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    空壓機為什么要配儲氣罐?不要行不行?

    時間:2022-06-13 08:54:00來源:紫氣壓縮機作者: 胡譯鑫點擊數:
      空氣壓縮機是現代工業生產制造、施工極為重要地一種動力設備,但是在很多場合,單獨的空壓機并不能直接應用,而是由干燥機、儲氣罐與管道等構成一個完整的壓縮空氣系統?! ?/div>

      空氣壓縮機是現代工業生產制造、施工極為重要地一種動力設備,但是在很多場合,單獨的空壓機并不能直接應用,而是由干燥機、儲氣罐與管道等構成一個完整的壓縮空氣系統。

      其中,壓縮空氣儲罐即儲氣罐由于技術成本較低、投資較少并不總是得到用戶的關注,但事實上它是壓縮空氣系統重要的組成部分,在很多工況中甚至是不可或缺的裝備。

      


      為什么要配置儲氣罐?

      壓縮空氣儲罐是一種簡單的壓力容器,有立式和臥式兩種,用來接收來自空壓機的壓縮空氣,并在壓力下保存,以供用氣端使用。在壓縮空氣系統中配置儲氣罐可以有效提高系統的使用效率,其作用可簡單概括為存氣、穩壓、降溫凈化。

      (1)存儲氣量

      為壓縮空氣提供臨時存儲空間是儲氣罐最主要的作用??諌簷C只是一個壓縮空氣的設備,自身內部并沒有存儲空氣的空間,一旦產生壓縮空氣就必須向外排出,否則會影響下一個壓縮循環動作。但是在平常的生產過程中,并不會時時都需要壓縮空氣,而一旦卸載,下游需要壓縮空氣時,再加載產氣就會有延時。但是如果配置了儲氣罐,即使在空壓機不運行的情況下,罐內存儲的空氣還可以使用一段時間,不耽誤生產用氣。

      相反,如果沒有儲氣罐,隨著時間的推移,頻繁的加卸載將導致開關和其他空壓機部件過早故障,電機接觸器過度磨損,甚至會因為繞組絕緣損壞而直接導致電機短路。

      (2)穩定氣壓

      如果沒有儲氣罐,終端需求不均勻會導致空壓機頻繁加卸載,以滿足不斷變化的用氣需求。而空壓機受溫度、電壓、管路等各種因素影響,運行時氣壓并不總是平穩,尤其是往復活塞式壓縮機等往往在部分工況下會產生明顯氣壓波動。配置了儲氣罐,壓縮氣體就有了緩沖余地,可以有效減少空壓機加卸載頻率和管路中氣體的脈動,將系統氣壓控制在理想的數值范圍內。

      (3)降溫凈化

      我們知道,空氣受外力被壓縮的過程,也是一個將動能轉化為勢能的過程,但其中很大一部分能量并不能完全轉化,而會轉化為熱能,以空氣溫度提高的方式顯現出來。根據所使用的空壓機類型不同,從壓縮機排出的空氣溫度可能超過100℃。這在絕大多數情況下是不可直接利用的,需要壓縮空氣系統中的后處理設備進行處理,一是降溫,二是過濾。

      大氣中含有的水蒸氣隨著其它空氣一起被吸進空壓機進行壓縮,如果不去除,水蒸氣將在通往用氣端的管線和設備工具中凝結成液態水,這將給生產系統帶來極大地麻煩。因此,從空壓機排出的壓縮空氣在使用前必須進行冷卻和干燥。儲氣罐作為一個存儲設備,當空氣在罐中停留或緩慢流過時,隨著時間的推移,會自然冷卻,析出凝結水。析出的液態凝結水會和油蒸汽凝結成的油污、顆粒雜質等混合物聚集在罐體底部排出。

      


      儲氣罐如何提高系統效率?

      儲氣罐的作用正如上述文字所講,通過這些作用,能夠有效提高整個壓縮空氣系統的運行效率,幫助用戶獲取或明顯,或隱蔽的經濟效益。

      (1)減少壓縮空氣浪費

      眾所周知,在空壓機所消耗的能源中,只有少部分被轉化成了可供使用的壓縮空氣動力能,而其他大部分能量均以熱量的形式損耗掉了。所以,對于壓縮空氣這種昂貴的能源,務必要節約使用,減少浪費。當壓縮空氣系統中沒有儲氣罐時,空壓機會頻繁加卸載。在每次卸載過程中,就會有一部分壓縮空氣會不加使用地釋放出來。隨著時間推移,就會累積成巨大的壓縮空氣能源浪費,而這些被浪費掉的壓縮空氣都是用戶花費不菲的電費生產出來的。而此時,配置一個適當容量的儲氣罐可以大幅減少卸載次數和不必要的排氣。

      (2)降低空壓機工作壓力

      對于很多工況來說,用戶的用氣需求并不是一成不變的,很可能在短期有很大的用氣需求,比如開啟數個氣嘴工作,而也很可能某段時間不用氣。如果沒有儲氣罐存儲一定量的壓縮空氣,那整個空壓機系統將不得不始終處于更高壓力的狀態下運行,以便隨時準備滿足突然出現的大氣量需求。

      據以往數據統計,對于同一臺空壓機,所需要的最大壓力每增加1bar左右,能耗需要多6%左右;同樣,空壓機輸出壓力每下降1bar,可以節省5~8%的電費。通過配置儲氣罐可以平衡壓力波動,降低用氣高峰為了保壓而提高的系統壓力,從而降低生產成本。

      (3)提高冷干機的效率

      正如上文所說,儲氣罐的作用之一就是降溫凈化,雖然它并非專門處理壓縮空氣的設備。假如一臺儲氣罐打滿需要1分鐘時間,那么,壓縮空氣從進入儲氣罐到排出,在儲氣罐中停留的時間,大約就是1分鐘。壓縮空氣在儲氣罐停留的這段時間里,流速非常緩慢,在重力作用下,壓縮空氣中的部分油水隨著溫度不斷降低就被分離出來了。分離出來的油水混合液體通過罐底的排放閥定期排出。這就很大程度上減輕了冷干機的工作量,提升了冷干機的工作效率,減少了吸附劑的更換頻次,降低了生產成本。

      事實上,配置儲氣罐之后,還有一些其他的間接好處,比如降低空壓機加卸載頻次,就可以減少系統部件如電磁閥、進氣閥、卸荷閥等的動作次數,延長設備壽命;減少油氣管道系統受到的沖擊,延長了空濾、油分的使用壽命;減少空壓機啟動次數,可降低耗電……

     


      儲氣罐的安裝位置

      根據用戶需求,空壓系統中的儲氣罐容量,在空壓機排氣量的三分之一到五分之一之間即可滿足絕大多數的用氣需要。另外一個比較重要的問題是,儲氣罐應該安裝在哪個位置。有不少人會問,空壓機后面是先安裝儲氣罐還是干燥機?事實上,這兩種安裝方式都有應用,在不少工況下似乎沒什么區別。但是在有些工況下,就顯出差異,甚至無法滿足生產需要了。

      較早之前,不少設計院將儲氣罐放在干燥器后面,用于儲存已經干燥和過濾的壓縮空氣。干燥的壓縮空氣從儲氣罐出來后可以直接使用,能夠滿足突然出現的較高用氣需求。這就減輕了由于下游用氣量突然增大而導致的干燥器的工作壓力。如果將儲氣罐放在干燥機前面,當用氣量突然增大,超過干燥機的處理極限,干燥效率就會降低,有可能導致后續空氣管道中出現本不應該存在的水分,影響設備安全和生產質量。

      另外一種目前非常常見的安裝方式是將儲氣罐放在干燥系統之前。在這種配置中,空氣流經儲氣罐,從底部進入,從頂部流出到干燥器,充分發揮儲氣罐的重力分離作用。這樣就可以讓大量的水蒸氣和潤滑油滴在進入干燥器之前凝結出來排放掉,從而提高干燥器的效率。

      將儲氣罐安裝在干燥機之前,還可以延長預過濾器元件的壽命。因為經過儲氣罐粗過濾的壓縮空氣比直接從空壓機出來的空氣更干凈、更干燥。同時,經干燥器處理后的壓縮空氣壓力降也被減小,更接近用氣端需求。

      可見,儲氣罐的安裝位置沒有絕對的對錯之分,各有優勢。而兩種方式組合使用,可以獲得更高的用氣品質。但這樣一來,就不節能了,而且會增加用戶設備投資成本,常見的生產加工用氣不需要這么高品質的氣源。所以,在實際生產中應視具體用氣需求與峰谷變化情況,選擇適合的儲氣罐安裝位置以及組合方式。


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