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空气压缩制冷机实际流程设计问题(一)

 

 
 
 
在实际流程设计中,除根据具体使用条件和要求选择适当的基本流程外,还要解决空气的除油陈尘、干燥除水、涡轮机膨胀功的回收利用、低温室内的气流组织以及空气压缩制冷机的燥声控制等一系列问题,下面分别予以介绍。
一、关于空气的除油除尘问题
利用过滤器可达到除油除尘日的,过滤器首先应满足过滤箱度要求,且要准确可用其次是流动性能好、流速均匀、压力损失小、无滞留现象;另外应便于维修,寿命长、造价低等。但在具体沉秘设计中还应考虑其它方面问题,现以图6—22流程为例分析之。该流程除采用过滤器进行除油除尘外,还具有以下特点.
1.采用无油润滑压缩机
这种压缩机不需用油润滑活塞,气源的污染程度。
2.利用粗孔被胶吸附除油
而是采用自润滑活塞环和导向环,闲而减少了油对压缩无油压缩机并不能保证压缩空气中绝对无油,因在其曲轴与活塞杆处仍采用飞溅油润滑,所以部分油蒸汽仍会进入气缸,导致压缩空气中含有微量油。由于排气温度高,使油以蒸气状态存在于压缩空气中。其中大部分在后冷却器中被冷凝除去,另一部分细雾状的冷凝液态油,在油水分商器中除去。剩下的油蒸汽随空气进入干燥塔,并被干燥剂吸收,破坏了干燥剂吸水能力(称之“中毒”),这种情况对于无热再生干燥塔更为严重。我们采用粗孔硅胶解决了此问题。在干燥塔和油水分离器之间设置一装填粗孔硅胶装置,利用粗孔硅胶吸油。在图6—22示流程中,我们将粗孔硅胶油过滤器与干燥塔合为一体,装在同一钢筒中。
3.区别对待不同用途的供气
来自压缩机的空气具有不同用途,可分为三路:1路是主供气路,将通过涡轮机降温后
的冷空气向低温室供气2路供气用来托浮涡轮的气动轴承,保证涡轮机正常工作;3路给气动单元仪表供气,保证控制系统正常工作。各路供气对其净化程度的要求有所不同,其中对2、3路要求高,对l路要求相对一般。且l路气量远远大于2、3路用气量,故我们予区别对待:
(1)从进气至塔后过滤器,三条气路未分开,对供气进行统一净化处理,空气经过进气过滤器、后冷却器、稳压磺、高效水分离器、干燥塔及塔后过滤器等。
(2)白塔后过滤器,按不同供气分成三条文路进行净化,并进行不同级别的过滤,图6—25示出空气流过各路过滤器的流向简图。由固可看出各路供气的不同净化处理,这种区别对待的主要优点是既能满足空气净化的要求,又可减少净化设备容积,从而降低了设备的投资及运行费用。

空气压缩制冷机流程
 
 
二、关于空气防爆问题
1.问题的提出
在空气压缩制冷用空气中存有水分会带来以下危害:
(1)空气中水蒸汽会以固态冰形式析出,并沉积在回热热交换器迥道、阀门及涡轮中,导致冰塔,使阻力增大,制冷量下降。还全国冰层存在位传热恶化,严重时会造成涡轮停车故障。
(2)水分凝结及冻结均要放出浴热,位涡轮出口空气的温度回升,降低涡轮效率,减少制冷量0
(3)由水分冻结形成的细小冰粒会随着空气主流进入低温室,达会造成“下雪”现象,从而影响实验的正常进行。
(4)凝结的水或冰粒会随着高速气流进入涡轮并浸蚀喷咀与叶轮表面下降,寿命降低。严重时能破坏产品的平衡性,使涡轮提前损坏。综上所述可知,必须对空气进行干燥除水。
2.干燥除水措施
根据不同使用要求和技术条件,压缩空气的干燥方法有多种。工业上常用的有化学法、吸附法、冷冻法和压力除湿法等。这些干燥方法均已是较成熟的技术,不需介绍。但在如何正确选用干燥方法、如何巧妙地位用干燥设备,如何合理的安排流程等方面还有必要进行探讨。我们在这些方面提出且采用过的一些措施,并在多次实践中得到证明,效果良好。现就主要措施介绍如下:
(1)采用综合干燥方法进行防水
以固6—22流程为例分析之。来自大气的空气经压缩,中间冷却器和后冷却器后,已可除去大量水分。可理解这是压力除湿与冷却除混的综合结果。因为每立方米空气中饱和水蒸汽含量仅与温度有关,当压力提高而温度不变时(中间冷却器与后冷却器将压缩热排出使温度上升不大),每立方米空气中饱和水蒸汽含量变化不大,但因压力上升位空气重度增大,即每立方米湿空气中所含干空气员增大。因此,随着压力提高,每公斤干空气中的水蒸汽含量减少。经上述除水后,又经油水分离器进一步除水,最后再经干燥塔吸附除水,上述综合防水可大大减轻干燥塔的混负荷,使设备投资、运行费用降低。
(2)采用粗孔—细孔硅胶双床层干燥塔。
吸附干燥是利用吸附剂吸附空气中水蒸汽的干燥方法,吸附剂有多种,经分析我们采用硅胶,粗孔硅胶对高湿度气体的吸水能力较强,且吸水后不易破碎,但在低温条件下其吸湿率却不如细孔硅胶。为充分发挥其各自特点。我们采用双床层干燥塔。湿空气先经粗孔硅胶床层吸去大量水分变成低湿空气,再经纫孔硅胶床层进一步除去过微量水分,经双层吸附可较快达到所需路点要求。
(3)不同流程中的干燥方案
干燥方案包括干燥、再生和冷却三方面。不同流程可以有不同的干燥方案,现举例说明:
(a)开式系统的干燥方案
在开式系统中,由于工质空气不循环使用,全由外界吸入,所以空气的干燥除水问题很突出。可采用前述综合干炽方法进行除水,但由于除水量大既会位干燥塔负担较雹,相应导致吸附剂量多、干燥塔体积大、再生次数额铁。实践证明以下措施可改善上述不足。
l尽量降低干燥塔前的湿空气温度。降低塔前空气温度可以减少干煤塔的负荷,有资料介绍,当将塔前申气温度由30℃降罕3—5℃时,干燥塔负荷量可减少77%以上。
采用风再生足为一改行措施。所谓回风是指由低温室排出的低温常压干气,父体积流量多倍于高压湿气流。用此股干气吹高湿吸附剂就可使之脱附再生。但需解决两个问题:首先是必须提高该服气流压力,以保证气流在克服管道及7:娱培阻力时仍能维持低温室所需压力(微正压力或零压力);此外,希望能增大该股气流温度,以提高脱附效果。采用升压式涡轮回风系统,可以解决这两个问题,图6—26示出实现此方案的具体流程。
 
 
空气压缩制冷机实际流程设计

 
(b)闭式系统的干燥方案
为了补偿控制仪表和涡轮空气轴承的耗气,以及系统中各部分必然存在的漏气,更为了调节制冷机工况,在闭式系统中存在向系统内补充空气问题。由于所补空气是来自大气的湿空气,故需要除水干娱。当气密性满足要求时,补气量是不大的,因而干娱塔的负荷量也相应减小。由此也可看出气密性的重要意义。对于不同流程有不同处理,下面介绍几种可能补气干燥方案。http://www.gdyqsb.cn 

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