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【壓縮機(jī)網(wǎng)】經(jīng)驗(yàn)豐富的審計(jì)員在看到客戶的工廠里安裝了吸附式干燥機(jī)時(shí)，就會(huì)變得謹(jǐn)慎起來(lái)。當(dāng)工廠需要高質(zhì)量壓縮空氣或者當(dāng)壓縮空氣管道暴露在低溫下時(shí)，就需要使用這種干燥機(jī)。然而，盡管吸附式干燥機(jī)可以實(shí)現(xiàn)這種功能，但是將壓縮空氣的露點(diǎn)從35OF降低到-40OF的過(guò)程中，其能耗成本卻較高。為了低成本實(shí)現(xiàn)空氣低露點(diǎn)化，鼓風(fēng)熱再生吸附式干燥機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。
本文介紹了三種常用的吸附式干燥機(jī)類型以及一些使用鼓風(fēng)熱再生吸附式干燥機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，有好有壞。
吸附式干燥機(jī)的類型
在介紹鼓風(fēng)熱再生吸附式式干燥機(jī)之前，有必要了解一下常見的吸附式干燥機(jī)類型，從最簡(jiǎn)單的無(wú)熱再生吸附式干燥機(jī)開始。雖然還有其他不太常見的吸附式干燥機(jī)類型，但本文不討論它們。所有典型的吸附式干燥機(jī)都有兩個(gè)填充滿干燥劑顆粒的壓力容器和一個(gè)閥門控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以引導(dǎo)壓縮空氣從一個(gè)壓力容器流向另一個(gè)壓力容器。干燥劑顆粒在飽和前將壓縮空氣中的水蒸氣（吸附）去除的能力是有限的，一旦干燥劑飽和，必須在再生循環(huán)中將干燥劑中的水分去除，否則干燥機(jī)將無(wú)法吸收空氣中的水分，將壓縮空氣的露點(diǎn)降低到一個(gè)較低的水平。
在一個(gè)壓力容器中的干燥劑飽和之前，閥門控制系統(tǒng)會(huì)將未完全干燥的壓縮空氣輸送到另一個(gè)充滿干燥劑的壓力容器中。同時(shí)將前一個(gè)壓力容器置于大氣壓下，通入干燥過(guò)的壓縮空氣，帶走已飽和干燥劑中的水分，對(duì)干燥劑進(jìn)行再生。由于壓縮空氣在大氣壓下，露點(diǎn)會(huì)降低，因此其帶走水分的能力更強(qiáng)。兩壓力容器中的干燥劑像這樣交替干燥和再生，周期通常為10分鐘。這一循環(huán)再生過(guò)程消耗的壓縮空氣約為干燥機(jī)額定產(chǎn)量的15%到20%。
需要注意的是，這里的15%～20%是干燥機(jī)額定產(chǎn)量的15%～20%。在某些情況下，干燥機(jī)不會(huì)滿載工作。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)干燥機(jī)半載工作時(shí)，這里用來(lái)帶走干燥劑中水分的壓縮空氣將是產(chǎn)量的30%到40%。在干燥空氣的過(guò)程中，此類干燥機(jī)本身就將用掉大部分已干燥的壓縮空氣，這也是審計(jì)員不看好此類壓縮機(jī)的原因。
為了彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)師們提出了不同版本的吸附式干燥機(jī)，其中之一就是有熱再生吸附式干燥的方法。類似于無(wú)熱再生吸附式干燥機(jī)，仍要使用已經(jīng)干燥過(guò)的壓縮空氣來(lái)干燥已飽和的干燥劑，但壓縮空氣在通入壓力容器之前，會(huì)先用電加熱器進(jìn)行加熱。
這一設(shè)計(jì)上的改變使消耗的壓縮空氣更少，大約為干燥機(jī)額定產(chǎn)量的7.5%，可以釋放更多的壓縮空氣滿足需求，并降低了總體電氣運(yùn)行成本。這種類型的干燥機(jī)略大于無(wú)熱再生型干燥機(jī)，且周期變?yōu)榱?小時(shí)。
進(jìn)一步的設(shè)計(jì)產(chǎn)生了鼓風(fēng)熱再生吸附式干燥機(jī)。它使用鼓風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)環(huán)境中的空氣通過(guò)加熱元件，然后通入壓力容器，帶走干燥劑中的水分，這一過(guò)程叫做吸熱脫水。這種類型的干燥機(jī)完全不消耗已干燥的壓縮空氣，將干燥的壓縮空氣完全地供向工廠。但該機(jī)型對(duì)冷空氣流的干燥還存在問題。
剛被加熱完的干燥劑無(wú)法有效從冷空氣中吸收水分。因此，在完成吸熱脫水過(guò)程后需要使用大量已干燥的壓縮空氣來(lái)帶走干燥劑的熱量，這一過(guò)程叫冷卻再生。在有熱再生吸附式干燥機(jī)的冷卻再生過(guò)程中，需要使用的干燥壓縮空氣量約為干燥機(jī)額定產(chǎn)量的7.5%，通常在4個(gè)小時(shí)的循環(huán)中占用1個(gè)小時(shí)。而對(duì)于鼓風(fēng)熱再生吸附式干燥機(jī)，冷卻再生過(guò)程通常需要干燥機(jī)額定壓縮空氣產(chǎn)量的2%。但在這里我們閱讀細(xì)則會(huì)發(fā)現(xiàn)，這2%實(shí)際上是四個(gè)小時(shí)的周期中每一個(gè)小時(shí)平均流量，四個(gè)小時(shí)的平均流量就是8%。這8%可能會(huì)在空壓機(jī)達(dá)到最大功率的需求高峰期時(shí)產(chǎn)生意想不到的后果，甚至可能需要額外補(bǔ)充壓縮空氣。
更新的鼓風(fēng)干燥機(jī)使用了內(nèi)置的封閉循環(huán)冷卻回路，在這里，鼓風(fēng)機(jī)向壓力容器中通入內(nèi)部循環(huán)空氣來(lái)帶走熱量，而不是使用壓縮空氣冷卻。在這一機(jī)型中，將使用某種熱交換器，利用周圍的空氣或冷卻水來(lái)帶走熱量。
運(yùn)行成本
由于壓縮空氣非常昂貴，利用壓縮空氣來(lái)生產(chǎn)干燥壓縮空氣的成本很高。此外，如果干燥機(jī)對(duì)壓縮空氣的使用量達(dá)到了壓縮機(jī)額定產(chǎn)量的15%到20%，為了滿足生產(chǎn)需求，就需要購(gòu)買額定產(chǎn)量比現(xiàn)有壓縮機(jī)高15%到20%的壓縮機(jī)。而使用加熱器，則減少了壓縮空氣的使用量，從而降低了運(yùn)行成本。
下表是在固定循環(huán)模式下，滿載運(yùn)行的四種類型的干燥機(jī)的成本估計(jì)：
需要注意的是，計(jì)算結(jié)果的前提是假設(shè)干燥機(jī)100%負(fù)載。假設(shè)空壓機(jī)比功為0.2kW/scfm，每千瓦時(shí)10美分，每年運(yùn)作8,760小時(shí)。這張表顯示，使用更復(fù)雜的吸附式干燥機(jī)每年可以節(jié)省相當(dāng)多的錢。
重要特征
在實(shí)際操作中，你通常不會(huì)看到在輸入壓力為100psi，輸入溫度為100OF或環(huán)境溫度的情況下，100%負(fù)載的空氣干燥機(jī)。這是因?yàn)樨?fù)荷越輕，成本也就越低。
舉例來(lái)說(shuō)，干燥機(jī)在入口溫度為80OF的情況下，負(fù)荷為滿載時(shí)的75%，那么它只能吸收設(shè)計(jì)吸水量的40%。這是因?yàn)楸仍O(shè)計(jì)溫度低20OF的空氣的含水量只有100OF空氣的50%。對(duì)于循環(huán)固定的無(wú)熱再生吸附式干燥機(jī)來(lái)說(shuō)，低溫低濕的條件不影響運(yùn)行成本，仍會(huì)消耗等量的壓縮空氣來(lái)再生干燥劑。但是有熱再生式干燥機(jī)則不同，由于干燥劑中含水量少，而加熱器是以溫度為控制條件（避免干燥劑過(guò)熱），因此加熱元件的加熱時(shí)間會(huì)減少，節(jié)約了運(yùn)行成本。
對(duì)于未滿載的干燥機(jī)來(lái)說(shuō)，使用壓縮空氣的露點(diǎn)來(lái)控制系統(tǒng)可以使成本顯著降低。利用探測(cè)器測(cè)量干燥機(jī)生產(chǎn)的壓縮空氣的露點(diǎn)，當(dāng)露點(diǎn)低于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)延遲冷卻再生循環(huán)開啟的時(shí)間。直到探測(cè)器發(fā)現(xiàn)排出的空氣的露點(diǎn)高于設(shè)定值時(shí)，才會(huì)啟動(dòng)冷卻再生循環(huán)。對(duì)于低負(fù)荷下的干燥機(jī)，這樣可以降低能耗。但不同類型的干燥機(jī)在低負(fù)荷下的反應(yīng)會(huì)有所不同。
對(duì)于無(wú)熱再生吸附式干燥機(jī)，冷卻再生過(guò)程使用的壓縮空氣的減少量往往只與干燥機(jī)干燥氣體的減少量有關(guān)，且成正比，而與入口溫度較低而導(dǎo)致的待干燥氣體濕度降低無(wú)關(guān)。但對(duì)于有熱再生吸附式干燥機(jī)來(lái)說(shuō)，一方面，干燥機(jī)干燥氣體流量的減少會(huì)降低冷卻再生循環(huán)中使用的壓縮空氣量；另一方面，入口溫度較低使得待干燥氣體濕度較低，同樣也會(huì)導(dǎo)致冷卻再生循環(huán)中壓縮空氣使用量的減少。也就是說(shuō)，有熱再生的方法比無(wú)熱再生的方法成本更低。沿用前面的例子，無(wú)熱再生式干燥機(jī)將節(jié)約20%～25%的成本，而有熱再生式干燥機(jī)在使用了露點(diǎn)控制系統(tǒng)后卻可以節(jié)約50%～60%的成本。
實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)
多年來(lái)，在使用鼓風(fēng)熱再生吸附式干燥機(jī)時(shí)，我們吸取了一些教訓(xùn)，有好的，也有壞的。以下是一些較有用的例子：
造紙廠1：
一個(gè)造紙廠安裝了一個(gè)鼓風(fēng)熱再生吸附式干燥機(jī)，并采用了露點(diǎn)控制系統(tǒng)。盡管如此，他們的儀器設(shè)備還是常年處在潮濕的環(huán)境。檢查干燥機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)，壓縮空氣的露點(diǎn)都已經(jīng)控制到遠(yuǎn)低于-40OF的水平。工作人員曾懷疑在未干燥的空氣容器與干燥的空氣容器之間發(fā)生了泄露。但是，經(jīng)過(guò)仔細(xì)觀察后，一位審計(jì)員注意到游離水在干燥機(jī)后的過(guò)濾器中發(fā)生了泄露。審計(jì)員還發(fā)現(xiàn)探測(cè)器在任何情況下讀到的露點(diǎn)都是相同的，即便將其從機(jī)器中取出，拿到潮濕的房間中，其讀數(shù)也沒有發(fā)生變化。探測(cè)器在低溫下讀數(shù)失靈，意味著即使干燥劑完全飽和，干燥機(jī)也不會(huì)對(duì)干燥劑進(jìn)行冷卻再生循環(huán)。
調(diào)查發(fā)現(xiàn)，探測(cè)器之所以失靈，是水冷系統(tǒng)上的后冷卻器發(fā)生了故障，將水泄露到了壓縮空氣中，同時(shí)也將探測(cè)器淹沒了。調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，該干燥機(jī)安裝在了一個(gè)蒸汽泄漏很嚴(yán)重的房間里，當(dāng)干燥機(jī)使用環(huán)境空氣對(duì)干燥劑進(jìn)行冷卻再生時(shí)，水分被干燥劑吸收，導(dǎo)致干燥劑吸水能力下降。由此可得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：
1.確保露點(diǎn)控制系統(tǒng)正常工作并進(jìn)行了校準(zhǔn)。
2.設(shè)計(jì)時(shí)，一定要在游離水到達(dá)干燥器入口過(guò)濾器之前將其去除。
3.保證干燥機(jī)的工作環(huán)境無(wú)水無(wú)塵。
造紙廠2：
另一家造紙廠對(duì)壓縮空氣的審計(jì)結(jié)果顯示，每過(guò)四個(gè)小時(shí)干燥機(jī)中的空氣壓力就會(huì)出現(xiàn)一次明顯的下降。這一下降的幅度很大，會(huì)引起強(qiáng)烈的壓力波動(dòng)，影響生產(chǎn)。數(shù)據(jù)顯示，這一壓降發(fā)生在干燥機(jī)吸熱脫水后的冷卻再生過(guò)程。
調(diào)查發(fā)現(xiàn)，原來(lái)這是干燥機(jī)的冷卻再生過(guò)程中，通入的壓縮空氣量過(guò)高導(dǎo)致的。壓縮空氣的通入由一個(gè)簡(jiǎn)單的球閥控制，球閥上本來(lái)有一個(gè)標(biāo)簽用來(lái)指示冷卻再生過(guò)程的壓力應(yīng)設(shè)置為40psi，但現(xiàn)在標(biāo)簽不見了。估計(jì)后來(lái)有人看見球閥只是部分打開，便決定將其全開，導(dǎo)致了最終的結(jié)果。當(dāng)調(diào)整球閥后，壓力陡降的現(xiàn)象消失了。但由于冷卻再生過(guò)程需要的壓縮空氣量仍然是干燥機(jī)產(chǎn)量的8%左右，因此，每過(guò)四個(gè)小時(shí)，便需要額外的壓縮機(jī)提供空氣來(lái)彌補(bǔ)。
在這臺(tái)干燥機(jī)更早的使用歷史中，它曾經(jīng)每過(guò)幾個(gè)小時(shí)，就會(huì)燒壞一次保險(xiǎn)絲。經(jīng)過(guò)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)原因是環(huán)境中灰塵過(guò)多，堵塞了風(fēng)機(jī)入口的過(guò)濾器，導(dǎo)致加熱過(guò)載。由此可得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：
1.確保干燥機(jī)是按照要求操作的。
2.壓縮空氣系統(tǒng)的容量大小必須考慮到冷卻再生過(guò)程會(huì)消耗一定的壓縮空氣。
3.環(huán)境中灰塵過(guò)多會(huì)堵塞風(fēng)機(jī)入口的過(guò)濾器。
化工廠：
某化工廠購(gòu)置了一臺(tái)大型鼓風(fēng)干燥機(jī)，足以同時(shí)為三個(gè)空氣壓縮機(jī)干燥空氣，但該廠從未安裝第三臺(tái)壓縮機(jī)。該機(jī)安裝了露點(diǎn)控制系統(tǒng)，但后來(lái)該系統(tǒng)除了故障，廠家也沒有進(jìn)行維修。
由于這臺(tái)干燥機(jī)冷卻再生過(guò)程消耗的壓縮空氣過(guò)多，不得不使用一臺(tái)100-hp的壓縮機(jī)進(jìn)行空氣補(bǔ)充，而高流量也給工廠帶來(lái)了壓力問題。本來(lái)如果負(fù)荷較輕的話，在露點(diǎn)控制系統(tǒng)的控制下，冷卻再生過(guò)程有很長(zhǎng)一段時(shí)間都不用開啟。但由于該系統(tǒng)出了問題，所以即便是在輕負(fù)荷下工作，該裝置仍然采用了一個(gè)固定循環(huán)。
該干燥機(jī)利用球閥來(lái)控制冷卻再生過(guò)程的進(jìn)氣量也存在問題，這樣會(huì)使消耗的壓縮空氣過(guò)多。而過(guò)濾器也沒有按照規(guī)則進(jìn)行維護(hù)，導(dǎo)致過(guò)濾器與干燥機(jī)之間大概有8psi的壓降。
為了解決這些問題，客戶決定購(gòu)買一臺(tái)帶有冷卻再生循環(huán)的鼓風(fēng)熱再生吸附式干燥機(jī)替換這臺(tái)干燥機(jī)。這一改變減少了一臺(tái)空壓機(jī)的使用，節(jié)約了大量能源，同時(shí)也改善了壓力狀態(tài)。
由此可得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：
1.確保露點(diǎn)控制系統(tǒng)正常工作并進(jìn)行了校準(zhǔn)。
2.干燥機(jī)冷卻再生循環(huán)通入的冷空氣流量必須適當(dāng)。
3.新型的機(jī)型設(shè)計(jì)可以節(jié)省成本。
肉類加工廠：
一個(gè)肉類加工廠購(gòu)置了一臺(tái)鼓風(fēng)干燥機(jī)來(lái)替代冷凍式干燥機(jī)與無(wú)熱再生吸附式干燥機(jī)共同作用的系統(tǒng)。原系統(tǒng)由于部件過(guò)多，導(dǎo)致壓力損失過(guò)大。而將原系統(tǒng)更換為具有雙平行進(jìn)/出口過(guò)濾器的大型鼓風(fēng)干燥機(jī)，不僅降低了壓降，也使工廠的壓力更加穩(wěn)定。同時(shí)，新的鼓風(fēng)干燥機(jī)消耗的能量也比原系統(tǒng)小得多。
工廠工作人員剛開始決定將干燥機(jī)的廢氣直接排放到室外，這樣干燥機(jī)排出的水分就不會(huì)被壓縮機(jī)重新吸入。然而過(guò)了一段時(shí)間，在寒冷的十一月，他們注意到壓縮空氣露點(diǎn)的問題。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，冷卻再生循環(huán)產(chǎn)生的廢氣中所含的水在室外溫度下會(huì)凍結(jié)，堵塞住干燥機(jī)的廢氣排出口。用于戶外排氣的管道也很小，造成的壓力損失高于預(yù)期。另外，安裝人員未考慮到周圍空氣的高速流動(dòng)帶來(lái)的影響。因此，必須作出改進(jìn)將廢氣排放到更溫和的環(huán)境中。由此可得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：
1.使用大小更合適的干燥機(jī)替代原有的標(biāo)準(zhǔn)干燥系統(tǒng)，可以提高系統(tǒng)的整體性能。
2.如果要將廢氣排放到較遠(yuǎn)的地方，要確保管道的直徑合適，且排氣消聲器不能直接暴露在低溫下。
食品加工廠1：
一個(gè)食品加工廠購(gòu)買了一臺(tái)鼓風(fēng)干燥機(jī)，用來(lái)為在較低溫度下工作的設(shè)備調(diào)節(jié)空氣濕度。這臺(tái)干燥機(jī)安裝有露點(diǎn)控制系統(tǒng)。與其相連的是水冷式的空壓機(jī)。工廠的冷卻水溫度很低，全年大部分時(shí)間都在40OF到45OF。
由于空壓機(jī)輸出的壓縮空氣溫度為50OF（其濕度約為額定濕度的20%），而干燥機(jī)吸收的水分約占其含水量的50%，因此干燥機(jī)的負(fù)荷其實(shí)非常輕。在對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行壓縮空氣評(píng)估時(shí)，發(fā)現(xiàn)干燥機(jī)每?jī)傻饺觳胚M(jìn)行一次冷卻再生循環(huán)，而不是像固定循環(huán)那樣每四個(gè)小時(shí)進(jìn)行一次。這節(jié)省了大量的能源。
如果關(guān)閉冷卻再生循環(huán)，使用輻射冷卻的方法，會(huì)讓循環(huán)周期變長(zhǎng)，但系統(tǒng)的性能會(huì)進(jìn)一步提升。
由此可得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：
1.低溫氣體的干燥對(duì)鼓風(fēng)干燥機(jī)來(lái)說(shuō)可節(jié)約能量。
2.當(dāng)循環(huán)時(shí)間間隔很長(zhǎng)時(shí)，可以不必使用冷卻再生循環(huán)，而讓其自行輻射冷卻，可以節(jié)約很多壓縮空氣。
食品加工廠2：
一個(gè)產(chǎn)品加工廠購(gòu)買了一臺(tái)安裝了露點(diǎn)控制系統(tǒng)的鼓風(fēng)干燥機(jī)，為廠內(nèi)設(shè)備（特別是色選機(jī)，因?yàn)槭澄镌谀抢锱c壓縮空氣接觸）調(diào)節(jié)空氣狀況。廠內(nèi)的管道直接暴露在寒冷的空氣中。但在大多數(shù)情況下，由于負(fù)荷較輕，干燥機(jī)都運(yùn)行良好。在這里干燥機(jī)每12小時(shí)啟動(dòng)一次冷卻再生循環(huán)。
壓縮空氣評(píng)估發(fā)現(xiàn)，在干燥器冷卻再生過(guò)程中，需要啟動(dòng)一臺(tái)額外的空壓機(jī)提供壓縮空氣。安裝流量計(jì)后，發(fā)現(xiàn)干燥機(jī)冷卻再生過(guò)程的壓縮空氣使用量過(guò)大。一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，干燥機(jī)的裝配不當(dāng)。有一個(gè)閥門漏水，控制增壓和冷卻的兩個(gè)控制閥裝反，導(dǎo)致冷卻再生循環(huán)通入了過(guò)多的空氣。對(duì)閥門進(jìn)行修正后，干燥機(jī)運(yùn)行恢復(fù)正常，且在再生循環(huán)無(wú)需另開一臺(tái)空壓機(jī)。由此可得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：
1.輕負(fù)荷能減少冷卻再生循環(huán)的時(shí)間。
2.干燥機(jī)的狀態(tài)應(yīng)該被監(jiān)控，以確保實(shí)現(xiàn)預(yù)期的效果，特別是在調(diào)試完成后。
3.安裝流量計(jì)可以檢測(cè)干燥機(jī)是否出現(xiàn)問題。
總結(jié)：
使用鼓風(fēng)干燥機(jī)可以降低運(yùn)行成本，特別是在低負(fù)荷和由于空壓機(jī)排氣溫度較低而降低了空氣含濕量的情況下。然而，這些設(shè)備非常復(fù)雜，需要正確的維護(hù)和監(jiān)視，以確保它們的工作順序是正確的。在工廠壓縮空氣評(píng)估過(guò)程中對(duì)這些干燥機(jī)進(jìn)行檢測(cè)和研究，可以得出許多有用的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。
來(lái)源：本站原創(chuàng)
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本文介紹了三種常用的吸附式干燥機(jī)類型以及一些使用鼓風(fēng)熱再生吸附式干燥機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，有好有壞。
吸附式干燥機(jī)的類型
在介紹鼓風(fēng)熱再生吸附式式干燥機(jī)之前，有必要了解一下常見的吸附式干燥機(jī)類型，從最簡(jiǎn)單的無(wú)熱再生吸附式干燥機(jī)開始。雖然還有其他不太常見的吸附式干燥機(jī)類型，但本文不討論它們。所有典型的吸附式干燥機(jī)都有兩個(gè)填充滿干燥劑顆粒的壓力容器和一個(gè)閥門控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以引導(dǎo)壓縮空氣從一個(gè)壓力容器流向另一個(gè)壓力容器。干燥劑顆粒在飽和前將壓縮空氣中的水蒸氣（吸附）去除的能力是有限的，一旦干燥劑飽和，必須在再生循環(huán)中將干燥劑中的水分去除，否則干燥機(jī)將無(wú)法吸收空氣中的水分，將壓縮空氣的露點(diǎn)降低到一個(gè)較低的水平。
在一個(gè)壓力容器中的干燥劑飽和之前，閥門控制系統(tǒng)會(huì)將未完全干燥的壓縮空氣輸送到另一個(gè)充滿干燥劑的壓力容器中。同時(shí)將前一個(gè)壓力容器置于大氣壓下，通入干燥過(guò)的壓縮空氣，帶走已飽和干燥劑中的水分，對(duì)干燥劑進(jìn)行再生。由于壓縮空氣在大氣壓下，露點(diǎn)會(huì)降低，因此其帶走水分的能力更強(qiáng)。兩壓力容器中的干燥劑像這樣交替干燥和再生，周期通常為10分鐘。這一循環(huán)再生過(guò)程消耗的壓縮空氣約為干燥機(jī)額定產(chǎn)量的15%到20%。
需要注意的是，這里的15%～20%是干燥機(jī)額定產(chǎn)量的15%～20%。在某些情況下，干燥機(jī)不會(huì)滿載工作。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)干燥機(jī)半載工作時(shí)，這里用來(lái)帶走干燥劑中水分的壓縮空氣將是產(chǎn)量的30%到40%。在干燥空氣的過(guò)程中，此類干燥機(jī)本身就將用掉大部分已干燥的壓縮空氣，這也是審計(jì)員不看好此類壓縮機(jī)的原因。
為了彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)師們提出了不同版本的吸附式干燥機(jī)，其中之一就是有熱再生吸附式干燥的方法。類似于無(wú)熱再生吸附式干燥機(jī)，仍要使用已經(jīng)干燥過(guò)的壓縮空氣來(lái)干燥已飽和的干燥劑，但壓縮空氣在通入壓力容器之前，會(huì)先用電加熱器進(jìn)行加熱。
這一設(shè)計(jì)上的改變使消耗的壓縮空氣更少，大約為干燥機(jī)額定產(chǎn)量的7.5%，可以釋放更多的壓縮空氣滿足需求，并降低了總體電氣運(yùn)行成本。這種類型的干燥機(jī)略大于無(wú)熱再生型干燥機(jī)，且周期變?yōu)榱?小時(shí)。
進(jìn)一步的設(shè)計(jì)產(chǎn)生了鼓風(fēng)熱再生吸附式干燥機(jī)。它使用鼓風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)環(huán)境中的空氣通過(guò)加熱元件，然后通入壓力容器，帶走干燥劑中的水分，這一過(guò)程叫做吸熱脫水。這種類型的干燥機(jī)完全不消耗已干燥的壓縮空氣，將干燥的壓縮空氣完全地供向工廠。但該機(jī)型對(duì)冷空氣流的干燥還存在問題。
剛被加熱完的干燥劑無(wú)法有效從冷空氣中吸收水分。因此，在完成吸熱脫水過(guò)程后需要使用大量已干燥的壓縮空氣來(lái)帶走干燥劑的熱量，這一過(guò)程叫冷卻再生。在有熱再生吸附式干燥機(jī)的冷卻再生過(guò)程中，需要使用的干燥壓縮空氣量約為干燥機(jī)額定產(chǎn)量的7.5%，通常在4個(gè)小時(shí)的循環(huán)中占用1個(gè)小時(shí)。而對(duì)于鼓風(fēng)熱再生吸附式干燥機(jī)，冷卻再生過(guò)程通常需要干燥機(jī)額定壓縮空氣產(chǎn)量的2%。但在這里我們閱讀細(xì)則會(huì)發(fā)現(xiàn)，這2%實(shí)際上是四個(gè)小時(shí)的周期中每一個(gè)小時(shí)平均流量，四個(gè)小時(shí)的平均流量就是8%。這8%可能會(huì)在空壓機(jī)達(dá)到最大功率的需求高峰期時(shí)產(chǎn)生意想不到的后果，甚至可能需要額外補(bǔ)充壓縮空氣。
更新的鼓風(fēng)干燥機(jī)使用了內(nèi)置的封閉循環(huán)冷卻回路，在這里，鼓風(fēng)機(jī)向壓力容器中通入內(nèi)部循環(huán)空氣來(lái)帶走熱量，而不是使用壓縮空氣冷卻。在這一機(jī)型中，將使用某種熱交換器，利用周圍的空氣或冷卻水來(lái)帶走熱量。
運(yùn)行成本
由于壓縮空氣非常昂貴，利用壓縮空氣來(lái)生產(chǎn)干燥壓縮空氣的成本很高。此外，如果干燥機(jī)對(duì)壓縮空氣的使用量達(dá)到了壓縮機(jī)額定產(chǎn)量的15%到20%，為了滿足生產(chǎn)需求，就需要購(gòu)買額定產(chǎn)量比現(xiàn)有壓縮機(jī)高15%到20%的壓縮機(jī)。而使用加熱器，則減少了壓縮空氣的使用量，從而降低了運(yùn)行成本。
下表是在固定循環(huán)模式下，滿載運(yùn)行的四種類型的干燥機(jī)的成本估計(jì)：
需要注意的是，計(jì)算結(jié)果的前提是假設(shè)干燥機(jī)100%負(fù)載。假設(shè)空壓機(jī)比功為0.2kW/scfm，每千瓦時(shí)10美分，每年運(yùn)作8,760小時(shí)。這張表顯示，使用更復(fù)雜的吸附式干燥機(jī)每年可以節(jié)省相當(dāng)多的錢。
重要特征
在實(shí)際操作中，你通常不會(huì)看到在輸入壓力為100psi，輸入溫度為100OF或環(huán)境溫度的情況下，100%負(fù)載的空氣干燥機(jī)。這是因?yàn)樨?fù)荷越輕，成本也就越低。
舉例來(lái)說(shuō)，干燥機(jī)在入口溫度為80OF的情況下，負(fù)荷為滿載時(shí)的75%，那么它只能吸收設(shè)計(jì)吸水量的40%。這是因?yàn)楸仍O(shè)計(jì)溫度低20OF的空氣的含水量只有100OF空氣的50%。對(duì)于循環(huán)固定的無(wú)熱再生吸附式干燥機(jī)來(lái)說(shuō)，低溫低濕的條件不影響運(yùn)行成本，仍會(huì)消耗等量的壓縮空氣來(lái)再生干燥劑。但是有熱再生式干燥機(jī)則不同，由于干燥劑中含水量少，而加熱器是以溫度為控制條件（避免干燥劑過(guò)熱），因此加熱元件的加熱時(shí)間會(huì)減少，節(jié)約了運(yùn)行成本。
對(duì)于未滿載的干燥機(jī)來(lái)說(shuō)，使用壓縮空氣的露點(diǎn)來(lái)控制系統(tǒng)可以使成本顯著降低。利用探測(cè)器測(cè)量干燥機(jī)生產(chǎn)的壓縮空氣的露點(diǎn)，當(dāng)露點(diǎn)低于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)延遲冷卻再生循環(huán)開啟的時(shí)間。直到探測(cè)器發(fā)現(xiàn)排出的空氣的露點(diǎn)高于設(shè)定值時(shí)，才會(huì)啟動(dòng)冷卻再生循環(huán)。對(duì)于低負(fù)荷下的干燥機(jī)，這樣可以降低能耗。但不同類型的干燥機(jī)在低負(fù)荷下的反應(yīng)會(huì)有所不同。
對(duì)于無(wú)熱再生吸附式干燥機(jī)，冷卻再生過(guò)程使用的壓縮空氣的減少量往往只與干燥機(jī)干燥氣體的減少量有關(guān)，且成正比，而與入口溫度較低而導(dǎo)致的待干燥氣體濕度降低無(wú)關(guān)。但對(duì)于有熱再生吸附式干燥機(jī)來(lái)說(shuō)，一方面，干燥機(jī)干燥氣體流量的減少會(huì)降低冷卻再生循環(huán)中使用的壓縮空氣量；另一方面，入口溫度較低使得待干燥氣體濕度較低，同樣也會(huì)導(dǎo)致冷卻再生循環(huán)中壓縮空氣使用量的減少。也就是說(shuō)，有熱再生的方法比無(wú)熱再生的方法成本更低。沿用前面的例子，無(wú)熱再生式干燥機(jī)將節(jié)約20%～25%的成本，而有熱再生式干燥機(jī)在使用了露點(diǎn)控制系統(tǒng)后卻可以節(jié)約50%～60%的成本。
實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)
多年來(lái)，在使用鼓風(fēng)熱再生吸附式干燥機(jī)時(shí)，我們吸取了一些教訓(xùn)，有好的，也有壞的。以下是一些較有用的例子：
造紙廠1：
一個(gè)造紙廠安裝了一個(gè)鼓風(fēng)熱再生吸附式干燥機(jī)，并采用了露點(diǎn)控制系統(tǒng)。盡管如此，他們的儀器設(shè)備還是常年處在潮濕的環(huán)境。檢查干燥機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)，壓縮空氣的露點(diǎn)都已經(jīng)控制到遠(yuǎn)低于-40OF的水平。工作人員曾懷疑在未干燥的空氣容器與干燥的空氣容器之間發(fā)生了泄露。但是，經(jīng)過(guò)仔細(xì)觀察后，一位審計(jì)員注意到游離水在干燥機(jī)后的過(guò)濾器中發(fā)生了泄露。審計(jì)員還發(fā)現(xiàn)探測(cè)器在任何情況下讀到的露點(diǎn)都是相同的，即便將其從機(jī)器中取出，拿到潮濕的房間中，其讀數(shù)也沒有發(fā)生變化。探測(cè)器在低溫下讀數(shù)失靈，意味著即使干燥劑完全飽和，干燥機(jī)也不會(huì)對(duì)干燥劑進(jìn)行冷卻再生循環(huán)。
調(diào)查發(fā)現(xiàn)，探測(cè)器之所以失靈，是水冷系統(tǒng)上的后冷卻器發(fā)生了故障，將水泄露到了壓縮空氣中，同時(shí)也將探測(cè)器淹沒了。調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，該干燥機(jī)安裝在了一個(gè)蒸汽泄漏很嚴(yán)重的房間里，當(dāng)干燥機(jī)使用環(huán)境空氣對(duì)干燥劑進(jìn)行冷卻再生時(shí)，水分被干燥劑吸收，導(dǎo)致干燥劑吸水能力下降。由此可得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：
1.確保露點(diǎn)控制系統(tǒng)正常工作并進(jìn)行了校準(zhǔn)。
2.設(shè)計(jì)時(shí)，一定要在游離水到達(dá)干燥器入口過(guò)濾器之前將其去除。
3.保證干燥機(jī)的工作環(huán)境無(wú)水無(wú)塵。
造紙廠2：
另一家造紙廠對(duì)壓縮空氣的審計(jì)結(jié)果顯示，每過(guò)四個(gè)小時(shí)干燥機(jī)中的空氣壓力就會(huì)出現(xiàn)一次明顯的下降。這一下降的幅度很大，會(huì)引起強(qiáng)烈的壓力波動(dòng)，影響生產(chǎn)。數(shù)據(jù)顯示，這一壓降發(fā)生在干燥機(jī)吸熱脫水后的冷卻再生過(guò)程。
調(diào)查發(fā)現(xiàn)，原來(lái)這是干燥機(jī)的冷卻再生過(guò)程中，通入的壓縮空氣量過(guò)高導(dǎo)致的。壓縮空氣的通入由一個(gè)簡(jiǎn)單的球閥控制，球閥上本來(lái)有一個(gè)標(biāo)簽用來(lái)指示冷卻再生過(guò)程的壓力應(yīng)設(shè)置為40psi，但現(xiàn)在標(biāo)簽不見了。估計(jì)后來(lái)有人看見球閥只是部分打開，便決定將其全開，導(dǎo)致了最終的結(jié)果。當(dāng)調(diào)整球閥后，壓力陡降的現(xiàn)象消失了。但由于冷卻再生過(guò)程需要的壓縮空氣量仍然是干燥機(jī)產(chǎn)量的8%左右，因此，每過(guò)四個(gè)小時(shí)，便需要額外的壓縮機(jī)提供空氣來(lái)彌補(bǔ)。
在這臺(tái)干燥機(jī)更早的使用歷史中，它曾經(jīng)每過(guò)幾個(gè)小時(shí)，就會(huì)燒壞一次保險(xiǎn)絲。經(jīng)過(guò)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)原因是環(huán)境中灰塵過(guò)多，堵塞了風(fēng)機(jī)入口的過(guò)濾器，導(dǎo)致加熱過(guò)載。由此可得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：
1.確保干燥機(jī)是按照要求操作的。
2.壓縮空氣系統(tǒng)的容量大小必須考慮到冷卻再生過(guò)程會(huì)消耗一定的壓縮空氣。
3.環(huán)境中灰塵過(guò)多會(huì)堵塞風(fēng)機(jī)入口的過(guò)濾器。
化工廠：
某化工廠購(gòu)置了一臺(tái)大型鼓風(fēng)干燥機(jī)，足以同時(shí)為三個(gè)空氣壓縮機(jī)干燥空氣，但該廠從未安裝第三臺(tái)壓縮機(jī)。該機(jī)安裝了露點(diǎn)控制系統(tǒng)，但后來(lái)該系統(tǒng)除了故障，廠家也沒有進(jìn)行維修。
由于這臺(tái)干燥機(jī)冷卻再生過(guò)程消耗的壓縮空氣過(guò)多，不得不使用一臺(tái)100-hp的壓縮機(jī)進(jìn)行空氣補(bǔ)充，而高流量也給工廠帶來(lái)了壓力問題。本來(lái)如果負(fù)荷較輕的話，在露點(diǎn)控制系統(tǒng)的控制下，冷卻再生過(guò)程有很長(zhǎng)一段時(shí)間都不用開啟。但由于該系統(tǒng)出了問題，所以即便是在輕負(fù)荷下工作，該裝置仍然采用了一個(gè)固定循環(huán)。
該干燥機(jī)利用球閥來(lái)控制冷卻再生過(guò)程的進(jìn)氣量也存在問題，這樣會(huì)使消耗的壓縮空氣過(guò)多。而過(guò)濾器也沒有按照規(guī)則進(jìn)行維護(hù)，導(dǎo)致過(guò)濾器與干燥機(jī)之間大概有8psi的壓降。
為了解決這些問題，客戶決定購(gòu)買一臺(tái)帶有冷卻再生循環(huán)的鼓風(fēng)熱再生吸附式干燥機(jī)替換這臺(tái)干燥機(jī)。這一改變減少了一臺(tái)空壓機(jī)的使用，節(jié)約了大量能源，同時(shí)也改善了壓力狀態(tài)。
由此可得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：
1.確保露點(diǎn)控制系統(tǒng)正常工作并進(jìn)行了校準(zhǔn)。
2.干燥機(jī)冷卻再生循環(huán)通入的冷空氣流量必須適當(dāng)。
3.新型的機(jī)型設(shè)計(jì)可以節(jié)省成本。
肉類加工廠：
一個(gè)肉類加工廠購(gòu)置了一臺(tái)鼓風(fēng)干燥機(jī)來(lái)替代冷凍式干燥機(jī)與無(wú)熱再生吸附式干燥機(jī)共同作用的系統(tǒng)。原系統(tǒng)由于部件過(guò)多，導(dǎo)致壓力損失過(guò)大。而將原系統(tǒng)更換為具有雙平行進(jìn)/出口過(guò)濾器的大型鼓風(fēng)干燥機(jī)，不僅降低了壓降，也使工廠的壓力更加穩(wěn)定。同時(shí)，新的鼓風(fēng)干燥機(jī)消耗的能量也比原系統(tǒng)小得多。
工廠工作人員剛開始決定將干燥機(jī)的廢氣直接排放到室外，這樣干燥機(jī)排出的水分就不會(huì)被壓縮機(jī)重新吸入。然而過(guò)了一段時(shí)間，在寒冷的十一月，他們注意到壓縮空氣露點(diǎn)的問題。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，冷卻再生循環(huán)產(chǎn)生的廢氣中所含的水在室外溫度下會(huì)凍結(jié)，堵塞住干燥機(jī)的廢氣排出口。用于戶外排氣的管道也很小，造成的壓力損失高于預(yù)期。另外，安裝人員未考慮到周圍空氣的高速流動(dòng)帶來(lái)的影響。因此，必須作出改進(jìn)將廢氣排放到更溫和的環(huán)境中。由此可得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：
1.使用大小更合適的干燥機(jī)替代原有的標(biāo)準(zhǔn)干燥系統(tǒng)，可以提高系統(tǒng)的整體性能。
2.如果要將廢氣排放到較遠(yuǎn)的地方，要確保管道的直徑合適，且排氣消聲器不能直接暴露在低溫下。
食品加工廠1：
一個(gè)食品加工廠購(gòu)買了一臺(tái)鼓風(fēng)干燥機(jī)，用來(lái)為在較低溫度下工作的設(shè)備調(diào)節(jié)空氣濕度。這臺(tái)干燥機(jī)安裝有露點(diǎn)控制系統(tǒng)。與其相連的是水冷式的空壓機(jī)。工廠的冷卻水溫度很低，全年大部分時(shí)間都在40OF到45OF。
由于空壓機(jī)輸出的壓縮空氣溫度為50OF（其濕度約為額定濕度的20%），而干燥機(jī)吸收的水分約占其含水量的50%，因此干燥機(jī)的負(fù)荷其實(shí)非常輕。在對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行壓縮空氣評(píng)估時(shí)，發(fā)現(xiàn)干燥機(jī)每?jī)傻饺觳胚M(jìn)行一次冷卻再生循環(huán)，而不是像固定循環(huán)那樣每四個(gè)小時(shí)進(jìn)行一次。這節(jié)省了大量的能源。
如果關(guān)閉冷卻再生循環(huán)，使用輻射冷卻的方法，會(huì)讓循環(huán)周期變長(zhǎng)，但系統(tǒng)的性能會(huì)進(jìn)一步提升。
由此可得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：
1.低溫氣體的干燥對(duì)鼓風(fēng)干燥機(jī)來(lái)說(shuō)可節(jié)約能量。
2.當(dāng)循環(huán)時(shí)間間隔很長(zhǎng)時(shí)，可以不必使用冷卻再生循環(huán)，而讓其自行輻射冷卻，可以節(jié)約很多壓縮空氣。
食品加工廠2：
一個(gè)產(chǎn)品加工廠購(gòu)買了一臺(tái)安裝了露點(diǎn)控制系統(tǒng)的鼓風(fēng)干燥機(jī)，為廠內(nèi)設(shè)備（特別是色選機(jī)，因?yàn)槭澄镌谀抢锱c壓縮空氣接觸）調(diào)節(jié)空氣狀況。廠內(nèi)的管道直接暴露在寒冷的空氣中。但在大多數(shù)情況下，由于負(fù)荷較輕，干燥機(jī)都運(yùn)行良好。在這里干燥機(jī)每12小時(shí)啟動(dòng)一次冷卻再生循環(huán)。
壓縮空氣評(píng)估發(fā)現(xiàn)，在干燥器冷卻再生過(guò)程中，需要啟動(dòng)一臺(tái)額外的空壓機(jī)提供壓縮空氣。安裝流量計(jì)后，發(fā)現(xiàn)干燥機(jī)冷卻再生過(guò)程的壓縮空氣使用量過(guò)大。一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，干燥機(jī)的裝配不當(dāng)。有一個(gè)閥門漏水，控制增壓和冷卻的兩個(gè)控制閥裝反，導(dǎo)致冷卻再生循環(huán)通入了過(guò)多的空氣。對(duì)閥門進(jìn)行修正后，干燥機(jī)運(yùn)行恢復(fù)正常，且在再生循環(huán)無(wú)需另開一臺(tái)空壓機(jī)。由此可得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：
1.輕負(fù)荷能減少冷卻再生循環(huán)的時(shí)間。
2.干燥機(jī)的狀態(tài)應(yīng)該被監(jiān)控，以確保實(shí)現(xiàn)預(yù)期的效果，特別是在調(diào)試完成后。
3.安裝流量計(jì)可以檢測(cè)干燥機(jī)是否出現(xiàn)問題。
總結(jié)：
使用鼓風(fēng)干燥機(jī)可以降低運(yùn)行成本，特別是在低負(fù)荷和由于空壓機(jī)排氣溫度較低而降低了空氣含濕量的情況下。然而，這些設(shè)備非常復(fù)雜，需要正確的維護(hù)和監(jiān)視，以確保它們的工作順序是正確的。在工廠壓縮空氣評(píng)估過(guò)程中對(duì)這些干燥機(jī)進(jìn)行檢測(cè)和研究，可以得出許多有用的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。
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