某鋼廠零氣損干燥機(jī)露點(diǎn)改善實(shí)踐總結(jié)

摘要：介紹了零氣損干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，以及這些設(shè)備在投運(yùn)以后出現(xiàn)了一些問(wèn)題，通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行分析和處理，總結(jié)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，讓干燥機(jī)發(fā)揮最佳運(yùn)行效果。

關(guān)鍵詞：干燥機(jī)；露點(diǎn)；溫度

0 引言

在鋼鐵行業(yè)中，壓縮空氣應(yīng)用范圍廣泛，為生產(chǎn)提供儀表、動(dòng)力、除塵等氣源，隨著設(shè)備精度越來(lái)越高，自動(dòng)化越來(lái)越先進(jìn)，對(duì)壓縮空氣的品質(zhì)要求也逐步提高，某鋼廠壓縮空氣系統(tǒng)共建設(shè)4個(gè)空壓站，26臺(tái)空壓機(jī)配套26臺(tái)干燥機(jī)。2020年開始對(duì)干燥設(shè)備進(jìn)行改造升級(jí)，將原組合式干燥機(jī)替換為鼓風(fēng)零氣損干燥機(jī)。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 零氣損干燥機(jī)工作原理介紹

零氣損干燥機(jī)主要由汽水分離器、吸附塔、鼓風(fēng)機(jī)、過(guò)濾器、加熱器、冷卻器以及若干閥門組成。

零氣損干燥機(jī)由兩個(gè)干燥塔組成，主要工作原理是利用吸附劑的吸水特性，對(duì)壓縮空氣進(jìn)行物理吸附，從而將壓縮空氣中的水分除去；與此同時(shí)，另外一個(gè)吸附塔進(jìn)行再生。再生完畢后與工作的再生塔進(jìn)行切換，依次反復(fù)進(jìn)行， 使得壓縮空氣出口壓力露點(diǎn)達(dá)到-40℃以下[1]。具體流程見(jiàn)圖1。

1.2 運(yùn)行現(xiàn)狀分析

自2022年完成改造投運(yùn)以來(lái)，壓縮空氣經(jīng)干燥出來(lái)的壓力露點(diǎn)時(shí)常出現(xiàn)高于控制露點(diǎn)-40℃的情況，嚴(yán)重時(shí)可達(dá)-10℃及以上，對(duì)壓縮空氣品質(zhì)控制造成一定威脅。經(jīng)分析統(tǒng)計(jì)，露點(diǎn)超標(biāo)的設(shè)備主要分布在1/2/4號(hào)空壓站。

1.3 影響干燥機(jī)露點(diǎn)波動(dòng)因素

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研以及查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，影響干燥機(jī)露點(diǎn)波動(dòng)主要有以下幾點(diǎn)；

1）干燥機(jī)進(jìn)氣量

當(dāng)進(jìn)氣流量超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，干燥機(jī)干燥吸附能力下降較快，運(yùn)行周期末期容易出現(xiàn)露點(diǎn)超標(biāo)，反之露點(diǎn)處于更好水平。站區(qū)干燥系統(tǒng)運(yùn)行模式主要集中主管供氣，經(jīng)干燥機(jī)、過(guò)濾器輸送到外部匯總管，每臺(tái)干燥機(jī)的流量受流經(jīng)的干燥機(jī)、過(guò)濾器、管道、閥門阻力影響，阻力大時(shí)流通量減少，反之增加。從1號(hào)空壓站跟換3組濾芯后其干燥機(jī)壓差從4 kpa上升至12 kpa（表明流通量增加，已經(jīng)大于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)250 Nm3/min），同時(shí)這三組干燥機(jī)的露點(diǎn)出現(xiàn)一定幅度下降，該現(xiàn)象表明過(guò)濾器的壓阻差異可能是影響流量分配不均的主導(dǎo)因素之一。

2）吸附劑吸附能力和比例配置

吸附劑是干燥機(jī)實(shí)現(xiàn)干燥能力的最關(guān)鍵材料，其能力主要體現(xiàn)在填料的種類、比例和填裝量，目前常用的填料為分子篩和Al2O3，其中分子篩的吸附能力是Al2O3的1.8倍左右，相同填裝量下分子篩填裝比例越高干燥能力越強(qiáng)。

3）干燥機(jī)的加熱再生和循環(huán)周期設(shè)定

在有限的吸附能力內(nèi)干燥機(jī)的運(yùn)行周期越長(zhǎng)，末期的干燥性能越差。干燥劑的再生是否完全由再生溫度和時(shí)間決定，在合理區(qū)間內(nèi)再生溫度越高，實(shí)現(xiàn)完全再生所需的時(shí)間越短，再生是否徹底對(duì)干燥能力影響較大。

4） 環(huán)境溫濕度

空氣濕度高時(shí)，進(jìn)入干燥機(jī)的壓縮空氣濕度也會(huì)上升，在一定程度會(huì)縮短干燥劑吸附能力的消耗時(shí)間，從而影響露點(diǎn)。另外，干燥劑采用空氣加熱循環(huán)再生，空氣濕度大對(duì)再生能力有影響，該類因素應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)時(shí)加以考慮。

5）其他

如干燥劑的劣化、干燥機(jī)入口溫度過(guò)高、干燥劑填裝形式、干燥劑質(zhì)量等。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 露點(diǎn)超標(biāo)原因初步分析

1）個(gè)別干燥機(jī)存在過(guò)濾器堵塞情況

1號(hào)空壓站共配置7臺(tái)空壓機(jī)（對(duì)應(yīng)7臺(tái)干燥機(jī)），對(duì)該空壓站進(jìn)行干燥機(jī)過(guò)濾器檢查發(fā)現(xiàn)，部分干燥機(jī)進(jìn)出口壓力差相差較大，其中5/6號(hào)干燥機(jī)壓差在10 Kpa以上，其它干燥機(jī)在3-5 Kpa，依次初步反推壓差較小的存在干燥機(jī)后過(guò)濾器堵塞情況，經(jīng)對(duì)2/3/5號(hào)空壓機(jī)過(guò)濾器拆解后，均發(fā)現(xiàn)過(guò)濾器內(nèi)濾筒出現(xiàn)內(nèi)部擠壓變形，過(guò)濾材料表面和內(nèi)部有較多的棕褐色粉塵。過(guò)濾器的變形以及堵塞導(dǎo)致了過(guò)濾器壓差較大（對(duì)應(yīng)的干燥機(jī)壓差現(xiàn)象為較?。?，空氣流通阻力變大，流通量減少。根據(jù)不同干燥機(jī)前后的壓差我們可以初步判斷5/6號(hào)干燥機(jī)過(guò)濾器壓差相對(duì)較2/3/4?。ǜ稍餀C(jī)壓差較大），空氣流通處理量大，干燥劑的吸附能力下降較快，干燥露點(diǎn)最大值也較大；2/3/4號(hào)干燥機(jī)過(guò)濾器壓差較小，空氣流通處理量小，燥劑的吸附能力下降慢，干燥露點(diǎn)整體比前者好。

2）吸附塔填料量未達(dá)標(biāo)以及種類配比不合理

根據(jù)滿足露點(diǎn)＜-40℃的前提下，測(cè)算的填料量需滿足單塔至少4噸；而據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)填料添加時(shí)候的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，單塔填充量大都在3.5噸左右，比計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)少；

同時(shí)吸附塔設(shè)計(jì)填料組分主要有分子篩以及活性氧化鋁，填充1∶2/1∶3不等。因?yàn)檠趸X具有高強(qiáng)度，不易破碎；在相對(duì)濕度高區(qū)間（60%～100%），吸水性能要優(yōu)于分子篩，但隨著含濕量逐漸降低，吸水性不如分子篩。所以，比例調(diào)整合理也是影響露點(diǎn)能否穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的原因。

3）干燥機(jī)進(jìn)氣溫度偏高

按照干燥機(jī)設(shè)計(jì)擬定工況條件為滿足小于40℃的進(jìn)氣要求，但據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)改造干燥機(jī)情況，部分設(shè)備進(jìn)氣維持在40～45℃，據(jù)查看空氣飽和含水率對(duì)照表可得在同等壓力下，45℃的壓縮空氣含水量約為40℃的1.28倍，極大增加吸附塔的處理量，對(duì)于干燥效果造成很大波動(dòng)[1]。

2.2 實(shí)驗(yàn)調(diào)整

1）對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行更換

3月份對(duì)1號(hào)空壓站2/3/4號(hào)干燥機(jī)后濾芯進(jìn)行更換后，干燥機(jī)壓差從3～4 kpa上升至10～17 kpa，表明過(guò)濾器阻力損失減小，空氣流通量增加，吸附劑處理能力下降增快，相應(yīng)的露點(diǎn)最大值也出現(xiàn)上升情況，而原來(lái)5/6/7干燥機(jī)壓差出現(xiàn)下降，空氣流通量減少，吸附劑處理能力下降變慢，相應(yīng)的露點(diǎn)最大值也出現(xiàn)下降情況，露點(diǎn)有所改善，其中6/7號(hào)干燥機(jī)達(dá)到-40℃以下。

2） 進(jìn)行補(bǔ)加填料

根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以及結(jié)合吸附塔的剩余空間進(jìn)行調(diào)整，每座塔填充量調(diào)整為4噸，同時(shí)按照氧化鋁：分子篩=3∶2的比例進(jìn)行配置。在補(bǔ)充填料后的干燥機(jī)露點(diǎn)溫度由-20℃提升至-35～-40℃之間，極大改善壓縮空氣的品質(zhì)。

3）改善冷卻器換熱效果

干燥機(jī)的進(jìn)氣溫度偏高主要原因空壓機(jī)冷卻不充分，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)拆檢空壓機(jī)三級(jí)冷卻器發(fā)現(xiàn)，水管側(cè)大部分存在堵塞以及腐蝕。針對(duì)此現(xiàn)象，主要通過(guò)縮短冷卻器維護(hù)周期，同時(shí)調(diào)整冷卻塔風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉以保證換熱效果，進(jìn)一步降低空壓機(jī)冷卻器進(jìn)水溫度。經(jīng)過(guò)調(diào)整，當(dāng)前1～3號(hào)空壓站干燥機(jī)進(jìn)氣溫度可以保證在≤40℃。

3 結(jié)束語(yǔ)

干燥機(jī)的露點(diǎn)對(duì)于壓縮空氣品質(zhì)是否達(dá)標(biāo)起著決定性作用，通過(guò)本文的研究分析，后續(xù)對(duì)于類似露點(diǎn)超標(biāo)情況的排查處理有著重要借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

［1］ 吳先吉，孫光華.零氣損干燥機(jī)在梅鋼的應(yīng)用［J］.梅山科技， 2019（1）：3.DOI：CNKI：SUN：MSKJ.0.2019-01-002.