工业实用效率

压缩空气系统露点测量的基本原理

在工业中,压缩空气无处不在。把它想象成电力——驱动输送机、包装线、喷漆设备、金属压力机的电源——这样的例子不胜枚举。但这是有代价的。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,节约能源的机会也无处不在,只是需要一点努力去认识它们。对于压缩空气系统,没有什么比露点测量提供更好的投资回报,以确保能源效率和降低拥有成本。

下面回顾一下用压缩空气系统测量露点的方法。

修复人类

露点测量确保了能源效率,并有助于降低拥有压缩空气系统的成本。

空气质量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。

压缩空气中的冷凝是一个大问题,因为它会导致管道堵塞、机械故障、污染和冻结。使用压缩空气的现代设备可以通过观察露点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。压力露点监测系统的使用可以确保您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这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体会导致产量低、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,清洁、干燥的空气是保持卫生和保持最终产品质量的绝对必要条件。例如,如果你要用汽油来填满一包火腿,你不会想要在里面放不该放的东西。当空气被压缩时,潮湿的空气就会凝结成水滴,从而导致生锈——最终会附着在食物中。当你在干燥塑料来制作苏打水瓶时,过多的水分会导致瓶子易碎,表面浑浊。

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”。

露点与非加压的大气空气(大气露点)有关。当测量压力高于大气压的气体的露点温度时,就会遇到“压力露点”这个术语。它指的是气体在压力下的露点温度。这很重要,因为改变气体的压力会改变气体的露点温度。

因为水蒸气压力和露点会因空气压缩而增加,所以如果在进行测量之前将空气排放到大气中,考虑到这一点是至关重要的。在测量过程中,测点上的露点与露点会有所不同。

空气压缩机安装

露点涉及非加压的大气空气(大气露点)。压力露点是指在高于大气压的压力下测量气体的露点温度。

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。

可视化KPI的:比功率,流量,压力,露点-网络研讨会记录

下载幻灯片和观看免费网络广播的录音来了解:

  • 如何在压缩空气系统中测量和可视化关键性能指标
  • 如何根据工厂的规格和需求进行适当的基准测量
  • 改进压缩空气质量,能源管理和压缩空气系统可靠性的机会
  • 如何随着时间的推移将KPI与利益相关者保持相关
  • 如何保持对正确的KPI的关注

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供需侧露点测量

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。

湿度过大的问题可以通过使用干燥器来解决,其中制冷剂干燥机和干燥剂干燥机是两种基本类型。

制冷剂干燥器使用制冷系统和热交换器将压缩空气的温度降低到2°C到5°C(36°F到41°F),这也是空气的露点。多余的水蒸气凝结并从空气中分离出来,然后空气被加热。

干燥剂干燥机是在吸附的基础上工作的。在吸附,物质(吸附质)从气相或液相传播,在固体或液体基质上形成表面的单分子层。化学珠,称为干燥剂,从压缩空气中吸附水蒸气。最常用的干燥剂有硅胶、活性氧化铝和分子筛。干燥剂干燥机比冷媒干燥机更有效。虽然它通常提供-40°C(-40°F)露点,甚至-100°C(-150°F)压力露点也是可能的。

干燥剂干燥器通常有两个充满干燥剂的塔和开关阀,引导压缩空气流量首先通过一个塔,然后通过另一个塔。干燥剂干燥机的基本操作包括一个干燥周期和一个不断重复的再生周期。当一个塔干燥空气时,平行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。

在压缩空气系统中测量露点的关键目标是确保能量不被浪费,容量不被损失。

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ISO8573.1和压力露点可靠测量

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径。
  • 最高允许露点温度。
  • 最大残余含油量。

空气中的剩余颗粒均为0.1µm或更小,最大含油量为0.01 mg/m3。还有其他几个ISO 8573标准,以及测量和测试方法等相关主题,要仔细研究,避免出现问题。

用户经常问如何在压缩空气中可靠地测量压力露点。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。
  • 了解露点仪表的压力特性:有些仪表不适合在工艺压力下使用。当压缩空气膨胀到大气压力时,可以安装它们来测量压缩空气,但如果压力露点是所需的测量参数,则必须对测量露点值进行修正。
  • 正确安装传感器:请按照制造商的说明进行安装。不要将露点传感器安装在没有气流的管子的断头或其他“死角”部件的末端。

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道隔离开来。这是通过在“样本单元”中安装传感器,并将该单元连接到感兴趣点的压缩空气管路中的“T”来实现的。然后少量压缩空气通过传感器。电池应该由不锈钢制成,并连接到“T”管(1/4英寸或6毫米)。在电池和空气管路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通过传感器的气流。所需的流量只有一个slpm(两个scfh)。调节装置可以是一个防漏螺钉或一个阀门。测量压力露点时,在传感器下游安装调节装置,使隔离阀打开时,传感器处于工艺压力。若要测量大气压力下的露点,应在露点传感器的上游安装调节装置。
  • 不要超过推荐的流量。当测量压力露点时,过大的流量会在传感器上造成局部压降。因为露点温度是压力敏感的,这将在测量中产生误差。露点传感器最常见的安装方式是将传感器与压缩空气管道隔离开来。

关于校准。根据仪器的不同,我们建议校准间隔为1年或2年。有时,对校准过的便携式仪器进行一次简单的现场检查就足以验证其他仪器的正确操作。查看随仪器发货的用户指南中的详细校准信息。任何时候你对你的露点仪器的性能有疑问,检查他们的校准是明智的。

露点监测和测量的多重优势

由于清洁、干燥的压缩空气的重要性——以及与之相关的成本——是如此之高,仔细管理和监控它成为任何工业过程或工厂的关键任务。通过使用稳定露点测量装置,可以避免过度干燥,节约能源,保护您的设备免受腐蚀。

常见露点监控应用程序

线圈

  • 医用气体和呼吸空气:露点监测需要符合大多数医用气体和呼吸空气法规。严格的控制保证了医院病人和消防员的安全呼吸条件。
  • 工业压缩空气系统:有助于确保气动装置的可靠运行,防止压缩空气管路中的腐蚀和结冰。
  • 塑料干燥:保持适当的干燥性能避免浪费材料和昂贵的生产停机时间-以及确保产品质量。
  • 食品和制药工业:一些应用在食品和制药工业利用压缩空气。典型应用包括干燥、涂层质量控制、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公司在美国工业和液体测量产品线的技术产品营销经理。总部位于马萨诸塞州的他是B2B和B2C地区和全球问题的获奖作家,内容涉及计量、网络安全、商业无人机技术和SaaS应用程序等。电子邮件:anthony.cote@vaisala.com

关于Vaisala

Vaisala是全球领先的工业和环境测量公司。凭借超过80年的经验,维萨拉为我们提供了一个更美好的世界。我们是全球客户可信赖的合作伙伴,提供全面的创新观测和测量产品和服务。我们的最新产品-靛蓝520发射机-提供了几个行业创新,包括双探头和多参数支持。发射器是我们兼容靛蓝的、独立的智能探针的通用主机设备,包括我们的露点探针和许多其他探针。Vaisala总部位于芬兰,在全球拥有约1850名专业人员,并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/enhttps://www.linkedin.com/company/vaisala/

所有照片均由Vaisala提供。

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