工业效率

压缩空气系统露点测量的基础

在工业中,压缩空气无处不在。把它想象成电力——一种驱动输送机、包装线、喷漆设备、金属印刷机的动力来源——不胜枚举。但这确实是有代价的。压缩空气是最大的能源消耗之一,约占压缩空气系统寿命成本的75%。

幸运的是,节能机会也是无处不在的,它只需要一点努力识别它们。对于压缩空气系统,没有什么能提供比露点测量更好的投资回报,以确保能效并降低所有权成本。

以下是用压缩空气系统对测量露点和方法的综述。

修复人类

露点测量确保能源效率,并帮助降低拥有压缩空气系统的成本。

质量空气对生产和产品至关重要

露点只是必须冷却空气的温度,以便在露水或霜中冷凝的水蒸气。在任何温度下,空气可以保持最大的水蒸气量。该最大量称为水蒸气饱和压力。如果在这一点上添加更多的水蒸气,则会导致冷凝。

加压空气中的凝结是一个很大的问题,因为它导致管道,机械故障,污染和冻结的堵塞。使用压缩空气的现代设施可以通过露出眼睛来识别和避免这些问题。

露点监测可以通过在压缩空气系统中安装高质量的露点传感器和监视器来实现。使用压力露点监测系统可以确保在压缩空气系统中可靠地保持所需的湿度水平。

你使用的空气质量对整个过程的最终结果至关重要。以喷漆为例。质量差的空气——即含有灰尘、其他颗粒或水的空气——会导致油漆表面质量差,从而成为无法出售的废品。在半导体生产中,压缩空气系统中的湿气会导致成活率低、可靠性差等问题,而空气中的灰尘会导致产品短路。

在食品和饮料行业的包装线上,干净,干燥空气是一种绝对必须维持卫生和保持最终产品质量。例如,如果您正在使用填充气体来填满填充火腿,则您不需要在那里填补任何东西。当空气被加压时,潮湿的空气凝结并形成水滴,这会导致生锈 - 这最终可以与食物结束。当您干燥塑料制作苏打瓶时,过度的水分会导致脆性瓶子,阴天结束。

英雄空气压缩机

空气质量对过程的最终结果至关重要。

压力露点定义

露点主要集中在温度和相对湿度上。然而,相同的饱和点受到压力的影响。因此,在我们继续之前,有必要区分“露点”和“压力露点”。

露点与非加压,大气空气(大气露点)有关。当在高于大气压的压力下测量气体的露点温度时,遇到术语“压力露点”。它是指压力下气体的露点温度。这很重要,因为改变气体的压力会改变气体的露点温度。

由于水蒸汽压力和露点通过空气压缩增加,因此如果您在进行测量之前将空气流向大气,则考虑到这一点至关重要。测量点处的露点将与过程中的露点不同。

安装了空气压缩机

露点涉及非加压,大气空气(大气露点)。在测量高于大气压的压力下测量气体的露点温度时,请参考压力露点。

在特殊情况下,压缩空气的露点温度范围为-80°C(-112°F)。没有空气干燥能力的压缩空气系统倾向于产生在环境温度下饱和的压缩空气。具有制冷剂干燥器的系统通过冷却的热交换器通过压缩空气,导致水从空气流中冷凝。这些系统通常产生空气,露点不低于5°C(41°F)。干燥剂干燥系统从空气流吸收水蒸气,如果需要,可以产生露点的露点,如果需要,干燥剂。

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供应和需求侧露点测量

露点通常在压缩空气系统的供应侧测量。测量值可以直接显示在显示屏上或干燥机控制面板上。这些值表示干燥器的性能和质量 - 还可以控制干燥的塔再生以降低能耗。水分污染在多种方面增加了运营和维护任务和成本。无论水分的源泉,早期发现问题都意味着可以更快地实现纠正措施。这有助于避免可能导致长期且昂贵的服务休息和缺乏能力的主要问题。

过度湿度的问题可以通过使用干燥器来解决,两种基本类型,其是制冷剂干燥器和干燥剂干燥器。

制冷剂干燥器使用制冷系统和热交换器,将压缩空气温度降至2°C至5°C(36°F至41°F),这也是空气的露点。过量的水蒸气冷凝并与空气分离,然后将空气加热。

干燥剂干燥器在吸附的基础上运行。在吸附,材料(吸附物)从气体或液相行进,在固体或液体基质上形成浅表单体层。化学珠子,称为干燥剂,吸附来自压缩空气的水蒸气。最常见的干燥剂是硅胶,活性氧化铝和分子筛。干燥剂干燥器比制冷剂干燥器更有效。虽然它通常提供-40°C(-40°F)露点,但甚至可能是-100°C(-150°F)压力露点。

干燥剂烘干机通常具有两个干燥剂填充的塔和切换阀,其将压缩空气首先穿过一个塔,然后通过另一个塔架。干燥剂干燥器的基本操作包括一个干燥循环和一个再生循环,其连续重复。虽然一座塔在空气中干燥,但并联干燥塔处于再生模式。

露点监控可确保干燥机根据其规格运行。关于干燥剂干燥器,露点测量也可用于控制干燥剂再生间隔。直到干燥剂塔已经用完为其全部容量,直到干燥剂塔被出口空气露点上升所示。与传统的基于定时器的再生不同,该系统考虑到当压缩空气干燥时,再生间隔可能比潮湿空气长得多。由于它避免了不必要的再生,因此露点依赖性交换(DDS)为用户提供了在干燥压缩空气的能量成本中节省高达80%,通常为投资不到一年的投资进行现实还款期。

在系统的需求方面,在整个配送网络中安装了露点仪器,并在关键的最终用途申请之前,为运营商和工厂人员提供了对系统特定点的水分条件的快速评估。这些仪器证实,生产的压缩空气在整个设施中保持足够干燥。

测量压缩空气系统中的露点的关键目标是确保能量不会被浪费,并且该容量不会丢失。

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ISO8573.1可靠测量压力露点

ISO8573.1是一种国际标准,指定压缩空气的质量。标准定义了三类空气质量的限制:

  • 任何剩余颗粒的最大粒度。
  • 最大允许露点温度。
  • 最大剩余油含量。

空气中所有剩余颗粒均为0.1µm或更小,含油量最大为0.01 mg/m3。还有其他几个ISO 8573标准,以及相关的课题如测量和测试方法,要仔细研究以避免出现问题。

用户经常问如何可靠地测量压缩空气中的压力露点。一些测量原理适用于所有类型的仪器:

  • 选择具有正确测量范围的仪器:一些仪器适用于测量高压露点,但不低压露点。类似地,一些仪器适合于非常低压露点,但在暴露于高压露点时受损。
  • 了解露点仪的压力特性:有些仪器不适合在工艺压力下使用。压缩空气膨胀到大气压后,可以安装测量,但如果压力露点是所需的测量参数,则必须对测量的露点值进行校正。
  • 正确安装传感器:按照制造商的说明进行操作。不要在存根末端安装露点传感器或其他“死端”管道,其中没有气流。

一些技术,如vaisala drycap®传感器,在整个范围内,在环境温度下从环境温度下的快速露点测量到-80°C(-112°F),并在整个范围内精确或减去2°C(加上3.6°F)。除了上面给出的一般原则外,选择露点仪器时请考虑以下内容:

  • 露点传感器的最佳安装方式是将传感器与压缩空气管路隔离。这是通过将传感器安装在一个“样品电池”中,并在感兴趣的点将电池连接到压缩空气管路中的“T”来实现的。然后少量压缩空气通过传感器。电池应由不锈钢制成,并连接到“T”管(1/4英寸或6毫米)。在电池和空气管道之间安装一个隔离阀是有用的。这使得传感器的安装和拆卸变得容易。
  • 需要一个流量调节装置来控制流经传感器的气流。所需的流量只有一个slpm(两个scfh)。调节装置可以是一个泄漏螺杆或一个阀门。为了测量压力露点,调节装置安装在传感器的下游,这样当隔离阀打开时,传感器处于工艺压力下。在常压下测量露点时,调节装置应安装在露点传感器的上游。
  • 不要超过推荐的流量。在测量压力露点时,过度流速将在传感器上产生局部压降。由于露点温度是压力敏感,因此在测量中会产生错误。露点传感器最常见的安装将传感器与压缩空管线隔离。

关于校准的单词。我们建议一个或两年的校准间隔,具体取决于仪器。有时,针对校准便携式仪器的简单外部检查足以验证其他仪器的正确操作。在仪器附带的用户指南中检查详细的校准信息。任何时候您对露点仪器的性能疑问时,可以检查其校准是明智的。

露点监测和测量的多优点

由于清洁,干燥压缩空气的重要性 - 以及与它相关的成本 - 如此之高,仔细管理和监测它成为任何工业过程或工厂的一个至关重要的任务。通过使用稳定的露点测量装置,可以避免过度干燥,节省能源并保护您的设备免受腐蚀。

常见的露点监控应用

线圈

  • 医疗和呼吸空气:露天度监测是符合大多数医用气体和呼吸空气规定所必需的。严格控制保证医院患者和消防员的安全呼吸条件。
  • 工业压缩空气系统:帮助确保气动装置可靠运行,防止压缩空气管线中的腐蚀和结冰。
  • 塑料干燥:保持适当的干燥器性能,避免浪费的材料和昂贵的生产停机时间,以及确保产品质量。
  • 食品和制药行业:食品和制药行业内的几种应用利用压缩空气。典型应用包括干燥,涂料质量控制,填充和包装。
  • 火车和公共汽车:批量交通上的制动,门和空调系统依赖于其压缩空气中的露点测量,以确保安全性和可靠性。

关于作者

Anthony Cote是Vaisala工业和液体测量产品线的技术产品营销经理。总部设在马萨诸塞州,他是在B2B和B2C区域和全球问题上进行了一名集合,屡获殊荣的作家,从计量到网络安全,商业无人机技术到SaaS应用。电子邮件:anthony.cote@vaisala.com.

关于Vaisala.

维萨拉是工业和环境测量领域的全球领导者。基于80多年的经验,维萨拉为更美好的世界提供了观察。我们是全球客户可靠的合作伙伴,提供全面的创新的观测和测量产品和服务。我们的最新产品- Indigo 520变送器-提供了一些行业创新,包括双探头和多参数支持。该发射器是一个通用的主机设备,我们的靛蓝兼容,独立的智能探头-包括我们的露点探头和许多其他探头。维萨拉总部位于芬兰,在全球拥有约1850名专业员工,在纳斯达克赫尔辛基证券交易所上市。欲了解更多信息,请访问www.vaisala.com/en或者https://www.linkedin.com/company/vaisala/

所有照片由Vaisala提供。

阅读类似物压缩空气净化系统评估文章,访问https://www.airbestpractics.com/system-assessments/air-treatment-n2.

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