仪表风露点升高原因分析与措施

2023-01-25

一、概况

我厂共有三台空压机为全厂提供仪表风和工厂风, 空压装置包括压缩系统和干燥系统各三套。工艺要求仪表风常压露点≤-45℃, 而实际运作过程中常压露点一直维持在-35℃到-25℃之间, 一直依靠人员频繁巡检来确保设备装置的运行, 消耗了大量的人力物力。设备工艺流程如下:自然状态的空气经过滤器除尘后, 进入压缩机, 经两级压缩以后气压增至0.8MPa, 再经中、后两级冷却器降温, 除油器除油, 缓冲器缓冲, 干燥器干燥, 送至空气球罐, 供后系统使用。空气球罐中的空气一部分作为成品气进行使用, 另一部分降至常压后进入另一个空干燥筒, 实现干燥剂的再生。

空气干燥器装置是根据变压吸附原理进行工作的, 在湿压缩空气进入干燥器中进行干燥时, 经过干燥床, 胶铝干燥剂吸附空气中的水分实现对空气的干燥。从空气球罐中出来的部分空气经过降压升温实现干燥剂的再生。

二、问题分析

通过工艺流程可知, 影响仪表风干燥器露点的要素包括进气温度、进气总量、进气洁净度以及干燥剂和干燥器的自身效能。

1. 进气温度

进气温度主要受到外部环境、空压机排气温度和冷却器三方面影响。首先, 外部环境温度越高, 进入压缩机的压缩空气温度就越高;其次, 空压机的排气温度在设计上应该是与干燥器的排气温度是一致的, 但是随着压缩机使用时间的增加, 排气温度会逐步上升;第三, 除进气温度和空压机的排气温度之外, 冷却器的冷却效果下降更是排气温度上升的重要原因。就本厂来说, 压缩机在2006年投产以来一直未进行过大修, 其排气温度时常达到50℃以上, 高于干燥器45℃的工作温度, 再加上冷却器的冷却效果有所下降, 排气温度升高, 干燥剂负荷加重, 露点升高。

2. 进气量

当压缩空气进气量长期大于干燥器的额定处理量时, 由于干燥剂长期处于超负荷工作状态, 也将导致仪表风露点升高。我厂的干燥器的设计额定处理气量为4500Nm3/h, 而仪表气流量近两年一直在5000Nm3/h以上, 使得干燥器一直处于超负荷工作状态。

3. 含水量

含水量包括空气含水量和再生干燥剂含水量两部分内容。进入干燥器的仪表风都是饱和湿空气, 在压力一定的情况下, 进气温度越高, 其含水量越大, 再加上中冷器容易内漏进入气路, 导致空气内水分大量增加, 致使干燥剂的工作量也越大。除了空气存水量增加之外, 干燥剂在进行重生时, 由于再生温度不够, 造成干燥剂再生不彻底, 干燥效果下降。例如我厂干燥剂的再生热源为中压蒸汽, 其再生温度为180℃, 而由于全厂蒸汽平衡的原因, 换热后的再生气温度仅能达到150℃左右, 严重影响干燥剂的再生效果。

4. 干燥剂污染

由于中冷器、后冷器、缓冲器和除油器的吹除阀容易堵塞或者操作不及时, 导致冷凝水、油污等进入干燥器, 如果长期如此, 管道内的冷凝水很可能腐蚀管道, 形成各种杂质, 一并带入干燥器, 这不仅加大了干燥剂的工作负担, 同时也让干燥剂遭到油污以及其他杂质的污染, 降低了其活性, 进而导致仪表风露点的升高。

5. 干燥器老化

厂内的三台干燥器经过多年使用, 其干燥剂床层结构出现了板结现象, 干燥剂空隙堵塞, 吸附效率下降。并且设备出现自动调节气动阀门膜片老化的迹象, 时常发生程控切换阀不能及时打开或关闭的现象, 导致系统漏气, 不能达到工作要求的压力, 进而导致仪表气露点升高。

三、解决措施

1. 控制进气温度

统计数据表明, 在压力一定的情况下, 进气温度每升高5℃, 成品气出口的露点就升高8到10℃, 因此, 加强温度控制是解决仪表风干燥器露点升高的一项重要措施。鉴于本厂实际情况, 对空压机进行了彻底的大修, 更换了空压机的气阀和活塞环等, 降低了系统漏气, 对气缸冷却水夹套实施彻底的化学清洗, 以改善气缸的冷却效果, 并将中冷却器和后冷却器更换为列管式换热器, 不仅能够最大程度的降低排气温度, 而且有利于排水排污, 防止压缩空气中的微小水滴对叶轮的磨损, 降低干燥器的工作负荷。

2. 安装与清理过滤器

经过长时间的使用, 环境中的各种油污容易进入压缩机, 进而影响除油器正常工作。此外, 在每台干燥器之前安装精密过滤器, 防止设备在运作过程中产生的铁锈等杂质, 以防止干燥器中的干燥剂被污染, 提高干燥剂的使用效果和寿命。

3. 更换干燥剂, 提高干燥剂的吸附能力

干燥剂具有一定的使用寿命, 其吸附能力会随着时间逐渐衰减。鉴于本厂的干燥器的干燥剂近两年来一直处于超负荷运行过程中, 加上干燥器系统前端各种问题对干燥剂本身也造成了较为严重的污染, 因此实施更换。并从今年7月开始, 在风量允许的情况下, 实施两台干燥器运行并定期切换, 将单台干燥器的负荷减半, 以保持和活化干燥器的吸附能力。