散糧站空氣處理系統(tǒng)改進(jìn)

鄭春燕

（秦皇島港股份有限公司雜貨港務(wù)分公司，秦皇島 066000）

1 研究背景

1.1 布局合理性差

在之前的空氣處理系統(tǒng)中，儲(chǔ)氣罐位于冷干機(jī)、吸干機(jī)等凈化設(shè)備前端，未凈化的壓縮空氣直接進(jìn)入儲(chǔ)氣罐造成儲(chǔ)氣罐的嚴(yán)重?fù)p耗；空氣從空壓機(jī)房出來(lái)后需要經(jīng)過(guò)室外很長(zhǎng)的管道進(jìn)入工作樓二樓，在冬季會(huì)造成水氣的冷凝，對(duì)管路及二樓冷干機(jī)等設(shè)備造成腐蝕損耗；儲(chǔ)氣罐的位置使得壓縮空氣在使用時(shí)需要再經(jīng)過(guò)多個(gè)流程才能到達(dá)設(shè)備，使用效率低。

1.2 空氣處理能力不足

現(xiàn)用的吸干機(jī)冷干機(jī)的空氣處理能力為25。由于設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p耗，其處理能力遠(yuǎn)達(dá)不到這個(gè)數(shù)值。

1.3 儲(chǔ)氣罐存儲(chǔ)能力不足

由于空壓機(jī)年限已久，壓縮空氣產(chǎn)生量不太穩(wěn)定，需要提高儲(chǔ)氣罐的存儲(chǔ)能力以保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 技術(shù)方案

2.1 空氣處理系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)

2.1.1 儲(chǔ)氣罐系統(tǒng)位置設(shè)計(jì)

①空壓機(jī)與冷干機(jī)、吸干機(jī)一起安裝在儲(chǔ)氣罐下游。當(dāng)壓縮機(jī)恒定運(yùn)行，并且吸干機(jī)、冷干機(jī)的冷卻、吸附能力等于壓縮機(jī)的排氣量時(shí)，可以使用這種安裝方式。在此條件下，干燥劑的負(fù)載需恒定。②空壓機(jī)與冷干機(jī)、吸干機(jī)一起安裝在儲(chǔ)氣罐的上游。當(dāng)空氣需求量可變時(shí)，可以使用這種方式安裝。空氣需求量短期間內(nèi)高于壓縮機(jī)可以提供的氣量，因此需要儲(chǔ)氣罐的存儲(chǔ)能力足夠大，以滿(mǎn)足即時(shí)的空氣需求量。通過(guò)對(duì)比兩種形式我們發(fā)現(xiàn)，我們現(xiàn)用的布局方式為儲(chǔ)氣罐安裝在冷干機(jī)和吸干機(jī)上游，這就要求空壓機(jī)運(yùn)行恒定同時(shí)負(fù)載需恒定，這對(duì)于已進(jìn)入損耗期的空壓機(jī)和實(shí)際生產(chǎn)工況顯然不符合要求。因此，我們決定采用圖2所示的布局方式，將儲(chǔ)氣罐安裝在整個(gè)系統(tǒng)的出口位置。

2.1.2 系統(tǒng)的整體布局設(shè)計(jì)

根據(jù)上面分析，我們將空氣處理系統(tǒng)依次布置為：

空壓機(jī)出來(lái)的空氣通過(guò)冷干機(jī)、吸干機(jī)的過(guò)濾凈化進(jìn)入儲(chǔ)氣罐。當(dāng)作業(yè)需要壓縮空氣時(shí)，直接由儲(chǔ)氣罐通過(guò)輸送管路輸送到相應(yīng)設(shè)備。同時(shí)，在空氣處理系統(tǒng)中每個(gè)輸入環(huán)節(jié)增加空氣濾芯，最大程度保證壓縮空氣的干潔程度，在保證空氣質(zhì)量的同時(shí)，也對(duì)空氣處理系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行了保護(hù)。

2.2 冷干機(jī)的選型改造

我們以卸船流程所需要的空氣流量計(jì)算出當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)需要的空氣通過(guò)量應(yīng)不少于22，因此根據(jù)市場(chǎng)主流冷干機(jī)產(chǎn)品，此次我們選擇AD1000型冷凍式干燥機(jī)，其技術(shù)參數(shù)如下表。

表1 冷干機(jī)參數(shù)

（1）空氣系統(tǒng)。壓縮空氣進(jìn)入熱交換器10，并由排除的干燥冷空氣進(jìn)行冷卻。流入的空氣中的水分開(kāi)式凝結(jié)，隨后空氣將流經(jīng)熱交換器4，在此處制冷劑將蒸發(fā)，從而使空氣被進(jìn)一步冷卻到接近制冷劑的蒸發(fā)溫度。空氣中的更多水分會(huì)凝結(jié)隨后冷空氣流經(jīng)分離器5，在此處所有的冷凝水與空氣分離。干燥的冷空氣隨后經(jīng)過(guò)熱交換器10，在此處被流入的空氣加熱，加熱后的溫度比流入的空氣低10℃。

（2）制冷系統(tǒng)。壓縮機(jī)1傳輸熱的高壓制冷劑氣體到冷凝器，在冷凝器中大部分制冷劑將凝結(jié)。液體將流經(jīng)液體制冷劑干燥機(jī)8進(jìn)入毛細(xì)管7.在蒸發(fā)壓力下，制冷劑離開(kāi)毛細(xì)管。制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器4，在此處制冷劑在恒壓下經(jīng)過(guò)進(jìn)一步蒸發(fā)吸收壓縮空氣中的熱量。

2.3 吸干機(jī)選型改造

散糧站現(xiàn)使用吸干機(jī)為SLAD25型吸附式干燥器，其空氣處理能力為25。由于使用年限已久其無(wú)論從處理能力以及效果都無(wú)法達(dá)到我們的要求。因此，我們選擇了PE1020型吸附式干燥器。PE1020型干燥機(jī)通過(guò)吸附的方法出去空氣中的水分。空氣干燥機(jī)由兩個(gè)裝有干燥劑的干燥塔組成，其中一個(gè)用來(lái)吸附水分，另一個(gè)進(jìn)行再生，每4小時(shí)塔的功能調(diào)換一次。這與現(xiàn)用的干燥機(jī)原理基本一樣。

2.4 儲(chǔ)氣罐及管路布局改造

（1）儲(chǔ)氣罐改造選型。由于改造采用了將儲(chǔ)氣罐安裝在整個(gè)空氣處理流程終端的位置，因此，需要提高儲(chǔ)氣罐的儲(chǔ)氣能力才能滿(mǎn)足整個(gè)系統(tǒng)的要求。通過(guò)計(jì)算和各設(shè)備的壓縮空氣的進(jìn)出流量匹配的儲(chǔ)氣罐應(yīng)至少達(dá)到8，而儲(chǔ)氣壓力最少達(dá)到1MPa。

（2）空氣管路布局改造。在改造前的空氣處理系統(tǒng)布局中，吸干機(jī)、冷干機(jī)等設(shè)備為了距離使用壓縮氣體的終端設(shè)備更近，所以布置在了工作樓的二樓。這樣就需要先將空壓機(jī)房的壓縮空氣通過(guò)管路輸送到工作樓二樓，再通過(guò)二樓將其他分別輸送到終端設(shè)備。這樣的布局使壓縮氣體產(chǎn)生后需要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的室外管道才能進(jìn)行凈化。在冬季時(shí)壓縮氣體的含水量急劇增加，使得吸干機(jī)、冷干機(jī)不堪重負(fù)。同時(shí)，由于過(guò)去的管路都是金屬材質(zhì)，極易造成氣體輸送過(guò)程中的二次污染。

（3）增加輔助過(guò)濾器。在此次改造過(guò)程中，為了最大程度的保證壓縮空氣處理的干潔程度，不僅對(duì)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行了更新，同時(shí)在每種凈化設(shè)備入口處均加裝了型號(hào)為P12C-180-35的輔助過(guò)濾器，用于過(guò)濾空氣中的水分和雜質(zhì)。其最大工作壓力為1MPa。

2.5 控制方式改造

通過(guò)改造前后的吸干機(jī)控制器可知，老吸干機(jī)只有簡(jiǎn)單的指示報(bào)警等和計(jì)數(shù)功能。基本沒(méi)有太多的可操作性。而新吸干機(jī)采用Graphic控制機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)以下功能：

電腦控制器自動(dòng)控制和保護(hù)吸干機(jī)即：保持壓力露點(diǎn)穩(wěn)定；監(jiān)控壓力、溫度和數(shù)字開(kāi)關(guān)，以確保安全操作，并在必要時(shí)停止運(yùn)行吸干機(jī)；重啟吸干機(jī)；讀取、修改、設(shè)定參數(shù)

3 應(yīng)用情況及實(shí)施效果

通過(guò)對(duì)空氣處理系統(tǒng)的改造，恢復(fù)了最理想的壓縮空氣處理及輸送效果。使壓縮空氣的干燥、凈化效果得到了質(zhì)的提升。保證了除塵器、電子秤等設(shè)備良好運(yùn)行。另外，由于控制方式的改變，其啟動(dòng)過(guò)程比之前節(jié)能20%，對(duì)于企業(yè)降本增效有重要作用。

4 主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

（1）將主要空氣凈化設(shè)備移至空壓機(jī)房，提高空氣輸送效率，降低額外的二次污染。（2）對(duì)冷干機(jī)、吸干機(jī)、儲(chǔ)氣罐等設(shè)備進(jìn)行了更換，提高了凈化效率和效果。（3）將儲(chǔ)氣罐位置布置在系統(tǒng)終端，提高了空氣處理系統(tǒng)的效率和能力。

5 效益分析

這次改造完成后，散糧站壓縮空氣處理系統(tǒng)的能力得到很大的提升，使得電子秤、除塵器等設(shè)備的控制更加精準(zhǔn)，提升了作業(yè)效率。同時(shí)對(duì)于這些設(shè)備關(guān)鍵部件的壽命有了很大的提升，降低了維修、更換頻次。這次改造對(duì)于裝卸效率的提升每年可節(jié)約費(fèi)用約500萬(wàn)元。