某鋼廠零氣損干燥機露點改善實踐總結

摘要：介紹了零氣損干燥機的結構和工作原理，以及這些設備在投運以后出現了一些問題，通過對這些問題進行分析和處理，總結運行標準，讓干燥機發揮最佳運行效果。

關鍵詞：干燥機；露點；溫度

0 引言

在鋼鐵行業中，壓縮空氣應用范圍廣泛，為生產提供儀表、動力、除塵等氣源，隨著設備精度越來越高，自動化越來越先進，對壓縮空氣的品質要求也逐步提高，某鋼廠壓縮空氣系統共建設4個空壓站，26臺空壓機配套26臺干燥機。2020年開始對干燥設備進行改造升級，將原組合式干燥機替換為鼓風零氣損干燥機。

1 實驗材料與方法

1.1 零氣損干燥機工作原理介紹

零氣損干燥機主要由汽水分離器、吸附塔、鼓風機、過濾器、加熱器、冷卻器以及若干閥門組成。

零氣損干燥機由兩個干燥塔組成，主要工作原理是利用吸附劑的吸水特性，對壓縮空氣進行物理吸附，從而將壓縮空氣中的水分除去；與此同時，另外一個吸附塔進行再生。再生完畢后與工作的再生塔進行切換，依次反復進行， 使得壓縮空氣出口壓力露點達到-40℃以下[1]。具體流程見圖1。

1.2 運行現狀分析

自2022年完成改造投運以來，壓縮空氣經干燥出來的壓力露點時常出現高于控制露點-40℃的情況，嚴重時可達-10℃及以上，對壓縮空氣品質控制造成一定威脅。經分析統計，露點超標的設備主要分布在1/2/4號空壓站。

1.3 影響干燥機露點波動因素

據現場調研以及查閱相關文獻資料，影響干燥機露點波動主要有以下幾點；

1）干燥機進氣量

當進氣流量超過設計標準時，干燥機干燥吸附能力下降較快，運行周期末期容易出現露點超標，反之露點處于更好水平。站區干燥系統運行模式主要集中主管供氣，經干燥機、過濾器輸送到外部匯總管，每臺干燥機的流量受流經的干燥機、過濾器、管道、閥門阻力影響，阻力大時流通量減少，反之增加。從1號空壓站跟換3組濾芯后其干燥機壓差從4 kpa上升至12 kpa（表明流通量增加，已經大于設計標準250 Nm3/min），同時這三組干燥機的露點出現一定幅度下降，該現象表明過濾器的壓阻差異可能是影響流量分配不均的主導因素之一。

2）吸附劑吸附能力和比例配置

吸附劑是干燥機實現干燥能力的最關鍵材料，其能力主要體現在填料的種類、比例和填裝量，目前常用的填料為分子篩和Al2O3，其中分子篩的吸附能力是Al2O3的1.8倍左右，相同填裝量下分子篩填裝比例越高干燥能力越強。

3）干燥機的加熱再生和循環周期設定

在有限的吸附能力內干燥機的運行周期越長，末期的干燥性能越差。干燥劑的再生是否完全由再生溫度和時間決定，在合理區間內再生溫度越高，實現完全再生所需的時間越短，再生是否徹底對干燥能力影響較大。

4） 環境溫濕度

空氣濕度高時，進入干燥機的壓縮空氣濕度也會上升，在一定程度會縮短干燥劑吸附能力的消耗時間，從而影響露點。另外，干燥劑采用空氣加熱循環再生，空氣濕度大對再生能力有影響，該類因素應當在設計時加以考慮。

5）其他

如干燥劑的劣化、干燥機入口溫度過高、干燥劑填裝形式、干燥劑質量等。

2 實驗結果與分析

2.1 露點超標原因初步分析

1）個別干燥機存在過濾器堵塞情況

1號空壓站共配置7臺空壓機（對應7臺干燥機），對該空壓站進行干燥機過濾器檢查發現，部分干燥機進出口壓力差相差較大，其中5/6號干燥機壓差在10 Kpa以上，其它干燥機在3-5 Kpa，依次初步反推壓差較小的存在干燥機后過濾器堵塞情況，經對2/3/5號空壓機過濾器拆解后，均發現過濾器內濾筒出現內部擠壓變形，過濾材料表面和內部有較多的棕褐色粉塵。過濾器的變形以及堵塞導致了過濾器壓差較大（對應的干燥機壓差現象為較小），空氣流通阻力變大，流通量減少。根據不同干燥機前后的壓差我們可以初步判斷5/6號干燥機過濾器壓差相對較2/3/4?。ǜ稍餀C壓差較大），空氣流通處理量大，干燥劑的吸附能力下降較快，干燥露點最大值也較大；2/3/4號干燥機過濾器壓差較小，空氣流通處理量小，燥劑的吸附能力下降慢，干燥露點整體比前者好。

2）吸附塔填料量未達標以及種類配比不合理

根據滿足露點＜-40℃的前提下，測算的填料量需滿足單塔至少4噸；而據現場施工時填料添加時候的數據統計，單塔填充量大都在3.5噸左右，比計算標準少；

同時吸附塔設計填料組分主要有分子篩以及活性氧化鋁，填充1∶2/1∶3不等。因為氧化鋁具有高強度，不易破碎；在相對濕度高區間（60%～100%），吸水性能要優于分子篩，但隨著含濕量逐漸降低，吸水性不如分子篩。所以，比例調整合理也是影響露點能否穩定達標的原因。

3）干燥機進氣溫度偏高

按照干燥機設計擬定工況條件為滿足小于40℃的進氣要求，但據現場實測改造干燥機情況，部分設備進氣維持在40～45℃，據查看空氣飽和含水率對照表可得在同等壓力下，45℃的壓縮空氣含水量約為40℃的1.28倍，極大增加吸附塔的處理量，對于干燥效果造成很大波動[1]。

2.2 實驗調整

1）對過濾器進行更換

3月份對1號空壓站2/3/4號干燥機后濾芯進行更換后，干燥機壓差從3～4 kpa上升至10～17 kpa，表明過濾器阻力損失減小，空氣流通量增加，吸附劑處理能力下降增快，相應的露點最大值也出現上升情況，而原來5/6/7干燥機壓差出現下降，空氣流通量減少，吸附劑處理能力下降變慢，相應的露點最大值也出現下降情況，露點有所改善，其中6/7號干燥機達到-40℃以下。

2） 進行補加填料

根據設計標準，以及結合吸附塔的剩余空間進行調整，每座塔填充量調整為4噸，同時按照氧化鋁：分子篩=3∶2的比例進行配置。在補充填料后的干燥機露點溫度由-20℃提升至-35～-40℃之間，極大改善壓縮空氣的品質。

3）改善冷卻器換熱效果

干燥機的進氣溫度偏高主要原因空壓機冷卻不充分，據現場拆檢空壓機三級冷卻器發現，水管側大部分存在堵塞以及腐蝕。針對此現象，主要通過縮短冷卻器維護周期，同時調整冷卻塔風機導葉以保證換熱效果，進一步降低空壓機冷卻器進水溫度。經過調整，當前1～3號空壓站干燥機進氣溫度可以保證在≤40℃。

3 結束語

干燥機的露點對于壓縮空氣品質是否達標起著決定性作用，通過本文的研究分析，后續對于類似露點超標情況的排查處理有著重要借鑒意義。

參考文獻

［1］ 吳先吉，孫光華.零氣損干燥機在梅鋼的應用［J］.梅山科技， 2019（1）：3.DOI：CNKI：SUN：MSKJ.0.2019-01-002.