经验教训：使用加热型鼓风机干燥剂干燥器节约能源成本

有经验的审核员在看到客户工厂安装干燥剂干燥器时变得谨慎起来。当工厂需要仪器级压缩空气或压缩空气管道暴露在冰冻温度下时，就需要这些干燥器。然而，虽然干燥剂干燥器可以获得这种质量水平，从露点35 of上升到-40 of的能源成本相当大。为了尝试将干燥的能源成本降低到这些低水平，可以使用加热的鼓风机干燥剂风格。本文介绍了三种常见的干燥剂干燥机类型，以及一些经验，好与坏，与加热鼓风机类型。

加热鼓风机式干燥剂干燥机占用相当大的地板空间，但使用环境空气净化节省能源。(周围的灰尘暗示着问题即将到来。)

干燥剂的类型

在讨论加热风机干燥器之前，重要的是回顾常见类型的干燥剂干燥器，从无热风格开始，这是最简单的类型。还有其他不太常见的干燥剂风格，但这篇文章将不讨论他们。

所有典型的干燥剂干燥器都有两个装满干燥剂珠的压力容器和一个控制阀系统，控制压缩空气通过一个或另一个容器流经干燥器。干燥剂珠只有一定的能力，以去除压缩空气中的水蒸气(吸附)，在他们成为饱和之前。一旦它们达到饱和，水分必须在再生循环中从珠子中去除，否则干燥器将无法去除足够的水分，将压缩空气的露点拉低到低水平。

就在干燥剂的容量达到之前，干燥器的设计是将压缩空气的流动切换到另一个充满干燥剂的再生容器，并在干燥剂的饱和床上开始再生过程。为了使干燥剂再生，被处理的容器被吹到大气压力下，已经干燥的压缩空气流通过珠子。当这种干燥的压缩空气膨胀到大气中，它的露点大大下降，使它能更好地从饱和珠中除去吸附的水分。这个循环以典型的10分钟为周期，塔交替干燥和再生。这种再生过程在固定循环干燥机将消耗约15 - 20%的干燥机流量额定值。

典型的无热干燥器。（来源：压缩空气挑战赛。）

重要的是要了解，清洗是15%到20%的评级的干燥机，而不是流动通过它。由于某些原因，如果烘干机负载很轻，这就会有不同。这意味着，如果烘干机只装载一半，例如，一个固定循环干燥剂烘干机将消耗的不是平均流量的15%到20%，而是30%到40%。它是很常见的发现设施，其中干燥机消耗大部分的压缩空气的空气压缩机产生。这使得压缩空气审核员对干燥剂干燥器非常怀疑。

典型的外部加热干燥机。(资料来源:压缩空气挑战赛)

因为这种净化消耗剥夺了空气压缩机的能力，过去的设计师想出了不同版本的干燥剂干燥器，使用更少的空气，其中之一是外部加热净化风格。与固定循环无热干燥机类似，一些已经干燥的压缩空气被用来再生干燥剂，但首先通过电加热器使空气流动，然后通过饱和床。

这种设计上的改变允许使用更小的压缩空气流量，约为干燥机额定流量的7.5%，释放出更多的压缩空气用于满足压缩空气的需求，并降低整体电气运行成本。这种类型的干燥机比无热设计略大，但运行四个小时的周期。

典型的加热风机干燥机。(资料来源:压缩空气挑战赛)

进一步的设计发展产生了加热鼓风机风格的烘干机。它使用鼓风机驱动的环境空气通过加热器元件提供热再生空气来调节干燥剂。该干燥机不使用压缩空气为再生过程，允许所有的压缩空气产生的空气压缩机通过，以满足工厂的需求。然而，需要考虑冷却流。

问题是，非常热的干燥剂不能去除压缩空气中的水分。因此，当加热式干燥器完成加热循环时，一定量的压缩空气通过干燥剂来去除热量。在外部加热的干燥机约7.5%的额定的干燥机流动在冷却周期，通常持续约一个小时的四个小时的周期。对于加热风机风格的干燥器，冷却吹扫通常指定为2%的干燥器额定值，但这里我们需要阅读小字印刷。这2%实际上是一小时的流量，平均每4小时8%。这8%可能会在空压机处于最大容量的高峰需求期间产生意想不到的后果，可能需要额外的空压机容量。

较新设计的鼓风机式干燥剂干燥器使用内置的闭合循环冷却回路，其中鼓风机通过干燥剂再循环内部空气以去除热量，没有压缩空气冷却。在这种设计中，将在回路中内置某种热交换器，使用环境空气或冷却水来排出热量。

典型的运营成本

由于产生压缩空气的成本很高，因此使用压缩空气产生吹扫流的成本很高。此外，如果15%至20%的空气压缩机的容量超出上限，则需要为相同的压缩机房流量输出购买15%至20%的大型空气压缩机。使用加热器和较低水平的压缩空气进行再生，可以释放更多的空气压缩机容量，从而降低运行成本。

例如，下表是四种类型的干燥机在满载固定循环模式下运行的成本估计值:

操作各种类型的满载烘干机的典型成本。

注意运行成本计算假设干燥机是100%负载在最大容量。假设空压机效率为每100 cfm 20 kW，电力成本为每千瓦时10美分。年费用以8760小时计算。这张表显示，使用更先进的加热式烘干机每年可以节省相当多的费用。

重要特征

在现实生活中，你通常不会看到空气干燥器在100%的负载下，在100磅/平方英寸的标准额定输入压力下，在100%的入口和环境温度下。通常，干燥器的负荷小于额定负荷，因此，使用较轻的负荷可以降低运行成本。

例如，一台只有75%流量，入口温度为80 oF的干燥机，只处理了约40%的设计水蒸气。这是因为比设计温度低20度的空气与100度的干燥器相比，只包含大约50%的水蒸气。对于固定循环干燥剂干燥机，运行较低的水分负荷不影响运行成本，但仍将消耗相同数量的吹扫空气。但使用加热干燥器，因为干燥剂含有较少的水分，并且加热器控制温度(避免干燥剂过热)，加热元件的占空比将减少，降低电气运行成本。

对于部分负载的空气干燥器，使用露点相关开关可以获得显著的节约。根据该方案，露点探头测量干燥器出口处的压缩空气，如果产生的露点低于干燥器额定值，则会延迟吹扫操作。干燥器控制装置将等待露点上升到干燥器设定点，然后启动再生循环。对于轻负荷干燥器，这会降低能耗，但不同类型的干燥器对轻负荷的反应不同。

对于无热干燥剂干燥器，吹扫的减少往往只与流量的减少成正比，而不是由于进口温度较低而导致的湿度负荷的减少。但对于加热的风格单位，烘干机反应两种减少。这意味着由于流量减少而节省了一些能量，由于冷却器入口空气中较低的水分负荷而节省了额外的能量，与无热风格相比，从而节省了更多的能量。使用前面的例子，干燥机的运行成本下降大约是20 - 25%的无热干燥剂干燥机，但50 - 60%的加热变量，如果操作露点控制。

在实际应用中获得的经验教训

多年来，在处理吹风机式烘干机时，我们吸取了一些教训，有些是好的，有些是坏的。以下是一些最有趣的例子:

纸工厂1

一个造纸厂安装了一个风机式干燥机与露点依赖开关。尽管如此，工厂的仪器空气系统中还是有湿空气。快速浏览一下烘干机就会发现，产生的露点远远低于空气质量标准的-40。工作人员怀疑未干燥的磨粉机空气和干燥的磨粉机空气系统之间存在意外的旁路。但是，仔细观察干燥机的操作，审计员注意到免费水从干燥机的后过滤器中流出。审计员还注意到，露点控制器无论如何读取的温度都是相同的，即使把它从外壳中拿出来，在一个潮湿的房间里挥舞。探头在低温读数时失败，这意味着如果将干燥器设置为依赖露点的切换模式，即使干燥剂完全饱和，也不会清除。

一项调查发现，探头失败是因为它被水淹没了。水来自水冷系统空气压缩机上发生故障的后冷却器，该压缩机将冷却水泄漏到压缩空气中。进一步调查显示，干燥器安装在蒸汽泄漏过多的房间内。当使用环境空气进行冷却时，过量的水分被引入干燥器干燥剂中。经验教训：

• 确保露点控制是有效的和校准的。
• 总是设计一种方式，以去除自由水，在它到达干燥器进口过滤器。
• 保持环境条件没有污垢和过多的水分。

纸工厂2

来自另一家造纸厂压缩空气审计的数据显示，它们的压力分布每四小时出现一次非常大的缺口。这些缺口大到足以导致严重的压力波动，从而影响生产。数据显示，切口与干燥器再生操作对齐，发生在加热操作结束后。

一项调查发现，有人将烘干机的冷却清洗调到了过高的水平。本烘干机设计采用简单的球阀作为冷却空气的控制。在阀门上放置了一个标签，说明清洗压力表将其设置为40 psi，但标签消失了。我们怀疑有人看到这个部分打开的阀门，并决定完全打开，导致过多的冷却空气流动。这一调整恢复正常，过大的压降消失。但由于冷却清洗仍然是干燥器额定功率的8%左右，有时仍然需要每四个小时加载一个额外的空气压缩机来提供额外的流量。

在这台烘干机的历史上，每隔几个小时，加热器的熔断器就会爆炸一次。调查发现，安装烘干机的地方尘土飞扬，灰尘堵塞了风机入口过滤器，导致加热器过载。经验教训:

• 始终确保烘干机是根据规格调整。
• 压缩空气系统的容量大小必须考虑到冷却吹扫。
• 多尘环境条件会使鼓风机进口滤清器过载。

化学工厂

某化工厂有可容纳3台空气压缩机的大型吹风机净化空气干燥机，但没有安装第3台空气压缩机。露点控制作为一个选项购买，但失败了，客户从来没有修理它。

这个干燥器消耗了如此多的冷却空气，以至于一台100马力(hp)的空气压缩机不得不运行，高流量导致了工厂的压力问题。该装置运行在一个固定的周期，即使它是轻负荷，和清洗再生周期可以关闭了相当长的时间，如果露点控制操作正确。

控制冷却吹扫的球阀也调整不当，导致太多空气进入烘干机。该烘干机的相关过滤器未能保持规格，导致过滤器和烘干机之间存在约8psi的压差。

客户启动了一项计划，将该干燥器更换为带闭式循环冷却吹扫的加热鼓风机干燥器。这一变化使一台空气压缩机被关闭，节省了大量能源并改善了压力分布。本文提供了有关此系统的更多详细信息(//www.ghtac.com/system-assessments/air-treatmentn2/oversized-dryer-causes-pressure-issues-chemical-plant）经验教训：

• 确保露点控制正确运行并经过校准。
• 干燥器必须调整到合适的冷却流量。
• 更新的干燥器设计可以节省能源。

肉类加工厂

一家肉类加工厂购买了一台鼓风机式干燥机，作为一个系统的替代品，该系统将冷冻干燥机与固定循环无热干燥机串联在一起。双系统各部件之间的压力损失过大。将两种类型的干燥器更换为具有双平行入口和出口过滤器的尺寸良好的单风机吹扫干燥器，改善了压降，从而实现了更好的空气压缩机控制和更稳定的工厂压力。新的烘干机消耗的能量比以前的系统少得多。

工厂人员决定将干燥机排气装置运行在室外，这样干燥机排出的水分就不会反馈到空气压缩机的进气口。过了一段时间，在一个寒冷的11月，他们开始注意到压缩空气露点的问题。调查发现，净化排气中的水分在达到室外温度时冻结，堵塞了干燥器的排气。此外，用于运行室外排气的管道较小，造成的压力损失高于预期。安装人员没有考虑到周围空气的高速，这不是压缩空气流经排气回路。必须进行改进，使排气到更温和的环境中。经验教训:

• 用尺寸合适的设备替换标准干燥器可以改善系统运行。
• 如果清洗排气口被移到很远的位置，确保管道的尺寸合适，排气消声器没有位于冰冻条件下。

由于较低的水分负荷和露点控制，该干燥器很少再生。

食品加工作业1

一个食品加工者购买了一个吹风机吹扫干燥机来调节位于凉爽处理区域的加工设备的空气。烘干机是购买露点依赖开关。相关的空气压缩机是水冷的，工厂的冷却水非常冷，一年中的大部分时间运行大约40到45。

由于空压机输出压缩空气温度运行约50 of(额定水分负荷的20%)和干燥机处理的流量平均约50%，该干燥机在水分负荷方面非常轻。在对该系统进行压缩空气评估时，发现干燥机的再生周期仅为两到三天一次，而传统固定循环装置的再生周期为四小时一次。这节省了相当多的能源。

使用烘干机上的可选开关关闭冷却吹扫，取得了进一步的改进。长周期，干燥器干燥剂适当冷却简单的辐射。经验教训:

• 鼓风机吹扫干燥器的低温入口流量可节省额外能源。
• 有时，当循环时间间隔较远时，冷却吹扫不需要操作。如果您有这些条件，并且安装了选项，则关闭冷却可以节省冷却空气。

食品加工作业2

一个农产品加工者购买了一个风机吹扫干燥机与露点依赖控制，以调节工厂的空气，特别是颜色分类器，在那里压缩空气接触食品产品。在工厂的某些地区，管道暴露在冰冻的环境中。在大多数情况下，由于负载条件较轻，烘干机工作良好。烘干机平均每12小时再生一次，而不是每4小时。

压缩空气评估发现，在干燥器再生循环期间，一台额外的空气压缩机将启动并运行。安装了流量计，发现干燥器消耗了过多的净化流量。一项调查显示干燥器装配不当，一个阀门泄漏。切换了两个控制阀功能，使干燥器增压和冷却吹扫功能相反，导致空气冷却过度，流经4小时再生循环。阀门得到纠正，干燥器的运行恢复正常，在干燥器的再生阶段需要减少一台空气压缩机。经验教训：

• 轻负荷减少再生周期时间。
• 应监控干燥器功能，以确保预期运行，尤其是调试完成时。
• 安装流量计可以检测空气干燥器的问题。

结论

使用鼓风机吹扫式空气干燥器可以降低运行成本，特别是在轻负荷条件下，以及由于空气压缩机排放温度较低而导致水分负荷降低的情况下。然而，这些装置相当复杂，需要正确维护和监控，以确保它们保持正确的工作状态。对这些干燥器进行研究，并在工厂压缩空气评估期间对其进行监测，可以得出许多经验教训。

欲了解更多信息，请联系Ron Marshall, Marshall压缩空气咨询公司，电话:204-806-2085，邮箱:ronm@mts.net．

阅读更多空气处理系统评估文章请访问//www.ghtac.com/system-assessments/air-treatment-n2．