贮气罐底部排水（油污）管的排水（油污）情况：有水（油污）排出为正常；无水（油污）排出时有微量气排出为正常；无水（油污）无气排出时为异常堵塞，需拆检除油器和管道三、除油器或精密过滤器在压缩空气净化流程中用得较多的分离器是高效除油器。高效除油器一般集离心沉降（螺旋分离）、预过滤和凝聚式精过滤三级净化为一体，能高效除水、除油、滤尘，使压缩空气的净化工艺流程得以缩短，再经后处理的精密过滤器，其过滤精度可达0.1μm，残油含量可小于0.1mg/m3，使气源净化质量得到了可靠的保证。第一讲压缩空气生产1日常检查维护：•每2小时检查除油器各排水（油污）管的排水（油污）情况，要求：有水（油污）排出为正常；无水（油污）排出时有微量气排出为正常；无水（油污）无气排出时为异常堵塞，需拆检除油器和管道三、除油器或精密过滤器第一讲压缩空气生产1第一讲压缩空气生产1四、冷冻式干燥器或吸附式干燥器干燥设备的分类按干燥原理分为冷冻式干燥机、吸附式干燥机以及冷冻和吸附组合在一起的集装式干燥机；要求露点温度2℃以上时选冷冻式干燥机，要求露点温度低于2℃时选吸附式干燥机冷冻式干燥机按冷却方式分风冷型和水冷型两种；吸附式干燥机分无热再生吸附式干燥机和微热再生吸附式干燥机、有热再生吸附式干燥机。进气压力0.5Mpa以上时选无热再生吸附式干燥机，进气压力低于0.3Mpa时只能选有热再生吸附式干燥机第一讲压缩空气生产1①压缩机⑨压力表⑥气水分离器⑤储液器④蒸发器②冷凝器③节流阀⑦自动排水器⒁压缩空气进口⒀热气旁通阀⑿高低压保护开关⑾干燥过滤器⑿⑤④⑾③②①⑨⑥⑦⑧⒂干燥空气出口⒂⒀⒁⒃预冷回热器⒃1、冷冻式干燥机系统流程图第一讲压缩空气生产1冷冻式干燥器工作原理压缩空气流入热交换器与从蒸发器排出来的冷空气进行热交换，使进入蒸发器的压缩空气的温度降低。降温后的压缩空气流入蒸发器与制冷剂热交换，压缩空气中的热量被制冷剂带走，压缩空气迅速冷却，潮湿空气中的水份达到饱和温度迅速冷凝，冷凝后的水分经凝聚后形成水滴，经过独特气水分离器高速旋转，水分因离心力的作用与空气分离，分离后水从自动排水阀处排出。经降温后的空气压力露点最低可达2℃。由于受0℃冰点的限制，冷冻式干燥器的露点温度均在0℃以上，一般在2~10℃。制备露点温度在0℃以下的压缩空气必须采用吸附式干燥器。第一讲压缩空气生产1降温后的冷空气流经空气热交换与入口的高温热空气进行热交换，经热交换的冷空气因吸收了入口空气的热量提升了温度，降低了相对湿度，确保出口空气管路（送车间气）不结露、无凝水。同时充分利用了出口空气的冷源对进口空气预冷，减少了冷冻式干燥器的冷负荷，保证了冷冻系统的冷凝效果，确保了机组出口空气的质量。冷干机的基本参数：1、额定处理气量：折算到进气状态（大气温度0℃，压力1*105pa）下的流量。2、进气温度：进气温度高不但直接加重了冷干机的热负荷，而且也增添了进气中的水分含量。3、工作压力：进气温度一定情况下，压力越低的空气含水量越大。冷干机在进气压力越高、温度越低时干燥效果越好第一讲压缩空气生产1冷冻式干燥器（简称冷干机）进行空气冷却干燥的三大组成部分：1、预冷器：空气---空气换热器。通过将进冷干机的湿热空气与出冷干机的干冷空气换热：A、减轻蒸发器的热负荷，提高热利用效率，降低电耗；B、提高供车间气源的温度，降低相对湿度，避免送气过程中管内凝水、管外结露。2、蒸发器：是空气冷却干燥的关键部件。大多采用水平放置的干式蒸发器，制冷剂走管程，压缩空气走壳程。3、气水分离器（含排水器）：安装在蒸发器和预冷器之间，经蒸发器冷却后的湿空气有凝水析出，如不进行气水分离，进入预冷器后，被进冷干机的湿热空气加热部分凝水又二次蒸发返回空气，提高了露点第一讲压缩空气生产1温度，没蒸发的水也随着空气带到用户去，起不到干燥作用。气水分离器将蒸发器出来的凝水分离积聚到分离器底部，通过自动排水器排出。我们常用的自动排水器为电子时间控制式。日常检查维护：1、每2小时检查冷干机自动排水器定时排水（油污）情况，要求：定时有水（油污）排出为正常；定时无水（油污）排出时有微量气排出为正常；定时无水（油污）无气排出时为异常堵塞，需拆检除油器和管道2、检查进气温度和压力：进气温度越低，干燥效果越好。可以通过降低气源机出口温度来提高冷干机的干燥效果。第一讲压缩空气生产12、吸附式干燥机系统流程图2、梭阀3、再生风量调节阀5、切换阀（气动阀或电磁阀）6、消音器第一讲压缩空气生产1工作原理无热（微热）再生吸附式压缩空气干燥机是利用干燥剂材料本身所特有的微孔，根据毛细作用吸附空气中的水分子，同时根据卸压脱附和吸附余热升温（或采用微加热）来脱去所吸附的水份。设备一般制成双筒形式，在程序控制的控制下，两筒交替工作，一筒吸附水分，另一筒解吸再生，连续循环地工作。常用吸附剂：活性氧化铝（Al2O3▪H20)分子筛硅胶（SiO2▪H20)吸附干燥露点温度可达-40℃以下硅胶（SiO2▪H20)因强度低，易破裂，使用的不多。第一讲压缩空气生产1活性氧化铝不易破碎、强度大，一般首选为活性氧化铝。对要求露点温度低于-60℃的，只能使用分子筛。吸附剂的基本要求：1、比表面积大。吸附剂颗粒内部有发达的网格结构的微孔通道，提高吸附的表面积。可减少吸附剂填充量。2、吸附力小。易脱附，且脱附后被吸附物残留少。3、与吸附物之间无相互破坏作用。一是吸附剂本身无变化（强度不降低、微孔不堵塞、颗粒不解体）、二是不与被吸附物不发生化学反应。4、耐压耐磨，能再生和多次使用5、动态吸附量大。活性氧化铝4%~6%，分子筛8%~15%。我们现用的为3A分子筛，型号HBZY-3A，填充量480kg/台。第一讲压缩空气生产1吸附:发生在气体-固体界面上，当气体分子运动到固体表面时，由于分子间的作用力，气体分子被暂时滞留在固体表面或间隙内，造成固体表面或间隙内气体浓度大。固体表面与气体分子间作用力分为物理吸附和化学吸附。物理吸附主要靠范德华力起作用，吸引力较小，被吸附的气体分子易从固体表面脱附。因此物理吸附一般是双向的，可脱附的。我们的吸附式干燥器、制氮机均是物理吸附。吸附过程是自发进行的，而脱附不能自发进行，需要外界能量的介入才能完成。变压吸附中需要降压、变温吸附中需要升温。第一讲压