压缩热干燥机的应用

【摘要】本文阐述了压缩热干燥机的工作原理，并通过对动力二车间空压站压缩热干燥机历史与现状分析，总结了压缩热干燥机节能技术的应用成果。

【关键词】干燥机 节能

我车间空压站现有四台空压机，产风量8562Nm3/h，五台干燥机处理量为20400Nm3/ h，承担聚合物二厂送风任务，空压站的作用是通过空压机将外界大气吸入压缩后，进入干燥机对压缩空气进行干燥处理，去除空气中的水分达到高质量的净化风后送入管网，为装置提供合格的干燥压缩空气。伴随全公司的节能工作的开展，空压站也在不断自身完善，淘汰产能落后的设备，并对现有空压站的干燥机进行改造、经过多年的努力，终于使我车间空压站达到了国内先进水平。

1 120Nm3/min压缩热干燥机的主要组件及作用

空气过滤器：作用是将压缩空气中的固体杂质，如铁锈、沙粒、破碎的铝胶、管道密封剂等，并滤去空气中的灰尘，但不能除去气态的水和油。

后冷却器：将热空气进行换热冷却到40℃以下。换热面积45.1mm2、413根冷却管。

干燥塔内活性氧化铝（Al2O3）：吸水量大、干燥速度快，保证净化风的露点质量。

控制系统及气动阀：控制系统主要控制气动阀的切换动作来实现干燥塔的运行和再生周期，并且控制再生气的加热温度、时间和冷吹时间。

单项阀：再生塔的阀开和工作塔的阀开。消音器：再生塔再生时气体的排出。

分离器及自动排凝阀：经冷却后的气体和水进行分离，再通过自动排凝阀排出。

露点仪：在线监测净化风露点。

2 压缩热干燥机的工作原理与优点

2011年11月车间对空压系统进行了改造，增加了一台PHC-120型压缩热干燥机，并与其它干燥机互为备用，压缩热干燥机工作过程分为三个阶段：加热—冷吹—升压。

它的原理是根据变压变温的原理，利用空压机二级产生的高温压缩气体直接送入干燥塔对干燥剂进行再生，同时再生后经中间冷却器冷却进入工作塔干燥吸附后外送。

其原理如图3所示。

压缩热再生干燥机结构较无热再生及微热再生设备复杂，当高温饱和空气进入B塔加热时，它是空压机加工的热空气100～140℃进入干燥塔进行加热再生，而无热再生和微热再生是从出口引出10-22%的自用风量对干燥塔进行再生，因此压缩热再生干燥机再生时间相对较短、加热速度快，加热后的气体进入冷却器冷却，脱出水分排出。空气进入A塔干燥吸附，干燥后进入净化风管网。压缩热再生干燥机空气出冷却器的温度要控制<40℃，这直接关系到净化空气的产品质量，因干燥塔的温度越低，冷吹时干燥剂的干燥效果越好。

压缩热再生干燥机的优点：一是利用压缩热，所以不需要另外消耗加热能耗，节约了加热再生的成本。加热过程中干燥器没有自用风外排，在冷吹阶段有少量自用风外排，平均自用风率为1-3%，节能效果显著。二是设备运行后效果良好，冬季露点为-40℃到-70℃。三是智能控制系统PLC实现了远程监控和控制，可随时监控干燥机的运行状态和提示发生故障的部位，当发生断电、进气压力低于0.4MPa和阀门不能正常切换时，系统将会提示发生故障的阀门编号，同时干燥机在保持当时的状态的前提下时序停止，工艺流程正常运行，待故障解除后时序恢复运行。控制方式可选择露点控制、常规控制，显示干燥机出口露点变化趋势图，可以根据趋势图查看干燥机的露点变化趋势，温度、压力参数的历史趋势和报警。

3 压缩热再生干燥投用带来的效益

压缩热干燥器通过3个月的运行情况分析，停运一台空压机解决了无备机问题，但在装置用风量大和干燥器冷吹冲突时风压降低到0.40MPa，装置要求提高压力，操作人员启动备用机组，待冷吹结束后停一台机组，通过查看加热和冷吹曲线分析得知干燥器加热50min就能达到压缩机出口温度，重新设定参数加热时间由158min缩短到 135min，冷吹时间由67min增加90min，冷吹压力由0.5MPa调整到0.35MPa，提高了冷吹时管网压力，真正实现了备用机组备机状态；自用风量由最初设计10-22%，下降到1%，提高了净化风的品质。在选用现场、远程控制中我们设定远程控制避免现场误操作造成事故，现场画面显示运行状态和报警提示，便于发现干燥器运行故障，及时联系和处理；露点、常规控制车间选用常规控制，露点控制虽然加长了切换时间，再生塔在加热、冷吹结束后处于待机状态，工作塔的露点达到-40℃才进行切换，如果在这时再生塔阀发生故障不能及时动作将会影响压力和露点，常规控制定时切换保证露点合格，在发生故障时能够即时切换到备用干燥器（如表改造前后能耗对照表所示）。

由上表我们可以看出，改造后空压机在相同负荷下，一是电单耗明显降低；二是露点低于改造前的温度；三是减少自用风的耗气量提高了净化风压力。

效益分析：

改造前：三台干燥器再生气流量=60×21.5%×3×60=2322Nm3/h；

年再生气流量=2322×24×300=1671.84万Nm3/a；

每年经济损失=0.14×1671.84 =234.06万元；

改造后：再生耗气量=120×5%×60=360 Nm3/h；

年再生气流量=360×24×300=259.2万Nm3/a；

每年经济损失=0.14×259.2=36.29万元；

压缩热再生式干燥器年经济效益：234.06-36.29=197.77万元；

年节约电费：200×24×300×0.65 =93.6万元。