螺杆式空压机排气温度的优化_吴锁平

螺杆式空压机排气温度的优化
吴锁平
(中国石化股份公司金陵分公司化肥分部,江苏南京,210033)
收稿日期:2002-04-01。

作者简介:吴锁平,男,1966年1月出生,江苏丹阳市人,一直在生产一线工作,现任中国石化股份公司金陵分公司化肥分部成品车间生产副主任。

联系电话:025-*******。

中石化金陵分公司化肥分部成品车间由于离厂区较远,为此自备了3台螺杆式空压机(排气量3m 3/min,排气压力017MPa,两开一备),为电子秤、打码机、除尘器等提供压缩空气。

空压机刚投用时,由于担心空压机排气温度高跳车,因此把循环水量开得很大,结果导致润滑油乳化变质。

后来,为防止润滑油乳化变质,减少了循环水量,提高了排气温度,结果虽解决了此问题,却又引发了另一问题)))冷冻式空气干燥机因进口温度高,频繁跳车,压缩空气品质下降。

为防止润滑油乳化,并保证干燥机不超负荷跳车,进行排气温度的优化。

1 温度失常的危害
螺杆式空压机排气温度控制失常,不仅对空压机本身有影响,而且对干燥机、用气设备等也有较大影响,空压机说明书上要求其排气温度应高于环境温度40~50e ,而一些专业书上也认为其排气温度应控制在70~110e 。

要求有较高的排气温度,其目的是防止空气中的水分凝析。

但排气温度高,会带来不利的影响:一方面不利于冷冻式空气干燥机正常运行,另一方面也不利于空压机润滑油的分离。

温度较高时,油的分离较困难,因为高温降低了润滑油的粘性和表面张力,也就是降低了润滑油粘滞在过滤装置上的能力;同时高温情况下,气相的油分增多,液相的油分减少,分离能力下降。

温度较低时,虽然有利于冷冻式空气干燥机的正常运行,但是不利于压缩机本身。

因为温度较低时,经压缩后的空气会有大量的水分凝析出来,使得润滑油乳化引起泡沫、黏度下降等问题,严重影响润滑效果,从而导致设备磨损过快。

排气温度高或低,均不利于设备正常运行,笼统地把排气温度定在某范围内也不利于设备正常
运行,不利于优化操作。

2 排气温度的确定
空压机内水分凝析数量取决于排气温度。

排气温度控制得好坏直接影响着空压机及其后续设备的运转。

只有优化排气温度,才能既保证空压机内无水分凝析,又能使干燥机进口温度相对较低,达到发挥其正常的处理能力。

211 优化计算
1)空压机的排气量V 2=3m 3/min 、排气压力P 2=018MPa(绝),假设大气压力P 1=011MPa,吸入空气体积为V 1。

由公式P 1V 1=P 2V 2可得:V 1=P 2V 2/P 1=24m 3
/min
2)当环境温度t 1分别为-5,0,10,20,30e ,空气湿度U 1分别为50%、60%、70%、80%、90%时的排气温度t 2。

当环境空气U 1=50%、t 1=-5e 时,查饱和
水蒸气表可知:其最大含湿度Q 1=3142g/m 3,吸
入口空气体积V 1=24m 3/min,则其最大含湿量Q 1=V 1Q 1U 1=41104g 。

压缩到018MPa(绝)时,减少后的体积V 2=3m 3
/min,则其最大含湿量:
Q 2=V 2Q 2U 2
其中空气湿度U 2为100%,因此Q 2=3Q 2。

要使压缩后的空气中没有水分凝析,必须保证Q 2>Q 1,即:
3Q 2>41104
Q 2>1316g/m 3
2002年
大 氮 肥
Large Scale Nitrogenous Fertilizer Industry
第25卷 第4期
查表得:
t 2>15143e 取t 2=16e 同样可得:
t 1=0e ,t 2>21161e ,取t 2=22e ;t 1=10e ,t 2>33148e ,取t 2=34e ;t 1=20e ,t 2>45165e ,取t 2=46e ;t 1=30e ,t 2>58114e ,取t 2=58e 。

U 1=60%时:
t 1=-5e ,取t 2=19e ;t 1=0e ,取t 2=25e ;t 1=10e ,取t 2=37e ;t 1=20e ,取t 2=49e ;t 1=30e ,取t 2=61e 。

同样U 1=70%、80%、90%时,不同的t 1值均可求得相应的t 2值。

212 图解
以上各组数据可计算出25个t 2值。

但实际应用时还是不便,一是实际环境变化多样,不可能刚好与以上各组数据一样,二是数据表现不直观。

为了便于操作,通过一元线性回归法,对以上5组数据进行处理,求得各组数据的回归直线方程:
U 1=50%,其直线方程为:t 2=112t 1+22;
U 1=60%,其直线方程为:t 2=112t 1+25;U 1=70%,其直线方程为:t 2=112t 1+28;U 1=80%,其直线方程为:t 2=112t 1+31;U 1=90%,其直线方程为:t 2=112t 1+34。

由以上直线方程可知,湿度每增加10%,相应的排气温度要提高3e ,才能保证压缩空气中水分不凝析。

实际使用时,只要知道环境空气的湿度和温度,通过图1就可求得t 2。

在操作时,排气温度应
不小于t 2
为宜。

图1 排气温度控制图
213 说明
在优化计算空压机吸入的空气体积时,忽略了压缩机多变指数m 。

较实际求法应是:
P 1V m 01=P 2V m
2
V 01=V 2(P 2/P 1)1/m =3@81/m
经实验测得,此螺杆式空压机的多变指数m 为1103。

V 01=3@81/1103=21m 3/min,即V 01<V 1,则空压机吸入空气的水分含量Q 1也相应减少。

因此,原由Q 2>Q 1所求得的t 2的最小值,已比实际情况有所提高。

也就是说实际操作时排气温度等于t 2就能满足优化的目的。

3 小结
螺杆式空压机排气温度定得过高或过低都有损于设备。

笼统地把排气温度定在某范围内也是不认真和不经济的。

只有根据实际环境情况,精确计算,优化其排气温度,才是科学的和经济的。

成品车间的螺杆式空压机按照优化后的排气温度进行控制,取得了良好效果。

/长效肥0成果的推广应用
中国科学院沈阳应用生态所成功研制开发出长效复合肥,获多项长效肥料系列科技成果,取得国家发明专利。

专家指出,该所研制的长效肥主要技术特点是肥效期长,具有一定可控性;养分利用率高,增产幅度大;工艺简单,物理性状好,降低环境污染;节肥省工。

专家认为,该所针对市场对新型肥料的需求,充分发挥学科和技术优势,研究和开发出高新技术及相应的产品,使我国化肥行业水平迈进了一大步,进入了世界先进行列。

据悉,长效系列肥中的长效碳铵,得到社会的广泛重视,生产技术已在60多家小氮肥厂推广应用,农业推广面积近3000万亩,工业、农业推广中取得可观的经济效益和明显的社会效益,曾先后获得国家科技进步二等奖、中国科学院科技进步特等奖。

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第4期吴锁平1螺杆式空压机排气温度的优化。