1 离心空压机及冷干机疏水排放情况
我公司现有10号、28号、29号3台离心式空压机的冷干机,其原机所带疏水排放阀分别如下。10号冷干机:手动排放球阀DN15的2个,自动疏水排放的4个。28号冷干机:手动排放球阀DN15的2个，自动疏水排放的3个。29号冷干机:手动排放球阀DN15的2个自动疏水排放的3个。其原机的自动排放口比较小,靠浮子的上升和下降调节排放和关闭,但因冷干机等压缩空气容器内壁并非不锈钢材料,长期使用后会积累产生锈渣,堵塞自动疏水排放口。因离心空压机长期开机运行不能停止,也无法进行停机检修维护，造成事实上的自动疏水排放阀不排水,失灵。为保证供应车间的压缩空气不带水,尤其是夏季高温高湿季节,排水量较大,只能打开冷干机手动疏水排放的DN15不锈钢球阀,及储气罐的泄水排放DN15不锈钢球阀,加大开度到50%～65%,如果开度过小,气流压力不大,时间长了也会发生堵塞现象。一旦堵塞,还要用铁丝或焊条伸进球阀内部进行疏通,才能再排出压缩空气中的冷凝水来。但长期保持如此大的开度,实际上大多数时间是以排气为主,这就造成了相当大的浪费。
2 市场上零耗气排水阀的特点
2.1 零耗气排水阀的工作原理
零耗气排水阀的工作原理:电容传感器监测冷凝液的液位,通过微电脑控制,改变膜片上下压差,控制膜片开闭,达到自动排放冷干机的冷凝液(疏水)的目的,见图1和图2。如图1(a)所示,冷凝液从进口1进入容器2,由于阀芯4开启使气路3与膜阀片5上腔相通从图1(a)中可以看出膜阀片上下腔都充满压力,由于压力作用面积不同而形成膜阀片上下表面压差,(上表面为圆面积,下表面为等径环形面积)有足够压力保证膜阀片与阀口密封。如图1(b)所示,当容器2充满了冷凝液,达到设定位置Ni2时,电容传感器发出信号,在电磁线圈作用下阀芯4便升起关闭气路3,同时打开通向排出口8的气路,膜阀片5上腔的压力卸掉此时,膜阀片5在下腔冷凝液压力作用下离开阀座7,冷凝液便从口8排出。当容器2冷凝液在排出过程中下降到设定位置Ni11时,又恢复到图1状态,膜阀片5关闭。这样反复进行便达到自动排放冷凝液的目的。
图1 零耗气排水阀工作原理
1-冷凝液进口;2-容器;3-气路;4-阀芯;5-膜阀;6-冷凝水排出限位;7-阀座;8-冷凝液排出口
2.2 零耗气排水阀的优点
(1)只排水不排气,为企业减少能源浪费
(2)因液位排水阀动作次数远远少于定量排水阀,使用寿命比定时排水阀长,耗电量比定时排水阀小。
(3)冷凝液排放口径大(6mm～8mm),排放可靠,不易堵塞,避免乳化液的形成。
(4)具有可靠的自监自控和报警系统,定时排水阀无此功能,堵塞后如不能及时发现并处理故障,将增加压缩空气中的含水量,影响气体质量。
3 采用零耗气排水阀节能效益理论分析
根据参考文献数据显示,压缩空气泄漏量是随着压力的增高、排泄孔直径增大而增加。按照表1提供压力与泄漏口径的数据推理:我公司离心机实际排气压力0.6MPa,如排放口径是6mm,则排出压缩空气流量可达2.34m³/min
我们目前的实际情况是排放口径远大于6mm,因为每到夏季为了保证织部车间压缩空气不带水,把手动疏水DN15不锈钢球阀开度打到60%以上,只有球阀开度足够大才能保证球阀锈渣不堵塞,保证输送到生产车间的压缩空气不带水。这样一来,我公司球阀的有效排放孔径则是9mm,根据表1在0.6MPa压力下,压缩空气泄漏量大约是口径6mm的1.5倍估算,DN15不锈钢球阀排放的压缩空气流量达3.51m³/min实际上,手动疏水排放DN15不锈钢球阀60%这么大的开度,10min产生的压缩空气冷凝水大约只需排放1min时间,剩余9min排放的都是压缩空气。1h时间里,只有6min排的是压缩空气冷凝水,其余54min排放的都是压缩空气由此可见,3台离心空压机的冷干机采用手动疏水球阀排放冷凝水浪费很大。每台离心空压机的冷干机有2个DN15的疏水排放球阀,3台离心空压机共6个手动疏水排放球阀,则1h共排放压缩空气流量1137.24m³,一个月浪费的压缩空气流量818812.8m³,以压缩空气成本0.15元/m³计算,相当于浪费能源费用12.3万元/月。每个零耗气排水阀2200元,改造6个手动疏水排放球阀需13200元,当月就可收回投资。
4 零耗气自动疏水阀实际节能效果分析
改造安装成功后,在现有压缩空气管网压力不变的条件下,我们以10号离心空压机冷干机手动球阀开启60%开度与零耗气自动疏水阀自动排水两种方式下,对累积流量的变化进行比较,实测数据如下：
4.1 5月27日实际测流量表累积流量值
自动排放。9:00表见值304339.749km³,12:02表见值304370.370km³,消耗流量30621m³,排气时间182min,计算消耗流量168.247m³/min.手动排放12:02表见值30437037km,12:02表见值304401.280km³,消耗流量30910m³,排气时间180min,计算消耗流量171.722m³/min。
4.2 5月28日实际测流量表累积流量值
自动排放,14.40表见值304642.586km³ 17:05表见值304075,574km³,消耗流量32988m³,排气时间195min,计算消耗流量169,169m³/min手动排放。8:30表见值304579.462km³,11:40表见值304611.950km³,消耗流量32488m³,排气时间190min,计算消耗流量170.989m³/min。
4.3两天平均流量
手动排放平均流量为171.356m³/min,自动排放平均流量为168.708m³/min,对比出安装前后所节约的压缩空气流量为2.648m³/min,可节约压缩空气 114393.6m³/月。以压缩空气成本0.15元/m³计算,节约的压缩空气费用17159元/月,当月就可收回投资成本。
结束语
要解决纺织工业目前能源消耗高的问题,最有效的办法就是采用新工艺、新技术来降低能源的浪费。以我公司为例,10号离心空压机已经实施完空压管道改造,完全脱开储气罐,10号冷干机排气直接进入空压管网,进入生产车间,夏季10号冷于机疏水排放非常关键,如果不采用这种既能减少排气浪费,又能及时排放无压缩空气冷凝水的零耗气排水阀,就很难解决生产车间压缩空气带水问题。我公司目前为能提高产品质量和产品市场竞争力,能源管理工作重点在“节能降耗”技术上大做文章。事实证明空压站疏水排放有很大的节能降耗潜力,采用零耗气排水阀对冷干机疏水排放改造节能效果较好。
