工业实用效率

经验教训:用加热鼓风机干燥器节省能源成本

当他们看到在客户植物中安装干燥的干燥器时,经验丰富的审计师会变得警惕。当工厂需要仪器质量的压缩空气时或者当压缩空气管道暴露于冻结温度时,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,但从35的露点加压的能量成本相当大幅增加。为了减少对这些低水平干燥的能量成本,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类型,以及一些经验,好坏,加热鼓风机类型。

加热鼓风机干燥剂干燥器

加热的鼓风机风格干燥器烘干机占用了相当大的占地面积,但使用环境空气以净化能量。(周围的灰尘提示出现问题。)

干燥剂干燥器的类型

在讨论加热的鼓风机之前,重要的是审查与无磁气的常用干燥器的常用类型,这是最简单的类型。还有其他不太常见的干燥剂风格,但本文不会讨论它们。

所有典型的干燥器干燥器都有两个压力容器,填充有干燥剂珠子的压力容器和控制阀的系统,其将流过干燥器的压缩空气引导通过一个或另一个容器。干燥剂珠子仅具有一定的容量,以在饱和的情况下从压缩空气(吸附)中除去水蒸气。一旦它们达到容量,必须从再生循环中从珠子中除去水分,或者干燥器将不能在去除足够的水中将压缩空气露点拉到低水平的工作。

在干燥剂容量达到之前,干燥机的设计是将压缩空气的流量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启动再生过程。为了使干燥剂再生,正在处理的容器被吹到大气压下,一股已经干燥的压缩空气流过珠。当这种干燥的压缩空气膨胀到大气时,露点就会大幅下降,从而可以更好地去除饱和珠上吸附的水分。这个循环工作在一个典型的10分钟的循环,塔交替干燥和再生。这种再生过程在一个固定的循环干燥器将消耗大约15%到20%的干燥器流量额定值。

图2

典型的无磁性干燥器。(来源:压缩空气挑战。)

重要的是要明白,吹扫是烘干机等级的15%至20%,而不是通过它的流动。如果某种原因,这会有所不同,如果烘干机被轻度装载。这意味着如果干燥器仅加载一半,例如,固定循环干燥器烘干机将占平均流量的15%至20%,但是30%至40%。找到烘干机在空气压缩机产生的大部分压缩空气中消耗的设施非常常见。这使得一个压缩的空气审计员非常可疑的干燥器干燥器。

图3.

典型的外加热干燥机。(来源:压缩空气挑战。)

因为这种净化消耗剥夺了空气压缩机的容量,过去的设计师想出了不同版本的使用更少空气的干燥剂干燥器,其中之一是外部加热的净化风格。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,但首先要让空气通过电加热器,然后再通过饱和床。

这种设计的变化允许使用压缩空气的较小流动,约7.5%的干燥器等级,释放更多的压缩空气以用于馈送压缩空气需求,并降低整体电气运行成本。这种类型的烘干机略大于无磁体设计,但在四小时的循环上运行。

图4.

典型的加热鼓风机干燥器。(来源:压缩空气挑战。)

进一步的设计开发生产了烘干机的加热鼓风风格。它使用穿过加热器元件的鼓风机供电的环境空气来提供热再生空气来调节干燥剂。该干燥器不使用压缩空气进行再生过程,允许通过空气压缩机产生的所有压缩空气通过以进料植物需求。然而,存在需要考虑的冷却流程。

问题是非常热的干燥剂不能去除压缩空气中的水分。因此,当受热式烘干机完成加热循环时,一定量的压缩空气通过干燥剂除去热量。在外部加热的干燥器中,大约7.5%的额定干燥器流量在冷却周期,通常持续约一个小时的四个小时的周期。对于加热鼓风机式干燥器的冷却吹扫通常指定为2%的干燥器额定,但在这里我们需要阅读小字。这2%实际上是每4小时一个小时的流量,平均是。这8%可能会在需求高峰期间产生意想不到的后果,此时空压机处于最大容量,可能需要额外的空压机容量。

更新的鼓风机风格干燥器烘干机使用内置闭循环冷却回路,其中鼓风机通过干燥剂再循环内部空气以除去热量,没有压缩空气冷却。在这种设计中,使用环境空气或冷却水将存在一些热交换器,或者冷却水以除去热量。

典型的运营成本

由于压缩空气成本昂贵,因此使用它以产生吹扫流量的成本高。此外,如果15至20%正在推出空气压缩机的容量之外,您需要购买15到20%的较大的空气压缩机,用于相同的压缩机室流量输出。使用加热器和较低水平的压缩空气进行再生,释放更多的空气压缩机容量,并导致较低的运营成本。

例如,下表是估计在固定循环模式下操作四种干燥器的成本,完全加载:

典型的成本运行各种款式完全装载的干燥器。

图5.

注意,运行成本计算假定干燥机是100%负载在最大容量。空气压缩机效率假设为每100 cfm 20kw,电力成本为每kWh 10美分。年成本承担8760小时的运行。这张表显示,使用更复杂的加热式烘干机可以获得可观的年度节省。

重要特征

在现实生活中,您通常不会在100ps 100psi输入压力的标准额定值,100%的入口和环境温度下看到空气干燥器。通常干燥机负载小于评级,因此运营成本可以随着较轻的负载而减少。

例如,仅通过75%流动的干燥器,在80中具有入口温度,仅处理约40%的设计水蒸气。这是因为与设计相比,设计的20度冷却的空气仅含有大约50%的水蒸气,而100的干燥器等级相比。对于固定循环干燥剂干燥器,具有较低水分荷载的操作不会影响运营成本,但它仍将消耗相同量的吹扫空气。但是通过加热干燥器,因为干燥剂含有较少的水分,并且加热器在温度下控制(以避免过热干燥剂),加热元件占空比将降低,降低电气运行成本。

对于部分负载的空气干燥机,使用露点相关的开关可以获得一些显著的节省。在这个方案中,一个露点探头在干燥器排放处测量压缩空气,如果产生的露点低于干燥器额定值,就会延迟吹扫操作。烘干机控制将等待露点上升到烘干机设置点,然后激活一个再生循环。对于轻负荷烘干机,这产生了能源消耗的减少,但不同风格的烘干机对轻负荷反应不同。

对于无磁体干燥器,吹扫的还原趋于比例仅在流动的减少,而不是由于下部入口温度降低。但对于加热的风格单元,干燥器反应降低。这意味着由于流量减少而节省了一些能量,并且由于冷却器入口空气中的水分载荷较低,因此节省了额外的能量,导致与无丝无磁性相比的节能。使用前一个例子,无磁性干燥剂干燥器的干燥器的运营成本调节大约是20至25%,但如果在露水控制上运行,则加热变体的50至60%。

在现实世界应用中汲取的经验教训

多年来,一些经验教训,有些好,有些不好,在打击鼓风机风格的干衣机时。以下是一些最有趣的:

造纸工厂1

造纸厂安装了一台鼓风机风格的烘干机,脱向依赖性开关。尽管如此,该厂在仪器空气系统中经历了湿空气。快速看干机显示出生产的露点远低于其额定的空气质量。工作人员怀疑未经预期的轧机空气和干磨机空气系统之间的意外旁路。但是,在烘干机操作中仔细观察审计员注意到干燥后过滤器的自由水。审计员还注意到露点控制器读取相同的温度,无论如何,即使它被从其外壳中取出并在蒸汽房间挥手。探头在低温读数下失效,这意味着干燥器如果设定为脱向依赖性开关模式,烘干机也不会吹扫,即使干燥剂完全饱和。

调查发现探针失败,因为它变得淹没水。水从冷却系统空气压缩机上的冷却后冷却器中的失败泄漏到压缩空气中。进一步调查显示,干燥器安装在具有过量蒸汽泄漏的房间里。使用环境空气进行冷却时,将过量的水分引入干燥器干燥剂中。得到教训:

  • 确保露点控制工作和校准。
  • 始终以一种方式设计在进入干燥器入口过滤器之前去除自由水。
  • 保持环境条件不含污垢和过度的水分。

纸厂2.

来自另一纸厂的压缩空气审计的数据在其压力型材中显示出非常大的凹口,每四个小时发生一次。这些缺口足以引起受影响生产的严重压力波动。数据显示,在加热操作结束后发生的干燥器再生操作排列的凹口。

调查发现有人调整了干燥器冷却吹扫到过度水平。该干燥器设计具有简单的球阀作为冷却空气控制。在阀门上放置了一个标签,指示在吹扫压力表上将其设置为40 psi,但标签已消失。我们怀疑某人已经看到这种部分开放式阀门并决定完全打开它,导致过度的冷却空气流动。该调整恢复到正常,过度的压降消失。但由于冷却吹扫仍然是烘干机额定值的约8%,有时仍需要每四小时装载额外的空气压缩机以喂养这种额外的流量。

进一步沿着该干燥器的历史,加热器的保险丝开始每隔几个小时的操作开始吹来。调查显示,安装烘干机的尘土飞扬的环境让灰尘夹住鼓风机入口过滤器,使加热器过载。得到教训:

  • 始终确保根据规格调整烘干机。
  • 压缩空气系统的容量必须考虑到冷却和吹扫。
  • 尘土飞扬的环境条件可以过载鼓风机入口过滤器。

化工厂

一个化工厂有一个大的鼓风机吹扫空气干燥机,大小为三个空气压缩机,然而第三个空气压缩机从来没有安装。露点控制被购买作为一个选项,但失败了,客户从来没有修理它。

这台干燥机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来补给流量,而高流量导致了工厂的压力问题。该装置在固定的循环中运行,即使它是轻负载的,并且如果露点控制操作正确,清洗再生循环可以关闭相当长的时间。

控制冷却吹扫的球阀也被误解,导致过多的空气进入干燥器。该干燥器的相关过滤器尚未保持到规格,导致过滤器和干燥器的约8-PSI压差。

客户启动了一个程序,用加热的鼓风机干燥器替换这个干燥器与封闭循环冷却清洗。这一改变允许关闭一台空压机,节省了大量能源,并改善了压力曲线。关于这个系统的更多细节见本文(https://www.airbestpractics.com/system-assessments/air-treatmentn2/ oritesized-dryer-causes-pressure -issuesue-chemical-plant。) 得到教训:

  • 确保露点控制正常运行并进行校准。
  • 烘干机必须调整到适当的冷却流量。
  • 更新的干燥器设计可以节省能源。

肉类加工厂

肉类加工厂购买了鼓风机风格的烘干机作为替代品的替代品,该系统与固定循环无磁性干燥器串联的冷藏干燥器。双系统在组件上具有过大的压力损失。用双平行入口和出口过滤器更换两种类型的干燥机,具有双平行入口和出口过滤器,提高了压力下降,导致更好的空气压缩机控制和更稳定的植物压力。新的烘干机比以前的系统消耗的能量要少得多。

植物人员决定在户外运行干燥器排气,以便通过干燥器排出的水分不会被反馈到空气压缩机的摄入量。经过一段时间的寒冷11月,他们开始注意到压缩空气露点的问题。调查显示,当它达到户外温度时,吹扫废气中含有的水分,堵塞干燥器排气。另外,用于在室外运行排气的管道是小的导致高于所需的压力损失。安装人员未能考虑环境空气的高速,这不是流过通风电路的压缩空气。必须改进将废气运行到更温和的环境。得到教训:

  • 用井大小的单位更换标准干燥机可以改善系统运行。
  • 如果净化通风口移动到远程位置,请确保管道正确尺寸,通风口消声器不在冻结条件下。

图6.

由于较低的水分负荷和露点控制,这种干燥器不经常再生。

食品加工操作1

一个食品加工者购买了一个鼓风机吹扫干燥机,以调节空气的处理设备位于一个凉爽的处理区域。购买的烘干机带有露点相关的开关。相关的空气压缩机是水冷的,工厂的冷却水是很冷的,运行在40到45,全年大部分时间。

由于空气压缩机的输出压缩空气温度运行约50(额定水分负荷的20%)和干燥器处理的流量平均约50%,这个干燥器在水分方面负载非常轻。在对该系统进行压缩空气评估时,发现干燥机每两三天进行一次再生循环,而不是典型的固定循环机组每四小时一次。这节省了相当大的能量。

使用干燥器上的可选开关关闭冷却吹扫进一步改进。通过长期循环,干燥剂通过简单的辐射正确冷却。得到教训:

  • 鼓风机清洗干燥器的较低温度入口流可以节省额外的能量。
  • 有时,当循环时间间隔开时,冷却吹扫不需要操作。如果您有这些条件,并且安装了选项,请转动冷却可以节省冷却空气。

食品加工操作2

产品处理器购买了一种鼓风机净化干燥器,脱向依赖性控制,以调节植物中的空气,尤其是颜色分选仪,其中压缩空气与食品接触。将植物管道暴露于植物的一些地区的冷冻条件。在大多数情况下,干燥器由于装载条件较轻而良好工作。干燥器平均再生每12小时,而不是每四个小时再生。

压缩空气评估发现,在干燥器再生循环期间,一个额外的空气压缩机将开始和运行。安装了流量计,发现干燥器耗尽过度吹扫流动。调查显示干燥器已被错误地组装,一个阀门泄漏。交换了两个控制阀功能,可转换干燥器加压和冷却吹扫功能,导致过量的空气冷却流过四小时再生循环。校正阀门并将干燥器的操作变为正常,在干燥器的再生阶段期间需要一个较少的空气压缩机。得到教训:

  • 光负荷可减少再生循环时间。
  • 应监测烘干机功能以确保预期运行,尤其是在调试时。
  • 流量计的安装可以检测空气干燥器的问题。

结论

使用鼓风机吹扫风格的空气干燥器可以降低运营成本,特别是由于冷却空气压缩机放电温度降低和降低的水分负荷。然而,这些单位非常复杂,需要正确维护和监控,以确保他们保持正确的工作状态。研究这些干燥器并在植物压缩空气评估期间监测它们可能导致许多经验教训。

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,电子邮件:ronm@mts.net.

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