空壓站的供風(fēng)原理及附屬設(shè)備的作用
一、空壓站供風(fēng)路徑概述: 自由空氣經(jīng)過(guò)空氣濾芯,進(jìn)入主機(jī),進(jìn)行壓縮機(jī)后到達(dá)主機(jī)內(nèi)部油分離器進(jìn)行油氣分離,分離后的壓縮空氣先經(jīng)過(guò)后置冷卻器降溫濾水,經(jīng)管道進(jìn)入儲(chǔ)氣罐進(jìn)行二次降溫除水,然后進(jìn)入高效除油器除去氣體中殘留的油質(zhì),最后進(jìn)入冷干機(jī)除去氣體中的水分送入主供風(fēng)管網(wǎng)。 如下圖所示: 自由空氣
空壓機(jī) 儲(chǔ)氣罐 高效除油器 干燥機(jī) 管網(wǎng) 用戶(hù) 二、螺桿式空壓機(jī)的工作原理: 壓縮機(jī)主要由一對(duì)陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子及殼體組成,其工作原理于往復(fù)式壓縮機(jī)一樣,屬容積式,只是工作方式是回轉(zhuǎn)式而不是往復(fù)式。其工作過(guò)程可分為三個(gè)階段;
1) 吸氣階段:螺桿式壓縮機(jī)采用端面軸向進(jìn)氣,一旦齒曹?chē)Ш暇€進(jìn)入吸氣口,則開(kāi)始吸氣。隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng),嚙合線向排氣端延伸,吸入的空氣也越來(lái)越多,當(dāng)端面齒廊離開(kāi)吸氣口時(shí),吸入階段結(jié)束。吸入的空氣處于陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子及殼體構(gòu)成的密閉的腔中。
2) 壓縮階段:由陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子及殼體構(gòu)成的這個(gè)密閉腔隨轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),向排氣端移動(dòng),其容積不斷變小,因而氣體受壓縮。與此同時(shí),潤(rùn)滑油噴入這個(gè)密閉腔;
3) 排氣階段:當(dāng)陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子齒到達(dá)排氣口時(shí),密閉腔容積達(dá)到最小,壓縮空氣隨同潤(rùn)滑油一起被排出,油氣混合氣通過(guò)止逆閥入油分離器,在那里潤(rùn)滑油從空氣中分離出來(lái),回到油循環(huán)系統(tǒng),而空氣流經(jīng)后冷卻器進(jìn)入站內(nèi)的壓縮空氣管網(wǎng)。 從以上過(guò)程可以看出,螺桿壓縮機(jī),機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,不存在往復(fù)力,因此排出氣體穩(wěn)定,無(wú)脈沖現(xiàn)象,從而噪音小振動(dòng)比較小。 三、冷干機(jī)的工作原理: 冷凍式壓縮空氣干燥機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)冷干機(jī))是根據(jù)冷凍除濕原理,將壓縮空氣強(qiáng)制冷卻到要求的露點(diǎn)溫度以下,從而將其中所含的大量水蒸汽,油霧裝冷凝成液滴,通過(guò)氣液分離,由排水器排出機(jī)外,使壓縮空氣得到干燥,經(jīng)冷干機(jī)處理后的壓縮空氣(
7kgf/cm2),其干燥度可以達(dá)到大氣露點(diǎn)
-23℃左右。其工藝流程可分為以下三個(gè)過(guò)程:
1、壓縮空氣系統(tǒng)與熱交換系統(tǒng)及氣水分離系統(tǒng):
a) 濕熱的壓縮空氣進(jìn)入冷干機(jī),首先在預(yù)冷器中與低溫干燥的壓縮空氣進(jìn)行熱交換,使溫度下降,有部分水份凝結(jié)成液體,然后進(jìn)入蒸發(fā)器筒體中;在預(yù)冷器中低溫空氣得到了升溫,避免了因出空氣溫度太低而使下游輸氣管外壁結(jié)露。
b) 被預(yù)冷后的壓縮空氣進(jìn)入蒸發(fā)器筒體中,被氟利昂制冷系統(tǒng)強(qiáng)制冷卻到
2-10℃,使其中的水蒸汽進(jìn)一步凝結(jié)出來(lái),然后進(jìn)入氣液分離器中。
c) 經(jīng)過(guò)氣液分離器分離,液體的水油塵埃雜質(zhì)流入自動(dòng)排水器中,由自動(dòng)控制排水器把它排出系統(tǒng)外。
d) 經(jīng)分離液滴后的空氣干燥度達(dá)到壓力露點(diǎn)
2-10℃(在0.7MPa壓力下,相當(dāng)于大氣露點(diǎn)-23℃左右),然后低溫干燥空氣再回到預(yù)冷器中和入口濕熱空氣進(jìn)行交換,溫度得到回升后,送出冷干機(jī)。 2、制冷系統(tǒng)
a) 制冷壓縮機(jī)排出的高溫高壓的氣態(tài)冷媒,經(jīng)過(guò)冷凝器(風(fēng)冷或水冷)的冷卻后,形成高壓的液態(tài)冷媒。
b) 液態(tài)冷媒經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾處理,出去冷媒中的雜質(zhì)和水份,送入熱力膨脹閥或毛細(xì)管中。
c) 高壓液態(tài)冷媒,經(jīng)熱力膨脹閥或毛細(xì)管節(jié)流后送入蒸發(fā)器中,吸收壓縮空氣的熱量而蒸發(fā)變成氣態(tài)冷媒。
d) 氣態(tài)冷媒被制冷壓縮機(jī)吸回,進(jìn)行再壓縮,實(shí)現(xiàn)一個(gè)制冷循環(huán)。
e) 在制冷循環(huán)中,同時(shí)還伴有冷凍機(jī)油的循環(huán)和一些保護(hù)壓縮機(jī)正常工作的輔助措施。
f) 在制冷循環(huán)中,通過(guò)熱氣旁通閥來(lái)自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)蒸發(fā)器的冷量輸出,以適應(yīng)壓縮空氣的熱負(fù)荷的變化,確保壓縮空氣被冷卻后的溫度不低于0℃防止凝結(jié)水而堵塞氣路。 3、電器控制系統(tǒng):電器控制系統(tǒng)是為了確保制冷系統(tǒng)的安全運(yùn)行,主要包括以下部分:
a) 停機(jī)加熱曲軸箱中的潤(rùn)滑油,防止冷媒溶于油中;
b) 延時(shí)起動(dòng);
c) 冷媒高壓超壓及冷媒低壓過(guò)低保護(hù);
d) 制冷壓縮機(jī)電流過(guò)大保護(hù);
e) 空氣入口溫度顯示;
f) 露點(diǎn)溫度顯示(小型設(shè)備用蒸發(fā)壓力對(duì)應(yīng)的蒸發(fā)溫度間接顯示)。 四、整個(gè)機(jī)組的工作原理: 1、本機(jī)為電機(jī)驅(qū)動(dòng)單極螺桿空壓機(jī),通過(guò)管道、導(dǎo)線和底板裝上各種附件后,便成為完全自成一體空壓機(jī)組; 2、標(biāo)準(zhǔn)空壓機(jī)的設(shè)計(jì)工作環(huán)境溫度范圍為:
1.7-46℃; 3、螺桿空壓機(jī)的壓縮產(chǎn)生于兩根螺桿的嚙合; 4、空氣
/冷卻油混合物從主機(jī)排到分離系統(tǒng)。排出的汽油混合物經(jīng)該系統(tǒng)分離,冷卻油回到冷卻系統(tǒng),而空氣經(jīng)過(guò)后冷卻器和水份離器,然后排出空壓機(jī); 5、風(fēng)扇將空氣吸入,強(qiáng)制通過(guò)冷卻器; 6、通過(guò)冷卻從主機(jī)排出壓縮空氣,再經(jīng)過(guò)分離后,大部分原來(lái)自然存在于其中的水汽被除去; 7、冷卻系統(tǒng)由油池、溫控閥、冷卻器和過(guò)濾器等組成,當(dāng)空壓機(jī)工作時(shí),冷卻油加壓系統(tǒng)向各軸承; 8、本機(jī)的加載控制系統(tǒng)為自動(dòng)形式; 9、儀表板指示空壓機(jī)各個(gè)工況總狀態(tài); 10、本機(jī)隨用氣量度化而采用自動(dòng)和手動(dòng)控制兩種;
11、電氣部件裝載于容易維修的鈑金制作電控箱內(nèi); 12、運(yùn)行安全是能保障的,因?yàn)楫?dāng)溫度過(guò)高,電氣過(guò)載或系統(tǒng)壓力過(guò)高等情況發(fā)生時(shí),空壓機(jī)會(huì)自動(dòng)停車(chē)。 五、空壓機(jī)各附件的作用:
1) 空氣進(jìn)氣濾清器的作用:空氣進(jìn)氣濾清器的作用是過(guò)濾進(jìn)入壓縮機(jī)的空氣,使灰塵等固體雜質(zhì)不進(jìn)入壓縮主機(jī)內(nèi),以防止相對(duì)滑動(dòng)件有急劇增大的磨損,同時(shí)還能加速潤(rùn)滑油氧化。
2) 止逆閥的作用:止逆閥的作用主要是在壓縮機(jī)停車(chē)時(shí),防止油分離器壓力倒回,使螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn),致使大量冷卻油從進(jìn)氣口冒出。
3) 潤(rùn)滑油循環(huán)系統(tǒng):潤(rùn)滑油循環(huán)系統(tǒng)由油分離器、油冷卻器、溫控閥和油過(guò)濾器組成。在壓力作用,潤(rùn)滑油從油分離器流出后,進(jìn)入油冷卻器的進(jìn)油口和溫控閥旁通入口,得到溫控閥控制的潤(rùn)滑油,在恒定的壓力下流過(guò)油分濾器。斷油電磁閥,進(jìn)入壓縮機(jī)各個(gè)工作點(diǎn),經(jīng)加壓后,隨壓縮空氣一起進(jìn)入油分離器,空壓機(jī)沒(méi)有油泵,潤(rùn)滑油的循環(huán)是借助于油分離器與主機(jī)噴油口壓差進(jìn)行的;
4) 最小壓力閥的作用:最小壓力閥裝載油分離器排氣口處,其作用是保證壓縮機(jī)系統(tǒng)中油分離器內(nèi)始終有形成油循環(huán)的最小壓力。同時(shí),它具有止逆功能,能防止管網(wǎng)中的壓縮空氣向分離器內(nèi)倒灌,它的另一個(gè)作用是在機(jī)組加載時(shí)保持分離器中的壓力,與大氣始終有一個(gè)較小的壓差,減小氣體流動(dòng)速度,確保油分離效果;
5) 溫控閥的作用:溫控閥控制壓縮機(jī)的最低噴油溫度,因?yàn)檩^低的噴油溫度會(huì)使壓縮機(jī)主機(jī)的排氣溫度偏低,而在油分離器內(nèi)析出冷凝水,惡化潤(rùn)滑油的品質(zhì),縮短其使用壽命。溫控閥控制潤(rùn)滑油的旁通流量,以使噴油溫度控制在一個(gè)合適范圍之中。(注意:機(jī)組冷啟動(dòng)時(shí),確保機(jī)組溫度高于環(huán)境溫度
32℃才允許加載)
6) 油冷卻器的作用:油冷卻器通過(guò)強(qiáng)制對(duì)流的方式,冷卻風(fēng)帶走冷卻油的熱量。
7) 油過(guò)濾器的作用:油過(guò)濾器的作用是在潤(rùn)滑油循環(huán)過(guò)程中,濾去其中的顆粒、粉塵和其它雜質(zhì),保證螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的可靠工作和防止油冷卻管道的結(jié)垢。
8) 斷油電磁閥的作用:它在開(kāi)機(jī)時(shí)打開(kāi),關(guān)機(jī)時(shí)關(guān)閉,其作用是停機(jī)時(shí)防止有壓力的潤(rùn)滑油進(jìn)入主機(jī),防止?jié)櫥蛷闹鳈C(jī)進(jìn)口處噴出。
9) 油分離器、潤(rùn)滑油:潤(rùn)滑油和空氣從壓縮機(jī)排出后進(jìn)入油分離器,混合氣沿著箱體內(nèi)壁流動(dòng),在離心力的作用下油滴聚合后落入油箱底部,內(nèi)部擋板維持空氣和油滴不斷旋轉(zhuǎn),方向持續(xù)不斷的改變,使愈來(lái)愈多的油滴從空氣中清除除去,這種慣性作用使?jié)櫥陀只氐接头蛛x器;這時(shí),空氣氣流中剩下一些非常細(xì)小的油霧,它們隨著空氣一起進(jìn)入油分離器芯子,油分離器芯子由二個(gè)緊靠在一起的同心纖維圓筒組成,由自由絲網(wǎng)支承,芯子法蘭盤(pán)固定在分離器頂蓋上;氣流進(jìn)入油分離器芯子后,油氣凝聚在纖上形成液滴,這液滴結(jié)集在外層第一級(jí)凝聚纖維筒上,然后落到油分離器里,那部分凝聚在第二級(jí)內(nèi)層上的液滴匯聚在分離器芯子的底部,經(jīng)過(guò)回油管路中過(guò)濾網(wǎng),節(jié)流接頭,回到壓縮機(jī)壓縮腔內(nèi);此時(shí),氣流里已基本無(wú)油。回油管的作用是:不斷將沉積在第二級(jí)內(nèi)層上分離芯底部的利用壓差作用回到主機(jī)進(jìn)口。
10) 潤(rùn)滑油的作用:
a) 螺桿式壓縮機(jī)潤(rùn)滑油有三種功能:潤(rùn)滑軸承與轉(zhuǎn)子接觸表面。密封轉(zhuǎn)子間隙,冷卻壓縮過(guò)程。實(shí)際大部分用來(lái)冷卻,而小部分用來(lái)潤(rùn)滑與密封;
b) 潤(rùn)滑油最重要的性能是冷卻作用。本機(jī)組潤(rùn)滑油在系統(tǒng)工作溫度下具有較好的抗氧化能力,能夠延長(zhǎng)油的使用壽命,高級(jí)防銹劑起到保護(hù)管道清潔和油箱清潔作用。 六、冷干機(jī)制冷系統(tǒng)中主要部件功能說(shuō)明: 制冷系統(tǒng)主要是冷干機(jī)提供降溫所需的足夠冷量,系統(tǒng)中主要部件功能及調(diào)節(jié)簡(jiǎn)述如下:
1) 壓縮機(jī):它的作用是從蒸發(fā)器吸入低溫低壓制冷劑蒸汽,經(jīng)壓縮變高溫高壓制冷劑蒸汽送往冷凝器。
2) 冷凝器:從制冷壓縮機(jī)來(lái)的高溫、高壓制冷劑蒸汽,進(jìn)入冷凝器(風(fēng)冷或水冷),通過(guò)水或空氣與高溫、高壓制冷劑的熱量交換,使高溫高壓蒸汽冷凝液化。
3) 干燥過(guò)濾器:制冷劑從冷凝器流到干燥過(guò)濾器主要是除去制冷系統(tǒng)中含有少量水份及雜質(zhì);
4) 熱力膨脹閥:它主要起降壓節(jié)流的作業(yè),并能根據(jù)回汽過(guò)熱的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)供液量,從干燥過(guò)濾器來(lái)的高壓液態(tài)制冷劑通過(guò)膨脹閥或毛細(xì)管的節(jié)流降壓變成低溫低壓液體進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)。膨脹閥的大小是根據(jù)制冷量的大小選擇的同時(shí)還需設(shè)定一個(gè)合理化的回汽過(guò)熱,一般出廠的冷干機(jī)膨脹都已調(diào)好,用戶(hù)不需要調(diào)節(jié);但負(fù)荷與冷干機(jī)規(guī)定負(fù)荷相差較大時(shí)也可作適當(dāng)調(diào)整,其中順時(shí)針旋轉(zhuǎn)壓緊彈簧,制冷系統(tǒng)的吸氣過(guò)熱度減?。?br />
10m3/min以下冷干機(jī)用毛細(xì)管)。
5) 蒸發(fā)器:進(jìn)入蒸發(fā)器的低溫低壓制冷劑與管外空氣進(jìn)行熱交換,液態(tài)制冷劑迅速吸收熱量,從而蒸發(fā)成汽態(tài),制冷劑蒸汽同時(shí)也被壓縮機(jī)吸氣管吸入,反復(fù)經(jīng)過(guò)壓縮—冷凝—膨脹—蒸發(fā)的全過(guò)程,進(jìn)行制冷循環(huán)。
6) 汽化器:防止蒸發(fā)器中部分沒(méi)有蒸發(fā)的液體直接被壓縮機(jī)吸入,從而避免壓縮機(jī)產(chǎn)生“液壓”,同時(shí)因其內(nèi)部結(jié)構(gòu),更有利于制冷系統(tǒng)的回油。
7) 熱氣旁通閥:它是并聯(lián)在壓縮機(jī)高低壓兩端的一個(gè)能量調(diào)節(jié)器,起著穩(wěn)定制冷系統(tǒng)發(fā)溫度的作用,當(dāng)干燥機(jī)的負(fù)載減小,制冷系統(tǒng)蒸發(fā)壓力下降時(shí),旁通閥自動(dòng)開(kāi)啟,使部分高壓氣體直接進(jìn)入蒸發(fā)器,以保持蒸發(fā)壓力在一定范圍內(nèi),一般設(shè)置在0.35MPa時(shí)該閥自動(dòng)打開(kāi),當(dāng)露點(diǎn)溫度及蒸發(fā)壓力過(guò)低時(shí),按順時(shí)針旋轉(zhuǎn),升高閥門(mén)開(kāi)啟點(diǎn),調(diào)整時(shí)應(yīng)緩慢旋動(dòng)扳手,使參數(shù)穩(wěn)定在正常范圍。
8) 視鏡:安裝于制冷供液管上,用來(lái)觀察制冷劑的流量及制冷劑的含水量,開(kāi)機(jī)
15分鐘后,視鏡子中仍有氣泡,說(shuō)明制冷劑不足;視鏡中色標(biāo)變黃,說(shuō)明系統(tǒng)中含水量太高(20m3/min以下無(wú)) 七、冷干機(jī)的使用條件
1. 環(huán)境溫度:低于
40℃,高于0℃;
2. 進(jìn)氣溫度:常溫型≤
45℃;≤80℃;
3. 進(jìn)氣壓力:
0.2-1.0MPa;
4. 制冷劑:
R-22(GAD-1NF以下用R1或R134a);
5. 冷卻方式:風(fēng)冷或水冷;
6. 壓力降:
0.22-0.03MPa;
7. 壓力露點(diǎn):
2-10℃
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