Установка для осушки воздуха
Для осушки воздуха на компрессорной станции методом охлаждения с каждым компрессором монтируется установка осушки сжатого воздуха охлаждением. Для компрессоров К-500-61-5 применяется установка типа 1ОВ-220-2-1, для компрессоров К-250-61-2 - ОВМ-15.
Установки предназначены для осушки сжатого воздуха, используемого для различных пневмосистем, обеспечивающих работу пневмомеханизмов общепромышленного назначения. Установка такого типа размещается либо на самих компрессорных станциях (компоновка показана на рис.5.14), либо несколько установок образуют самостоятельную станцию осушки воздуха. Компоновка станций осушки воздуха показана на рис.5.14, 5.15.
Установки осушки воздуха представляют собой комплекс холодильного оборудования, состоящий из компрессорно-конденсаторного агрегата, теплообменного блока, блока регулирования, электропусковой аппаратуры и ресивера. Принципиальная схема и компоновка оборудования установки осушки воздуха представлены на рис.5.16, 5.17.
Компрессорно-конденсаторный агрегат состоит из компрессора, соединенного с электродвигателем через муфту, смонтированного на корпусе конденсатора. На конденсаторе смонтирован щит приборов (приборы защиты, манометры, приборы управления).
Рис.5.14. План размещения оборудования на станции осушки воздуха:
1-регенеративный теплообменник «воздух-воздух»; 2-кран; 3 - испаритель; 4 - компрессорный агрегат; 5 - конденсатор
Рис.5.16. Компоновка оборудования установки осушки воздуха ОВМ-15 при использовании ее непосредственно в машинном зале компрессорной станции: 1 - испаритель; 2 - регенеративный теплообменник «воздух-воздух»; 3 - конденсатор; 4 - компрессорный агрегат
Теплообменный блок состоит из двух аппаратов: теплообменника «воздух-воздух» и теплообменника «воздух-хладон». Каждый из данных теплообменных аппаратов состоит из трех частей: распределительной камеры (для входящего потока воздуха), теплообменной или трубной части и сепарационной камеры с установленными в ней влагоотбойными устройствами.
Установки работают следующим образом. Воздух после воздухоохладителя поступает через распределительную камеру в трубное пространство регенеративного теплоприемника, где происходит частичная конденсация влаги, которая в сепарационной камере в виде капель удаляется из аппарата через конденсатоотводчик. Далее воздух поступает в воздухоохладитель, где охлаждается за счет кипения холодильного агента, происходит окончательная конденсация паров влаги. В сепарационной камере осуществляется отделение капель влаги и отвод через конденсатоотводчики. Воздух, осушенный до 4-50С, поступает в регенеративный теплообменник, где подогревается, охлаждая прямой поток, и подается потребителю.
Таблица 5.14
Технические характеристики установок осушки сжатого
воздуха охлаждением
| № | Наименование параметра | Единица измерения | Установки | |
| ОВМ-15 | ОВ-220-2-1 | |||
| 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. | Приведенная производительность к начальным условиям Давление воздуха Влажность осушенного воздуха (в знаменателе точка росы) Температура воздуха на входе в установку Температура воздуха на выходе из установки Температура воды, подаваемой для охлаждения конденсатора (не более) Расход охлаждающей воды Установленная мощность | м3/ч кг/см2 г/кг 0С 0С 0С 0С м3/ч кВт | 11000-15000 0,66 +5 | 24000-30000 6-9 0,88 +5 |
При понижении температуры воздуха количество водяных паров в нем резко уменьшается. При сильном охлаждении (вымораживании) воздуха можно полностью удалить из него влагу. Такая глубокая осушка осуществляется при использовании его в воздухоразделительных установках. Воздух или газ при осушке вымораживанием (рис. 5.18) пропускают через систему теплообменников, охлаждаемых обратным потоком (азотом или кислородом, поступающим из установки).
В предварительном теплообменнике АТ1 воздух обратным потоком охлаждается до температуры 275-278 К, в нем конденсируется значительная часть водяных паров. Выделившаяся влага отделяется во влагоотделителе С и удаляется через продувочный вентиль. Далее воздух поступает в аммиачный теплообменник АТ2, в котором охлаждается до температуры 228 К. Аммиачные теплообменники выполняют в виде вертикального кожухотрубного аппарата.
Для непрерывной работы устанавливают два теплообменника. Влага, содержащаяся в воздухе, выпаривается а виде льда на трубках; воздух направляют в один из теплообменников, в то время как другой ставят на оттаивание, которое производится горячими парами аммиака, отбираемыми с нагнетания аммиачного компрессора. Испаряющаяся влага в процессе отогрева удаляется продувкой.
Недостаток метода осушки вымораживанием состоит в следующем. Влага воздуха, прошедшего аммиачный теплообменник, за короткий промежуток времени накапливается в виде льда в основном теплообменнике АТЗ и забивает его. Поэтому приходится через каждые 30-40 суток ставить основной теплообменник на отогрев для удаления влаги. Неудобство системы вымораживателей состоит так же в том, что большое количество переключающей арматуры усложняет конструкцию и обслуживание установки, поэтому этот метод применяется ограниченно.
Существует еще один метод осушки - адсорбционный. Он также в основном применяется в воздухоразделительных установках. Адсорбционный метод осушки воздуха или других газов основан на свойстве ряда пористых твердых тел-адсорбентов - поглощать водяные пары.
Схема блока адсорбционной осушки приведена на рис.5.19. Сжатый в компрессоре КМ воздух проходит влагоотделитель С и поступает в один из попеременно работающих адсорберов АД1 или АД2, где осушается. Затем воздух очищается от пыли адсорбента в фильтре Ф и направляется в блок разделения.
При прохождении воздуха слои адсорбента насыщаются влагой. Слой адсорбента, после которого воздух выходит осушенный, называют высотой работающего слоя. В процессе адсорбции высота рабочего слоя постепенно увеличивается и в какой-то момент времени достигает полной высоты засыпанного слоя в адсорбер адсорбента.
Рис. 5.17. Принципиальная схема осушки воздуха для
общепромышленных целей:
КВ - компрессор воздушный; ВОК - воздухоохладитель концевой; ВВТ - воздуховоздушный теплообменник; И - испаритель; К - конденсатор; КХМ - компрессор холодильной машины
Рис. 5.18. Принципиальная схема осушки воздуха вымораживанием
После насыщения адсорбента парами воды осушаемый поток воздуха направляют в чистый адсорбер. Насыщенный влагой адсорбент ставят на регенерацию для восстановления адсорбционной способности. При регенерации через адсорбер пропускают сухой нагретый в электроподогревателе АТ азот.
Время от начала адсорбции до начала роста концентрации водяного пара в осушенном воздухе называют временем защитного действия. Адсорбировать влагу на одном и том же адсорбенте можно только в пределах времени защитного действия.
Рис. 5.19. Схема адсорбционной осушки:
1- компрессорная машина; 2 - влагомаслоотделитель; 3, 4 - адсорберы; 5 - подогреватель азота; 6 - фильтр
Процесс адсорбции протекает экзотермически. Выделяющаяся теплота адсорбции снижает эффективность осушки. При осушке воздуха высокого давления теплота адсорбции незначительна, так как газ содержит мало влаги, и поэтому теплота в достаточной степени отводится самим осушаемым газом. При осушке воздуха и газов низкого давления, содержащих большое количество водяных паров, выделяется значительно больше теплоты и адсорбент приходиться дополнительно охлаждать.