1、压缩空气管道系统 自然界的空气经空气压缩机压缩后称为压缩空气。压缩空气是一种重要的动力源。 （一）压缩空气站的组成 1、压缩空气站工艺生产流程 压缩空气的生产流程主要包括空气的过滤、空气的压缩、压缩空气的冷却及油和水分的排除、压缩空气的贮存与输送等。 2、压缩空气站设备 （1）空气压缩机 在一般的压缩空气站中，最广泛采用的是活塞式空气压缩机。在大型压缩空气站中，较多采用离心式或轴流式空气压缩机。 （2）空气过滤器 （3）后冷却器 （4）贮气罐 活塞式压缩机都配备有贮气罐，目的是减弱压缩机排气的周期性脉动，稳定管网压力，同时可进一步分离空气中的油和水分。 贮气罐分立式和卧式两种，通常立式的用得较
2、多，其高度为直径的 23 倍，容积约为压缩机每分钟生产能力换算成压缩后气体的体积。 （5）油水分离器 油水分离器的作用是分离压缩空气中的油和水分，使压缩空气得到初步净化。油水分离器常用的有环形回转式、撞击折回式和离心旋转式三种结构形式。 （6）空气干燥器 空气干燥器的作用是进一步除去压缩空气中的水分，满足某些要求供给干燥压缩空气的用户。目前常用的压缩空气干燥方法有吸附法和冷冻法。 3、压缩空气站管路系统 压缩空气站的管路系统为：空气管路、冷却水管路、油水吹除管路、负荷调节管路以及放散管路等。 空气管路是从空气压缩机进气管到贮气罐后的输气总管。在压缩机与贮气罐之间的管路上需安装止回阀，防止压缩空
3、气倒流。冷却水的进水管和排水管通称冷却水管路，用于冷 却压缩机的气缸、润滑油及各级冷却器中的压缩空气。油水吹除管路是指从各级别冷却器、贮气罐内向外排放油和水的管路，排放出来的油、水汇集在废油沉淀箱中。负荷调节 管路是指从贮气罐到压缩机入口处减荷阀的一段管路。利用从贮气罐返流气体压力的变化，自动关闭或打开减荷阀，控制系统的供气量。放散管是指压缩机至后冷却器或贮气罐 之间排气管上安装的手动放空管。在压缩机启动时打开放散管，使压缩机能空载启动，停车后通过它放掉该段管中残留的压缩空气。废油沉淀箱上的放散管不安装控制阀，直通 大气，以防止沉淀箱受压，便于排放废油和水分。 （二）车间压缩空气管路的敷设 车
4、间压缩空气管路分总管、干管和支立管。车间压缩空气管路可采用架空敷设、地沟敷设、埋地敷设或架空、埋地相结合的敷设方式。为便于管理与维修，应以沿墙或柱子架空 敷设为主，架空敷设高度以不妨碍交通为原则，但一般不小于 2.5m，并尽量减少对采光的影响。 （三）压缩空气管道的安装 掌握 6 项具体的安装规定。 三、夹套管道系统 （一）、夹套管的组成 夹套管在石油化工、化纤等装置中应用较为广泛，它由内管（主管）和外管组成，一般工作压力小于或等于 25MPa、工作温度-20350，材质采用碳钢或不锈钢，内管输送的 介质为工艺物料，外管的介质为蒸汽、热水、冷媒或联苯热载体等。 1、夹套管型式 夹套管的型式有内
5、管焊缝隐蔽型与外露型两类。 内管焊缝隐蔽型的内管焊缝均被外管所包覆；而内管焊缝外露型则将内管的焊缝暴露在外。一般工艺夹套管多采用内管焊缝外露型。 2、夹套管分类 夹套管按内管、外管进行分类，夹套管的类别不同，其制作、安装要求也不同。 （二）夹套管制作 夹套管的加工，应符合设计文件的规定。一般夹套管的制作程序如下： 1、管子、管道附件、阀门及弹簧支吊架检验 2、内管预制 3、定位板设置 （1）定位板尺寸 （2）定位板的安装。定位板的安装应不影响介质的流动和不妨碍内管与外管的胀缩。 4、外管预制 （三）夹套管安装 掌握 12 项具体的安装规定 1.1 空气与压缩空气 在地球引力作用下，大量气体聚集
6、在地球周围，形成数千公里的大气层。气体密度随离地面高度的增加而变得愈来愈稀薄。探空火箭在 3000 公里高空仍发现有稀薄大气，有人认 为，大气层的上界可能延伸到离地面 6400 公里左右。地表大气平均压力为 1 个大气压，相当于每平方厘米地球表面包围 1034g 空气。地球总表面积为 510100934 平方公里，所以 大气总质量约为 5.21015 吨，差不多占地球总质量的百万分之一，大气随高度的增加而逐渐稀薄，50%的质量集中在 30km 以下的范围内。高度 100km 以上的空气质量仅是整个 大气圈质量的百万分之一。 地面的大气是多种气体的混合物，其中：氮 78%、氧 21%、氩 0.9
7、3%、二氧化碳 0.03%、氖 0.0018%，此外还有其他惰性气体、臭氧、水气和尘埃等。 由于环境污染，目前空气还含有二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等有毒气体。 干空气的分子量为 28.96，在 0、760mmHg 柱时的密度为 1.293g/m3。 空气经过机械压缩以后就成了压缩空气，用作生产压缩空气的设备通常称为空气压缩机。人类很早就懂得使用压缩空气，现在压缩空气已是人类生产、生活中一种不可缺少的动 力。随着现代工业的不断发展，对压缩空气质量的要求也越来越高，而且呈多样化。 现代产业对压缩空气的要求可分为以下几个方面： 1）压力、流量的要求：任何需要压缩空气的场合对压缩空气的压力和流量都是
8、有要求的。目前最普遍的压力值在 0.7MPa（g）左右。在一些特殊场合如玻璃行业，对压缩空气的 压力要求可能为 0.2-0.4 MPa（g）左右；在某些军工企业，对压缩空气压力要求可能在几十 MPa。市场上有各种各样的空气压缩机可以来满足这些要求。 2）干燥度（即含水量或露点温度）的要求：不同的工艺对压缩空气露点温度要求也不同，如用作仪表方面的压缩空气压力露点一般要求在-40以下，而在半导体芯片厂对压缩 空气的压力露点可能要求在-70，但在多数场合，对压缩空气的露点温度要求在 0以上就已足够。压缩空气的露点要求通常由干燥机来实现。 3）清洁度的要求（相对比较复杂，包括：固体物、油雾、微生物、有
9、害气体等）：由压缩空气过滤器来解决。 1.2 压力、流量与温度 压力、流量与温度是压缩空气的三个基本指标。 由于地球引力的作用，地球表面的大气层对地球表面或表面物体所造成的压力称为“大气压”。由于地球表面的海拔高度不同，所处不同高度的空气密度不同，所以，处在不同 高度上的物体受到的大气压力的大小也不同。所谓标准大气压力是指在摄氏零度（0）条件下，在纬度 45 度的海平面上，所受到的大气压力（干燥空气），经测量标准大气压 力等于 760mmHg（汞）/cm2，即每平方厘米承受 760mmHg 的压力，我们可以换算为 kgf（千克力）： 76cm13.6gf/cm3=1033.6gf/cm21.0
10、336kgf/cm2。 一个标准大气压力相当于每平方厘米承受 1.0336kg，约 1 公斤压力。 压力的法定单位是帕斯卡（Pa）：1Pa=1N/m2（牛顿/平方米）。 工程上常用的是兆帕（MPa）：1MPa=106Pa。也有人习惯用 kgf/cm2（千克力/平方厘米）作压力单位，而且 f 经常省略：1kgf/cm20.098Mpa。 1 个标准大气压力=1.003360.098MPa=0.10108MPa0.1Mpa。 国外也有用巴(bar)和 psi 作为压缩空气压力单位的，这些单位与 MPa 的关系如下： 1bar=0.1MPa 1psi=0.006895Mpa 气体在容器内的压力，在实
11、际应用中有两种不同的表示方法，一种是直接表示气体施于器壁上的压力大小的实际数值，叫做绝对压力，用符号“P(a)”表示；另一种是用压力表 测量压力值时的显示值，叫做表压力，用符号“P(g)”表示。当绝对压力高于当地大气压时，压力表所指示的数值为正值，这时： P(a) = B + P(g) （B当地大气压力） 压缩空气的流量用 Nm3/min 或用 Nm3/h 来表示，通常表示空气在“空气压缩机吸气状态”下的容积流量。国家标准 GB3853 对一般容积式空气压缩机的吸气状态规定为：空气温度 t=20，绝对压力 P=0.1MPa，相对湿度 =0（标准状态）。空压机厂家对其产品宣传资料中空压机的排气量
12、是基于什么吸气状态下一般都没有表明。 为了与空压机配套，压缩空气干燥机和过滤器等后处理设备的处理能力都是以空气标准状态下的流量来标注的，单位中的 N 就是表示标准状态，不过 N 常常被省略。 在国外，一些国家习惯用 cfm（每分钟立方英尺）表示压缩空气的流量，cfm 与 m3/min 的换算关系是： 1m3/min=35.315cfm 按照某空压机制造商提供的经验数据，一台排气压力为 0.7MPa 的空压机，每马力（空压机之电动机的功率，1 马力=0.75 千瓦）可生产 0.1416m3 的压缩空气，也就是生产 1m3、0.7MPa 的压缩空气需要 5.3kw 的电能。 在压缩空气系统中存在压
13、力降，每 0.007MPa 的压力降，需要损耗 0.7%的功率。 温度反映了物质分子热运动状况，温度单位有“绝对温度”、“摄氏温度”和“华氏温度”三种。 绝对温度：以气体分子停止运动时的最低极限温度为起点的温度，以 T 表示，单位为“开（开尔文）”，单位符号为 K。 摄氏温度：以冰的融点为起点的温度，单位为“摄氏度”，单位符号为。 华氏温度：一些欧美的习惯用法，单位符号为 F。 这三种温度单位之间的换算关系： T（K）t（）273.16 t（F）= 1.8t() 32 1.3 固体杂质 现在我们周围的空气中含有大量的悬浮物，我国的环境质量空气标准把悬浮物作为衡量空气质量的一项重要指标。该标准把
14、当量直径100m 的所有悬浮物称为“总悬浮物” ，把当量直径10m 的悬浮物称为“可吸入颗粒物”。 空气中的悬浮物种类多样，但可按照粒子的大小来细分。在流动的空气中悬浮物不容易沉降，在静止的空气中能缓慢沉降。悬浮物的来源很多，如： 烟煤燃烧时排出的烟尘、汽车排出的尾气、建筑工地、工厂等等都可产生悬浮物。 人的肉眼能看见的最小的物体为 30-40m，人的头发直径为 100m 左右，而空气中的绝大部分悬浮物人是看不到的。对空气中的悬浮物我们在过滤器中还有描述。 1.4 水 1.4.1 与水有关的概念 自然界几乎没有绝对干燥的空气。在雾天，空气中的气体水凝结成了水雾，并形成了气溶胶。 由于空气中水的
15、存在，因此压缩空气中必然也有水。 衡量空气含水量的单位有：水蒸气分压力、绝对湿度、相对湿度、含湿量、露点温度等，下面我们作一一说明： 湿空气是水蒸气与干空气的混合物，在一定体积的湿空气里水蒸气所占的份量（以重量计）通常比干空气要少得多，但按“气体定律”它占有与干空气相同的体积，也具有相同 的温度。湿空气所具有的压力是各组成气体（即干空气与湿空气）分压力的和。湿空气中水蒸气所具有的压力，称为水蒸气分压，记作 Pw（注），其值可反映湿空气中水蒸气含 量，饱和空气中水蒸气分压力叫饱和水蒸气分压，记作 Pws。其他表示水在压缩空气中含量的参数都是由水蒸气分压计算而得的。 注：符号 Pw 中的 w 指水
16、（water），Pws 中的 S 指饱和状态（saturation），下同。 表示空气干湿程度的物理量叫“湿度”。常用的湿度表示方法有“绝对湿度”、“相对湿度”和“含湿量”三种。 绝对湿度是指空气中的水蒸气质量与体积的比率，通常用 X 表示，单位为 kg/m3 或 g/m3。我们可用气体状态方程计算： F1.4.1 式中：mw水蒸气质量 kg V湿空气体积 m3 Pw水蒸气压力 Pa Rw水蒸气气体常数（426.05J/kg K） T绝对温度 K 绝对湿度只表明单位体积湿空气中含有多少水蒸气，不能表示湿空气的饱和程度。从式 1.4.1 中可以看出，绝对湿度就是湿空气中水蒸气的密度。 饱和空气的
17、绝对湿度（水蒸气密度）是有极限的。在气动压力（2MPa）范围内，可认为饱和空气中水蒸气的密度只取决于温度的高低而和空气压力大小无关，温度越高，饱和水 蒸气的密度越大（这是因为压缩空气中水蒸气分压的大小取决于温度，而绝对湿度是通过水蒸气分压计算而得）。 相对湿度是空气的绝对湿度与相同压力、温度下的饱和绝对湿度之比值。通常用 表示，单位为%。 F1.4.2 相对湿度 值在 0100之间。在一定压力和温度下： 值越小，空气越干燥，吸水能力越强。 值越大，空气越潮湿；吸水能力越弱。我们容易得到相对湿度为 100%的空气， 不可能得到相对湿度为 0%的空气。 “含湿量”可分为“质量含湿量”和“容积含湿量
18、”两种。1kg 干空气含有水蒸气的重量叫做“质量含湿量”，常用 dm 来表示，单位为 g/kg（干空气）或 kg/kg（干空气），我 们可通过水蒸气分压计算而得： kg/kg(干空气) F1.4.3 1m3 干空气中所含有的水蒸气重量叫做“容积含湿量”，可用 dv 表示，单位为 g/m3 或 kg/m3(干空气)。 kg/m3（干空气） F1.4.4 从式 F1.4.3 可以看出，质量含湿量 dm 几乎同水蒸气分压力 Pw 成正比，而同空气总压力 P 成反比。dm 确切反映了空气中含有的水蒸气量的多少。由于在某一地区，大气压力基 本上是定值，所以空气含湿量仅同水蒸气分压力 Pw 有关。 质量含
19、湿量常用在压缩空气干燥机的设计计算中，而容积含湿量常用在销售工作中。两者的关系如式 1.4.4 所示。按 ISO8573.1-2001 的规定，压缩空气的标准状态为： 表 1-1 标准工况 空气温度 20 空气压力 1bar 绝对压力 水蒸气分压 0 *1bar=0.1MPa 因此按 F4.3 计算所得的质量含湿量，再按 F4.4 乘上标准状态下的空气密度：1.205kg/m3 即得压缩空气的容积含湿量，单位为：kg/m3（标准工况）。 第 3 章中列出了 0.101325MPa（a）压力下不同温度空气中饱和含水量。 一定压力下，未饱和空气在保持水蒸气分压不变（即保持绝对含水量不变）情况下降低
20、温度，使之达到饱和状态时的温度叫“露点温度”。温度降至露点温度时，湿空气中便有 凝结水滴析出（称为“结露”），此时空气的相对湿度为 100%。空气压力为 1 个大气压时称为“大气露点”（也称“常压露点”，按照 ISO8573.1 2.10.1 规定大气露点不应用 在压缩空气的干燥方面），压缩空气的露点温度称为此压力下的“压力露点”。湿空气的露点温度与湿空气中水分含量的多少有关。因此压力露点温度是所有压缩空气干燥机的 一个关键性能指标。 我们周围空气中的水分含量与环境温度和相对湿度有关，环境温度决定了饱和水蒸气分压的大小，相对湿度表明了空气的饱和程度。每个地区一年四季空气中的含水量不同地区 也不
21、一样。具体参见表 1-2。 表 1-2 我国主要城市空气湿度参数 大气压力 （kPa） 室外温度() 地名 冬季 夏季 冬季 夏季 夏季含量 (g/kg 干) 冬季含水量 (g/kg 干) 拉萨 65.00 65.23 -8.00 22.80 5.90 0.5250 乌鲁木齐 91.99 90.67 -27.00 34.10 6.90 0.2576 西宁 77.51 77.35 -15.00 25.90 7.80 0.4939 兰州 85.14 84.31 -13.00 30.50 10.60 0.7175 呼和浩特 90.09 88.94 -22.00 29.90 11.60 0.2962
22、昆明 81.15 80.80 1.00 25.80 12.10 2.7982 银川 89.57 88.35 -18.00 30.60 13.20 0.4507 太原 93.29 91.92 -15.00 31.20 14.70 0.5248 贵阳 89.75 88.79 -3.00 30.00 14.70 2.3189 哈尔滨 100.15 98.51 -29.00 30.30 15.30 0.1746 西安 97.87 95.92 -8.00 35.20 15.30 1.2569 长春 99.40 97.79 -26.00 30.50 16.50 0.2421 石家庄 101.69 99.5
23、6 -11.00 35.10 18.10 0.7701 沈阳 102.08 100.07 -22.00 31.40 18.10 0.3386 济南 102.02 99.85 -10.00 34.80 18.70 0.8748 北京 102.04 99.86 -12.00 33.20 19.00 0.6093 重庆 99.12 97.32 2.00 36.50 19.20 3.5957 郑州 101.28 99.17 -7.00 35.60 20.20 1.2654 长沙 101.99 99.94 -3.00 35.80 20.20 2.4081 成都 96.32 94.77 1.00 31.6
24、0 20.20 3.2920 南宁 101.14 99.60 5.00 34.20 20.40 4.1063 天津 102.66 100.48 -11.00 33.40 20.50 0.7849 福州 101.26 99.64 -4.00 35.20 21.10 2.0209 南昌 101.88 99.91 -3.00 35.60 21.10 2.2000 广州 101.95 100.45 5.00 33.50 21.10 3.8325 合肥 102.23 100.09 -7.00 35.00 21.20 1.5818 南京 102.52 100.40 -6.00 35.00 21.30 1.
25、6520 武汉 102.33 100.17 -5.00 35.20 21.30 1.9053 海口 101.60 100.24 10.00 34.50 21.30 6.5731 杭州 102.09 100.05 -4.00 35.70 21.60 2.1029 上海 102.51 100.53 -4.00 34.00 21.70 2.0483 1.4.2 大气露点与压力露点的换算 在实际工作中，常常会碰到压力露点与常压露点的换算，压力露点与常压露点之间的对应关系与“压缩比”(注)有关，一般用图或表来表示。在“压力露点”相同情况下，“压 缩比”越大，所对应的常压露点越低。例如：0.7Mpa（g）
26、的压缩空气压力露点为 2时，相当于常压露点为-21.5。当压力提高到 1.0Mpa（g）时，同样压力露点为 2时，对 应的常压露点降到-25。 1.4.3 露点温度的测量 压缩空气露点温度用露点仪测量，测量压缩空气露点的仪器常用的有以下两种： 1）镜面露点仪，其原理是采用制冷方式冷却被测气体至一定温度，其中的水蒸气就可结露在镜面上，采用光学等原理测量出结露时的温度。该方法从原理上讲只要有足够的制冷 措施，就能测量任意露点温度。但是这种方法的问题在于：a) 对被测气体要求很高，任何杂质和污染都会导致测量误差，b) 由于采用制冷方式，工作原理相对复杂，而且每测 量一次需要一定的时间。因此通常此类露
27、点仪不用在在线检测和现场测试，而常在实验室内等使用。 2）电容/电阻露点仪。这类露点仪具有体积小、携带方便、测量范围大的优点，其传感器通常是氧化铝传感器，最低可测到-100的露点温度（如本公司的 MD-10PP 型露点仪的 测量范围是 0-80） ，这类露点仪的缺点是一般只能测常压露点温度，露点传感器会产生负偏移，因此需要每年送计量部门鉴定。 露点仪制造商比较有名气的有：英国的 MISHELL 公司、SHAW 公司、芬兰 Vaisala 公司等。 1.5 压缩空气的质量标准 现代产业使用压缩空气时都有一整套设备、设施，我们把由生产、处理和储存压缩空气的设备所组成的系统称为气源系统。典型的气源系
28、统由下列几部分组成：空气压缩机、后 部冷却器、缓冲罐、过滤器（包括油水分离器、预过滤器、除油过滤器、除臭过滤器、灭菌过滤器等等）、干燥机（冷冻式或吸附式）、稳压储气罐、自动排水排污器及输气管 道、管路阀件、仪表等。上述设备根据工艺流程的不同需要，组成完整的气源系统。 空压机排出的压缩空气是不干净的，除了含有水（包括水蒸气、凝结水）和悬浮物外，还有油（包括油雾、油蒸气）。这些污染物对提高生产效率、降低运行成本、提高产品质 量是不利的，因此就需要进行干燥净化处理。为了统一标准，国际标准组织（ISO）所属压缩机、气动机械及工具委员会（TC118）在 1986 年提出了关于压缩空气干燥净化设备和 压缩
29、空气品质的国际标准，其中压缩空气质量等级标准 ISO8573.1 把压缩空气中的污染物分为固体杂质、水和油三种（我国等同采用了 ISO8573 即国家标准 GB/T1327791一 般用压缩空气质量等级），具体如表 1-3。 表 1-3 ISO8573.1-1 质量等级 固体颗粒最大直径（m） 水压力露点C 0.7MPa g 油(包括蒸气)mg/m 3 1 0.1 -70 0.01 2 1 -40 0.1 3 5 -20 1.0 4 15 +3 5 5 40 +7 25 6 - +10 - 除了上述标准外其他标准名称如下： ISO7183 压缩空气干燥器 规范与试验 ISO8573-1 一般用
30、压缩空气 第一部分：污染物和质量等级 ISO8573-2 一般用压缩空气 第二部分：悬浮油粒的测试方法 ISO8573-3 一般用压缩空气 第三部分：湿度测量 ISO8573-4 一般用压缩空气 第四部分：固体粒子的测量 ISO8573-5 一般用压缩空气 第五部分：油蒸汽的测量 ISO8573-6 一般用压缩空气 第六部分：气体污染物的测量 ISO8573-7 一般用压缩空气 第七部分：微生物的测量 ISO 标准组织已着手对 ISO8573.1 进行修改，其主要变化表现在对固体颗粒的要求上。新标准对固体颗粒的数量进行了规定，这一变化是结合了纤维过滤器的实际性能，而且比 较容易检测。具体内容见
31、 ISO8573.1-2001。 表 1-4 ISO8573.1 : 2001 SOLID PARTICLES maximum number of particles per m3QUALITY CLASS 0.1-0.5 micron 0.5-1.0 micron 1.0-5.0 micron WATER Pressure Dewpoint C (ppm. vol.) at 7 bar g OIL (Including vapour) mg/m3 1 100 1 0 -70 (0.3) 0.01 2 100,000 1,000 10 -40 (16) 0.1 3 - 10,000 500 -
32、20 (128) 1.0 4 - - 1,000 +3 (940) 5 5 - - 20,000 +7 (1240) - 6 - - - +10 (1500) - 2.1.1 前言 在压缩空气的用途越来越广泛的情况下，对压缩空气的品质要求也越来越高。为此 ISO（国际标准组织）也制定了关于压缩空气质量的标准ISO8573，并在 2001 年进行了修 订（具体内容见 ISO8573-2001 简介）。 压缩空气中的污染物比较广泛，有固体颗粒、水分、油，也有微生物和有害气体。为了使压缩空气的品质达到不同的要求，人们开发了多种专用设备，通常被分为干燥设备和净 化设备两大类。我们用干燥设备去除压缩空气
33、中的水分，用过滤净化设备去除压缩空气中的其他污染物。 2.1.2 压缩空气的干燥、净化原理简述 在本行业，压缩空气的干燥通常指去除空气中水分的过程，而压缩空气的净化常指去除压缩空气中除水以外的其他污染物。 压缩空气干燥的工作原理虽不尽相同，但是均以分离出压缩空气中的气体水为目的。常用的干燥原理分为吸附和冷冻两种。吸附干燥采用气相或液相分子吸附在固体（即吸附剂） 表面的方法来分离出压缩空气中的水分，而冷冻干燥通过制冷循环冷却压缩空气以分离出气体水。相应地压缩空气干燥设备也分为吸附式干燥器和冷冻式干燥机两种基本类型。 压缩空气净化的工作原理虽然随其净化机理的不同而不同，但基本以过滤的形式去除压缩空
34、气中存在的游离状态的灰尘、微粒、以及气溶胶状态的烟和雾。对于气态状的污染物， 如有害气体，常用化学过滤的方式净化。 压缩空气过滤器按过滤机理的不同可分为： 表面（surface）过滤器：如滤芯为过滤纸或过滤布的过滤器；因为滤材的空隙直径较大，此类过滤器过滤效率不稳定，可以再生。典型的有布袋除尘器。 深层（depth）过滤器：如纤维过滤器，过滤器效率高，不可再生。如 domnick hunter 公司的 OIL-XPLUS 的压缩空气过滤器。 压缩空气中常用的过滤器按过滤材质的不同可分为： 纤维（fibre）过滤器 微孔（pore）过滤器：如膜过滤器，此类过滤器通常为绝对过滤器，常用在过滤器微生
35、物上。 粒子过滤器：如活性炭过滤器，其滤芯由活性炭颗粒组成。 2.1.3 干燥净化设备的分类 由于压缩空气中不可避免地含有固体、液体、气体等杂质，而且各有其特性，无法用单纯的某一种设备就能达到目的，因此压缩空气干燥净化就成为一个系统，一个完整的压缩 空气干燥净化系统包括：1）气液分离器；2）过滤器；3）干燥设备等设施。 (1) 气水分离器 气液分离器的作用是对压缩空气进行预处理，把压缩空气中的凝结液尽可能 100%地分离。气液分离器常安装在压缩空气系统的前部。 根据气液分离的机理，常有旋风分离器、百叶窗式分离器、涡旋式分离器等几种。 (2) 过滤器 过滤器在压缩空气干燥净化系统中具有关键作用。
36、采用不同的过滤器可去除压缩空气中的油（包括液体、气体）、固体杂质、微生物、有害气体等污染物。 在压缩空气干燥净化系统中，过滤器到处存在。 在工业生产中，压缩空气系统使用的过滤器常按其用途分为：除油过滤器、除尘过滤器、除菌过滤器及专用过滤器等几类。 除油过滤器是应用最广泛的过滤器，其主要作用是去除压缩空气中的油雾（胶体）。如英国 domnick hunter 公司的 OIL-X 系列过滤器。这一类过滤器也称凝聚式过滤器 (Coalescing filter），按其过滤精度（能有效拦截的最大颗粒直径）可分为： 1）初/粗过滤器：过滤精度小于等于 25m； 2）精过滤器：过滤精度小于等于 1m；残余
37、油含量为 1.0PPm； 3）高精过滤器：过滤精度小于等于 0.1m，残余油含量为 0.1ppm； 4）超级过滤器：过滤精度小于等于 0.01m，与活性炭过滤器串联使用残油含量0.03ppm。 需要指出的是此类过滤器的性能指标中，残余油份指液体油，并不包括气体油。 除尘过滤器，严格的说，除尘过滤器与除油过滤器是同一类型，其区别在于除尘过滤器常用在吸附干燥器的出口处（具体参见有关资料）。 除菌过滤器，是一种卫生级过滤器，主要去除压缩空气中的微生物，需要指出的是除菌过滤器前必须先经过除油过滤器处理。 专用过滤器，最典型的专用过滤器是活性炭过滤器，可把压缩空气中的某些有害气体和异味过滤掉，属于化学过
38、滤器。 (3) 干燥设备 干燥设备是去除水分的设备，常用的有以下几种： 1）吸附干燥设备 2）冷冻干燥设备 3）冷冻和吸附组合的干燥设备 4）其他干燥设备，如膜干燥、化学吸收干燥等。 前三种我们将在以后的章节中讨论。膜干燥设备的特点是消耗电能，由于膜原料的限制，目前无法制造出较大处理量的干燥器（最大的也就是 1m3/min 左右），另膜干燥器的气 损较大，一般会在 15%以上。 2.1.4 压缩空气干燥净化工艺选择原则 压缩空气干燥净化工艺因供气气源、用户使用特点、干燥装置的形式、净化方法及其设备配置方式的不同而有较大的差异，其中干燥装置、净化单体的选用和设置、输送管道的 设计，将直接影响到干
39、燥净化效果和压缩空气的供气质量。 因此，压缩空气干燥净化工艺应根据所使用的气源参数压力、温度、湿度及杂质的组成、含量等，需处理的空气量以及用户对压缩空气的要求允许的阻力损失、露点、 过滤精度、残余油分等，经技术经济综合比较后进行确定，选用适宜的干燥净化工艺及其设备，以达到技术可靠，经济合理的目的。 2.1.4.1 压缩空气干燥工艺 如 2.1.3 节所述，压缩空气干燥工艺分为两大类：吸附干燥和冷冻干燥。 空气的吸附干燥属固气两相传质过程，其过程由吸附和再生两个阶段组成，而其中吸附剂的再生是实现空气干燥的一个很重要的方面，干燥设备所选用的吸附剂及其再生工艺方 法及效果，直接影响所处理空气的露点、
40、装置运行的单位能耗和供气持续性，所以结合所采 用的压缩空气供给系统，选用合理的干燥工艺，再生方法及其运行参数，是确定干燥 装置的首要条件。 压缩空气吸附干燥设备分为变温吸附和变压吸附两类。它们的特点如下： 变温吸附装置对空气的处理量及压力等参数适应范围宽，运行周期长，操作简单。因变温吸附装置再 生是利用加热方式实现，所以设备材质、干燥塔密封及阀门应具有相应耐温 能力和温度变化 的要求，再生后空气一般放空。 变压吸附装置采用短周期运行方式，与变温吸附装置相比，具有干燥剂用量少，吸附单体尺寸小，设备紧凑、简单、占地面积小的特点。由于压力周期性变化，设备材质、吸附 剂性能应满足强度的要求。 关于吸附
41、干燥装置的详细内容见“吸附式压缩空气干燥器”。 空气的冷冻干燥是利用被压缩的湿空气受冷媒（低温水或制冷剂）间接冷却，其中水汽冷凝并 经气液分离器除去析出的冷凝水以达到空气干燥的目的。为实现空气过程的连续性 及经济性， 一般制冷剂蒸发温度限制在 0以上，防止系统因冷凝水结冰引起堵塞而引起中止运行，因此采用冷冻干燥工艺的压缩空气之干燥深度不宜太深，其压力下的露点下 限通常控制在+2以上。 冷冻干燥工艺对待处理空气的含湿量无限制，对处理高含湿量、大流量的压缩空气其优越性较为显著。 在待处理空气含湿量高，且对处理后空气的含湿量要求严格的场合，常采用冷冻干燥与吸附干燥组合的干燥系统，前者为后者的前级处理
42、，这样相应减轻吸附干燥的负荷及容量， 并确保所需要的干燥深度，具有较好的效果。在这一类设备中，本公司制造的 RSC 型组合式低露点压缩空气干燥机唯一通过省级鉴定的设备。 2.1.4.2 压缩空气干燥工艺的选择原则 选择压缩空气的干燥工艺，往往需要和顾客的实际情况结合，以下只是建议，供参考： （1）对空气压力露点要求大于等于 2的系统，通常采用冷冻干燥工艺，反之，则采用吸附干燥工艺； （2）对空气处理量大，且含湿量高的系统，结合用户要求，进行能耗、设备一次费用等技术经济比较后确定是采用冷冻干燥工艺，还是采用吸附干燥工艺或冷冻、吸附干燥组合 工艺。 （3）对无热再生及有热再生吸附干燥，选择时应考虑
43、空气系统供需平衡情况、气源压力、干燥前后的含湿量等参数及用户的要求。 （4）无热再生吸附干燥工艺运行压力不宜低于 0.5MPa，当压力过低时会导致再生气量增大，从而增加电耗和运行费用，不经济。当干燥空气露点低于-60时，宜采用冷冻干燥 与吸附干燥有机组合的工艺，以减少能量消耗且运行管理方便。 （5）当采用无热再生吸附干燥工艺时，待处理压缩空气进入吸附塔前应是无油和液体水的，因此，须在进入吸附干燥装置前采取有效的除油措施。 2.1.4.3 压缩空气净化工艺及选择 压缩空气含有多种杂质，而主要杂质是固体尘粒及油雾，呈气溶胶状态，杂质的含量和 形式随选用的压缩机润滑方式及干燥工艺的不同而不尽相同，压
44、缩空气净化就是根据用户 要 求去除这些杂质。 对过滤精度要求高的净化系统，应根据具体要求设置多级过滤器，过滤精度逐级提高，以便在满足用户所需要的过滤效率和精度的同时保持并延长精过滤器使用周期和寿命。为 避免过滤元件本身产生的尘埃、内外渗漏而引起系统的二次污染，应选择合适材质和结构的过 滤器，并按供气系统及用户的要求合理选用参数，如过滤精度、阻损、工作压力、 工作温度、过滤效率等，不恰当地选用过滤精度过高的过滤器，不仅增加投入费用，而且运行时 增加系统气流阻力，影响过滤器运行周期和使用寿命。 对于压缩空气要求洁净无菌，防止微粒及易产生气味的微生物进入工艺系统，必须设置 可靠的干燥净化设备，为严格
45、清除可能发生的气味及毒性，须增加活性炭吸附净化过滤器， 以满足工艺要求，且过滤器滤芯所选用的材质本身应具有抑制细菌繁殖的特性，避免过滤元 件在使用过程中成为系统的污染源。 2.1.5 干燥净化设备的布置 2.1.5.1 布置原则 压缩空气干燥净化设备的布置原则应遵循压缩空气站设计规范、工业企业设计卫生标准的相关规定，同时应符合设备制造厂的使用说明书的相关要求，设备布置的 通用要求一般如下，供参考： a) 干燥净化设备之间净距一般不小于 1.5m，设备与内墙净距不小于 0.8m，如尚不能满足设备零部件抽出、检修所需操作距离时，则净距一般不小于被抽出零部件长度附加 0.5m； b) 设备布置应便于
46、操作管理，当双排布置，两排设备间的净距一般为 2m； c)对集中的或处理量大的净化设备原则上按上述要求布置，但对分散或小型净化单体则按现场条件，以满足操作维修的要求进行设置为宜。 2.1.5.2 布置形式 在压缩空气系统中干燥净化设备布置的合理与否，是保证压缩空气品质的关键因素之一。 根据工业生产干燥、净化压缩空气供给系统特点和实际情况，干燥、净化设备的布置形式分述如下： a) 干燥设备 对于向数个车间供应干燥空气，且用户耗气量大，为运行管理方便，直采用空压站内集中设置。 对于使用压缩空气品质既有一般的又有干燥净化的要求，而其中干燥净化的压缩空气仅为部分或个别设备使用，宜采用车间管道入口处集中
47、布置，这样可以减少室外输配管 的投资。 对干燥空气使用点不多或工艺设备用气干燥度有特殊要求的场合，为确保工艺设备的运行和产品质量，宜采用分散设置，将干燥设备布置于工艺设备体附近。 干燥净化设备的二级设置。其方式属集中及分散设置的综合形式，主要用于对压缩空气干燥度参数有两种或两种以上的用户。 b) 净化设备 净化过滤的设置和布置要求如下： 当仪表、测量、控制系统使用有净化要求的压缩空气时，应设置过滤器，过滤精度一般小于等于 1m。 在吸附型干燥器之后设过滤器。 对系统有分级过滤要求的场合，应设置多级过滤器。 用于工艺设备保护及产品对空气杂质有严格要求的场合，应在工艺设备使用点处设置相应过滤精度的
48、终端过滤器。 净化过滤设备布置也分为集中、使用车间、分散、及多级串联等四种形式。 3.1 0.101325MPa（a）压力下饱和湿空气含水量（供参考） 空气温度 oC 饱和水蒸气分压 MPa 含水量 g/kg 干空气 -100 1.403E-09 0.0000087 -90 9.672E-09 0.000060 空气温度 oC 饱和水蒸气分压 MPa 含水量 g/kg 干空气 12 0.001403 8.851 13 0.001498 9.459 -80 5.473E-08 0.00034 -70 2.615E-07 0.002 -60 1.080E-06 0.007 -50 3.935E-0
49、6 0.024 -40 0.0000128 0.080 -35 0.0000223 0.139 -30 0.0000380 0.236 -29 0.0000421 0.262 -28 0.0000467 0.291 -27 0.0000517 0.322 -26 0.0000572 0.356 -25 0.0000632 0.394 -24 0.0000699 0.435 -23 0.0000771 0.480 -22 0.0000850 0.529 -21 0.0000937 0.583 -20 0.0001032 0.643 -19 0.0001135 0.707 -18 0.0001248 0.777 -17 0.0001371 0.854 -16 0.0001506 0.938 -15 0.0001652 1.029 -14 0.0001811 1.128 -13 0.0001984 1.237 -12 0.0002172 1.354 14 0.001599 10.107 15 0.001706 10
