空壓站的供風原理及附屬設(shè)備的作用
一、空壓站供風路徑概述: 自由空氣經(jīng)過空氣濾芯,進入主機,進行壓縮機后到達主機內(nèi)部油分離器進行油氣分離,分離后的壓縮空氣先經(jīng)過后置冷卻器降溫濾水,經(jīng)管道進入儲氣罐進行二次降溫除水,然后進入高效除油器除去氣體中殘留的油質(zhì),最后進入冷干機除去氣體中的水分送入主供風管網(wǎng)。 如下圖所示: 自由空氣
空壓機 儲氣罐 高效除油器 干燥機 管網(wǎng) 用戶 二、螺桿式空壓機的工作原理: 壓縮機主要由一對陰陽轉(zhuǎn)子及殼體組成,其工作原理于往復(fù)式壓縮機一樣,屬容積式,只是工作方式是回轉(zhuǎn)式而不是往復(fù)式。其工作過程可分為三個階段;
1) 吸氣階段:螺桿式壓縮機采用端面軸向進氣,一旦齒曹嚙合線進入吸氣口,則開始吸氣。隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動,嚙合線向排氣端延伸,吸入的空氣也越來越多,當端面齒廊離開吸氣口時,吸入階段結(jié)束。吸入的空氣處于陰陽轉(zhuǎn)子及殼體構(gòu)成的密閉的腔中。
2) 壓縮階段:由陰陽轉(zhuǎn)子及殼體構(gòu)成的這個密閉腔隨轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動,向排氣端移動,其容積不斷變小,因而氣體受壓縮。與此同時,潤滑油噴入這個密閉腔;
3) 排氣階段:當陰陽轉(zhuǎn)子齒到達排氣口時,密閉腔容積達到最小,壓縮空氣隨同潤滑油一起被排出,油氣混合氣通過止逆閥入油分離器,在那里潤滑油從空氣中分離出來,回到油循環(huán)系統(tǒng),而空氣流經(jīng)后冷卻器進入站內(nèi)的壓縮空氣管網(wǎng)。 從以上過程可以看出,螺桿壓縮機,機構(gòu)簡單,不存在往復(fù)力,因此排出氣體穩(wěn)定,無脈沖現(xiàn)象,從而噪音小振動比較小。 三、冷干機的工作原理: 冷凍式壓縮空氣干燥機(簡稱冷干機)是根據(jù)冷凍除濕原理,將壓縮空氣強制冷卻到要求的露點溫度以下,從而將其中所含的大量水蒸汽,油霧裝冷凝成液滴,通過氣液分離,由排水器排出機外,使壓縮空氣得到干燥,經(jīng)冷干機處理后的壓縮空氣(
7kgf/cm2),其干燥度可以達到大氣露點
-23℃左右。其工藝流程可分為以下三個過程:
1、壓縮空氣系統(tǒng)與熱交換系統(tǒng)及氣水分離系統(tǒng):
a) 濕熱的壓縮空氣進入冷干機,首先在預(yù)冷器中與低溫干燥的壓縮空氣進行熱交換,使溫度下降,有部分水份凝結(jié)成液體,然后進入蒸發(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)冷后的壓縮空氣進入蒸發(fā)器筒體中,被氟利昂制冷系統(tǒng)強制冷卻到
2-10℃,使其中的水蒸汽進一步凝結(jié)出來,然后進入氣液分離器中。
c) 經(jīng)過氣液分離器分離,液體的水油塵埃雜質(zhì)流入自動排水器中,由自動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到壓力露點
2-10℃(在0.7MPa壓力下,相當于大氣露點-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行交換,溫度得到回升后,送出冷干機。 2、制冷系統(tǒng)
a) 制冷壓縮機排出的高溫高壓的氣態(tài)冷媒,經(jīng)過冷凝器(風冷或水冷)的冷卻后,形成高壓的液態(tài)冷媒。
b) 液態(tài)冷媒經(jīng)過干燥過濾處理,出去冷媒中的雜質(zhì)和水份,送入熱力膨脹閥或毛細管中。
c) 高壓液態(tài)冷媒,經(jīng)熱力膨脹閥或毛細管節(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)冷媒被制冷壓縮機吸回,進行再壓縮,實現(xiàn)一個制冷循環(huán)。
e) 在制冷循環(huán)中,同時還伴有冷凍機油的循環(huán)和一些保護壓縮機正常工作的輔助措施。
f) 在制冷循環(huán)中,通過熱氣旁通閥來自動控制和調(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)的安全運行,主要包括以下部分:
a) 停機加熱曲軸箱中的潤滑油,防止冷媒溶于油中;
b) 延時起動;
c) 冷媒高壓超壓及冷媒低壓過低保護;
d) 制冷壓縮機電流過大保護;
e) 空氣入口溫度顯示;
f) 露點溫度顯示(小型設(shè)備用蒸發(fā)壓力對應(yīng)的蒸發(fā)溫度間接顯示)。 四、整個機組的工作原理: 1、本機為電機驅(qū)動單極螺桿空壓機,通過管道、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組; 2、標準空壓機的設(shè)計工作環(huán)境溫度范圍為:
1.7-46℃; 3、螺桿空壓機的壓縮產(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)過后冷卻器和水份離器,然后排出空壓機; 5、風扇將空氣吸入,強制通過冷卻器; 6、通過冷卻從主機排出壓縮空氣,再經(jīng)過分離后,大部分原來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、冷卻器和過濾器等組成,當空壓機工作時,冷卻油加壓系統(tǒng)向各軸承; 8、本機的加載控制系統(tǒng)為自動形式; 9、儀表板指示空壓機各個工況總狀態(tài); 10、本機隨用氣量度化而采用自動和手動控制兩種;
11、電氣部件裝載于容易維修的鈑金制作電控箱內(nèi); 12、運行安全是能保障的,因為當溫度過高,電氣過載或系統(tǒng)壓力過高等情況發(fā)生時,空壓機會自動停車。 五、空壓機各附件的作用:
1) 空氣進氣濾清器的作用:空氣進氣濾清器的作用是過濾進入壓縮機的空氣,使灰塵等固體雜質(zhì)不進入壓縮主機內(nèi),以防止相對滑動件有急劇增大的磨損,同時還能加速潤滑油氧化。
2) 止逆閥的作用:止逆閥的作用主要是在壓縮機停車時,防止油分離器壓力倒回,使螺桿壓縮機轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn),致使大量冷卻油從進氣口冒出。
3) 潤滑油循環(huán)系統(tǒng):潤滑油循環(huán)系統(tǒng)由油分離器、油冷卻器、溫控閥和油過濾器組成。在壓力作用,潤滑油從油分離器流出后,進入油冷卻器的進油口和溫控閥旁通入口,得到溫控閥控制的潤滑油,在恒定的壓力下流過油分濾器。斷油電磁閥,進入壓縮機各個工作點,經(jīng)加壓后,隨壓縮空氣一起進入油分離器,空壓機沒有油泵,潤滑油的循環(huán)是借助于油分離器與主機噴油口壓差進行的;
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,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,它的另一個作用是在機組加載時保持分離器中的壓力,與大氣始終有一個較小的壓差,減小氣體流動速度,確保油分離效果;
5) 溫控閥的作用:溫控閥控制壓縮機的最低噴油溫度,因為較低的噴油溫度會使壓縮機主機的排氣溫度偏低,而在油分離器內(nèi)析出冷凝水,惡化潤滑油的品質(zhì),縮短其使用壽命。溫控閥控制潤滑油的旁通流量,以使噴油溫度控制在一個合適范圍之中。(注意:機組冷啟動時,確保機組溫度高于環(huán)境溫度
32℃才允許加載)
6) 油冷卻器的作用:油冷卻器通過強制對流的方式,冷卻風帶走冷卻油的熱量。
7) 油過濾器的作用:油過濾器的作用是在潤滑油循環(huán)過程中,濾去其中的顆粒、粉塵和其它雜質(zhì),保證螺桿壓縮機轉(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:它在開機時打開,關(guān)機時關(guān)閉,其作用是停機時防止有壓力的潤滑油進入主機,防止?jié)櫥蛷闹鳈C進口處噴出。
9) 油分離器、潤滑油:潤滑油和空氣從壓縮機排出后進入油分離器,混合氣沿著箱體內(nèi)壁流動,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,空氣氣流中剩下一些非常細小的油霧,它們隨著空氣一起進入油分離器芯子,油分離器芯子由二個緊靠在一起的同心纖維圓筒組成,由自由絲網(wǎng)支承,芯子法蘭盤固定在分離器頂蓋上;氣流進入油分離器芯子后,油氣凝聚在纖上形成液滴,這液滴結(jié)集在外層第一級凝聚纖維筒上,然后落到油分離器里,那部分凝聚在第二級內(nèi)層上的液滴匯聚在分離器芯子的底部,經(jīng)過回油管路中過濾網(wǎng),節(jié)流接頭,回到壓縮機壓縮腔內(nèi);此時,氣流里已基本無油?;赜凸艿淖饔檬牵翰粩鄬⒊练e在第二級內(nèi)層上分離芯底部的利用壓差作用回到主機進口。
10) 潤滑油的作用:
a) 螺桿式壓縮機潤滑油有三種功能:潤滑軸承與轉(zhuǎn)子接觸表面。密封轉(zhuǎn)子間隙,冷卻壓縮過程。實際大部分用來冷卻,而小部分用來潤滑與密封;
b) 潤滑油最重要的性能是冷卻作用。本機組潤滑油在系統(tǒng)工作溫度下具有較好的抗氧化能力,能夠延長油的使用壽命,高級防銹劑起到保護管道清潔和油箱清潔作用。 六、冷干機制冷系統(tǒng)中主要部件功能說明: 制冷系統(tǒng)主要是冷干機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)簡述如下:
1) 壓縮機: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:從制冷壓縮機來的高溫、高壓制冷劑蒸汽,進入冷凝器(風冷或水冷),通過水或空氣與高溫、高壓制冷劑的熱量交換,使高溫高壓蒸汽冷凝液化。
3) 干燥過濾器:制冷劑從冷凝器流到干燥過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)回汽過熱的變化自動調(diào)節(jié)供液量,從干燥過濾器來的高壓液態(tài)制冷劑通過膨脹閥或毛細管的節(jié)流降壓變成低溫低壓液體進入蒸發(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還需設(shè)定一個合理化的回汽過熱,一般出廠的冷干機膨脹都已調(diào)好,用戶不需要調(diào)節(jié);但負荷與冷干機規(guī)定負荷相差較大時也可作適當調(diào)整,其中順時針旋轉(zhuǎn)壓緊彈簧,制冷系統(tǒng)的吸氣過熱度減?。?br />
10m3/min以下冷干機用毛細管)。
5) 蒸發(fā)器:進入蒸發(fā)器的低溫低壓制冷劑與管外空氣進行熱交換,液態(tài)制冷劑迅速吸收熱量,從而蒸發(fā)成汽態(tài),制冷劑蒸汽同時也被壓縮機吸氣管吸入,反復(fù)經(jīng)過壓縮—冷凝—膨脹—蒸發(fā)的全過程,進行制冷循環(huán)。
6) 汽化器:防止蒸發(fā)器中部分沒有蒸發(fā)的液體直接被壓縮機吸入,從而避免壓縮機產(chǎn)生“液壓”,同時因其內(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)在壓縮機高低壓兩端的一個能量調(diào)節(jié)器,起著穩(wěn)定制冷系統(tǒng)發(fā)溫度的作用,當干燥機的負載減小,制冷系統(tǒng)蒸發(fā)壓力下降時,旁通閥自動開啟,使部分高壓氣體直接進入蒸發(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時該閥自動打開,當露點溫度及蒸發(fā)壓力過低時,按順時針旋轉(zhuǎn),升高閥門開啟點,調(diào)整時應(yīng)緩慢旋動扳手,使參數(shù)穩(wěn)定在正常范圍。
8) 視鏡:安裝于制冷供液管上,用來觀察制冷劑的流量及制冷劑的含水量,開機
15分鐘后,視鏡子中仍有氣泡,說明制冷劑不足;視鏡中色標變黃,說明系統(tǒng)中含水量太高(20m3/min以下無) 七、冷干機的使用條件
1. 環(huán)境溫度:低于
40℃,高于0℃;
2. 進氣溫度:常溫型≤
45℃;≤80℃;
3. 進氣壓力:
0.2-1.0MPa;
4. 制冷劑:
R-22(GAD-1NF以下用R1或R134a);
5. 冷卻方式:風冷或水冷;
6. 壓力降:
0.22-0.03MPa;
7. 壓力露點:
2-10℃
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