壓縮空氣乾燥裝置使用類型與選擇條件

壓縮    時間:2014-03-12 02:51:25
壓縮空氣乾燥裝置使用類型與選擇條件簡介
    冷凍式乾燥機的有效供氣量可達到100%,但是,由於受工作原理的制約,冷凍式乾燥機的供氣露點最低只能達到3℃(壓力露點)左右,而且它受進氣溫度的影響很大,……
壓縮空氣乾燥裝置使用類型與選擇條件正文

  

冷凍式乾燥機的有效供氣量可達到100%,但是,由於受工作原理的制約,冷凍式乾燥機的供氣露點最低只能達到3℃(壓力露點)左右,而且它受進氣溫度的影響很大,進氣溫度每升高5℃,製冷效率就要下降30%,供氣露點將顯著升高。同時,冷凍式乾燥機必需耗費一定的電能和冷卻水。

吸附式乾燥裝置主要有:無熱再生乾燥裝置和加熱再生乾燥裝置兩種,它們或要耗氣,或要耗電,綜合算起來,能耗都高於冷凍式乾燥機,它有冷凍式乾燥機不可替代的優點:供氣露點低、穩定。目前常見的吸附式乾燥裝置主要有兩種:無熱再生乾燥裝置和微加熱再生乾燥裝置。

無熱再生乾燥裝置是利用約15%的成品氣對再生塔的吸附劑進行吹掃再生。其優點是:結構簡單,維護方便;缺點是:耗氣量大、能源品位高,有效供氣量小,而且有時露點不夠穩定。

微加熱再生乾燥裝置,需使用電加熱器,將7%的成品氣加熱后,送入再生塔,使吸附劑升溫再生。然後,還要利用7%的成品氣,再將吸附劑冷吹至常溫。它的優點是:工作周期比較長,而且供氣露點穩定;缺點是:耗能仍然偏大,既要耗費7%的壓縮空氣,也要耗費一定的電能。

依照吸附原理,吸附劑吸水后,必須對它施加一定的能量才能使吸附劑解附。如何才能既節省能量,又能保證吸附劑徹底解附,來獲得高品質乾燥壓縮空氣,YR系列餘熱再生乾燥裝置,解決了以上問題。
一、餘熱再生乾燥裝置的工作原理

餘熱再生乾燥裝置的主要工作原理,是利用氣體被壓縮時所產生的熱量,加熱乾燥塔里的吸附劑,使其解附。我們知道無論是活塞壓縮機,還是螺桿式壓縮機,氣體在被壓縮時,都會產生大量的壓縮熱。按常規的空壓站設計規範,壓縮空氣必須冷卻至40℃以下,再送入后級設備進行乾燥處理。這樣,大量的熱能被浪費。而餘熱再生乾燥裝置的創新就是利用了這部分能量。

在YR餘熱再生乾燥裝置流程里,高溫的壓縮空氣首先進入乾燥裝置的再生塔里,使吸附劑升溫解附,然後再通過乾燥裝置的后冷卻器降至常溫,最後再進入吸附塔進行乾燥。當再生塔的吸附劑升至一定溫度時,停止加熱,利用平均2%~3%的成品氣進行冷吹至常溫。由於在吸附塔再生過程中,利用了空氣壓縮時產生的熱能,因而乾燥裝置幾乎不消耗其它能量,大大減少了乾燥裝置的運行費用。可以說,YR系列餘熱再生乾燥裝置是真正意義上的節能產品。

山西華澤鋁電公司使用的4台200m3/min離心式無油壓縮機,離心式空氣壓縮機產出的壓縮空氣是無油的,其後不需要安裝除油過濾器。離心式空氣壓縮機佔地面積較小,噪音不大,工作環境較好。從工況條件來說,選用餘熱再生乾燥裝置是非常合適的。

下面,將公司的實際情況,分別按冷凍式乾燥機、微加熱再生乾燥裝置、YR餘熱再生乾燥裝置、無耗氣餘熱再生乾燥裝置作一次投資和運行費用的粗略比較。

二、設計條件

1、計算條件:200m3/min無油壓縮機,每台功率為1100KW;壓縮機末級冷卻水量:40t/h;一年365個工作日,每天24小時連續運行;電價按0.22元/度計(自備電站)。

2、供氣指標:壓力露點:5℃,流量Q1=480m3/min;壓力露點:-20℃,流量Q2=80m3/min

三、投資及運行費用比較

1、方案一4台160m3/min冷凍式乾燥機,3開1備;2台80m3/min微加熱再生乾燥裝置,1開1備。

160m3/min冷凍式乾燥機,冷媒壓縮機功率:26.75KW,冷卻水量:40t/h;80m3/min微加熱再生乾燥裝置電加熱器功率:36KW,再生耗氣量:7%。
(1)工藝流程簡圖(2)一次投資單價:160m3/min冷凍式乾燥機

30萬/台80m3/min微加熱再生乾燥裝置

15萬/台空壓機去掉末級冷卻器減少0.8萬美元(4台摺合人民幣26.5萬元)。合計:30×4+15×2+26.5=176.5萬(3)運行費用①冷凍式乾燥機乾燥裝置:冷媒壓縮機耗電量:

3×26.75×24×365=702990度/年全年的電費開支為:

702990×0.22=154658元/年冷卻水量:

3×40=120t/h供氣露點:5℃(壓力露點)②微加熱再生乾燥裝置:再生耗氣量折算為耗電量:80/200×1100×24×365×7%=269808度/年電加熱器耗電量:

36×24×365=315360度/年全年的電費開支為:

(269808+315360)×0.22=128737元/年供氣露點:≤-20℃(壓力露點)③運行總費用:154658+128737=283395元/年註:該方案需增加冷卻水耗量120t/h2、方案二5台150m3/minYR餘熱再生乾燥裝置,4開1備150m3/minYR餘熱再生乾燥裝置:再生耗氣量:2.5%,冷卻水量:40t/h(1)工藝流程簡圖(2)一次投資單價:150m3/min餘熱再生乾燥裝置44萬/台合計:44×5=220萬(3)運行費用再生耗氣量折算耗電量:3×(1100×2.5%)×24×365=722700度全年的電費開支為:

722700×0.22=158994元/年冷卻水量:

4×40=160t/h供氣露點:≤-20℃(壓力露點)3、方案三4台200m3/minYR餘熱再生乾燥裝置,3開1備200m3/minYR餘熱再生乾燥裝置:再生耗氣量:2.5%,冷卻水量:53t/h(1)工藝流程簡圖

(2)一次投資單價:200m3/min餘熱再生乾燥裝置50萬/台合計:50×4=200萬(3)運行費用再生耗氣量折算耗電量:3×(1100×2.5%)×24×365=722700度全年的電費開支為:

722700×0.22=158994元/年冷卻水量:

3×53=159t/h供氣露點:≤-20℃(壓力露點)4、方案四4台160m3/min無耗氣餘熱再生乾燥裝置,3開1備;2台80m3/minYR餘熱再生乾燥裝置,1開1備。

160m3/min無耗氣餘熱再生乾燥裝置,冷卻水量:50t/h;80m3/minYR餘熱再生乾燥裝置,再生耗氣量:2.5%,冷卻水量:20t/h。(1)工藝流程簡圖(2)一次投資單價:160m3/min無耗氣餘熱再生乾燥裝置

45萬/台80m3/minYR餘熱再生乾燥裝置

23萬/台合計:45×4+23×2=226萬(3)運行費用再生耗氣量折算耗電量:80/200×(1100×2.5%)×24×365=96360度全年的電費開支為:

96360×0.22=21199元/年冷卻水量:

3×50+20=170t/h供氣露點:≤-20℃(壓力露點)80m3/min≤-10℃(壓力露點)480m3/min

四、四種方案綜合比較

註:冷卻水費用按0.158元/噸計算,未考慮循環冷卻水設備投資及運行費用的減少。

使用餘熱再生乾燥裝置,不用壓縮機末級冷卻器,壓縮機末級冷卻用水轉移到餘熱再生乾燥裝置使用,相當於餘熱再生乾燥裝置不耗冷卻水。因乾燥劑再生時吸收了壓縮機排氣的大量熱量,在經過乾燥裝置本身的冷卻器時,氣體溫度已大大降低,所以餘熱再生乾燥裝置冷卻水用量小於壓縮機末級冷卻用水量,可降低冷卻水耗量。在相同的工作條件下,使用餘熱再生乾燥裝置的運行費用較少。長期使用餘熱再生乾燥裝置,可獲得較大的節能效益。

因此,推薦企業採用方案三,這樣可以減少壓縮空氣后處理設備的種類及台數,降低運行維護費用,並且使用成熟可靠的設備。

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