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节能常识EnergyTech

2015-11-14 09:13

计算压缩空气含水量和相关知识

一、关于压缩空气中含水量的计算与比较:


1.在大气温度为30℃,相对湿度70%的条件下,空压机的容积流量为:14.3m3/min,求工作 24小时后吸入的水量Q1是多少?

由大气压力露点/水份含量表查出30℃下含水量g1为30.38g/ m3

Q1=g1ψVt

=30.38×70%×14.3×60×24

=437910g

=437.91kg。


2.通过冷冻式干燥机后的压力露点为15℃,在压力0.7MPa下,通过冷干机后24小时含水量Q2是多少?


在此温度下大气露点为-13℃,由大气露点/水份含量表查出g2为1.8764g/ m3。

Q2= g2Vt

=1.876×14.3×60×24

=38630g

=38.63kg 。


3.通过吸附式干燥机后压力露点为-35℃,在压力0.7 MPa下,

通过吸干机后24小时含水量Q3是多少?


在此压力露点下大气露点为-53℃,由大气露点/水份含量表查出g3为0.04g/m3。

Q3=g3Vt

=0.04×14.3×60×24

=824g

=0.824kg 。


以上计算的是压缩空气中的饱和含水量,除了以上38.63Kg的水通过冷冻式干燥机进入后压缩空气管道外,其余的水中除了一部分被过滤器、冷干机、贮气罐的排水阀排除外,还有相当一部分也进入了后压缩空气管道,经过温差的不断变化,冷冻式干燥机后除了潮湿的压缩空气以外,还有大量的液态水出现,对设备及生产带来了极大的危害。因此只有通过吸附式干燥机才能从根本上将压缩空气中的水份吸附排除,从而从根本上解决压缩空气中的水份对设备及生产的危害。


二、关于露点的知识


1.什么叫露点?它与什么有关?


未饱和空气在保持水蒸汽分压力不变(即保持绝对含水量变)情况下降低温度,使之达到饱和状态时的温度叫露点,温度降至露点时,湿空气中便有凝结水滴析出。

湿空气的露点不仅与温度有关,而且与湿空气中水分含量的多少有关,含水量大的露点高,含水量少的露点低。


2.什么是压力露点?


湿空气被压缩后,水蒸汽密度增加,压缩空气冷却时,相对湿度便增加,当温度继续下降到相对湿度100%时,便有水滴从压缩空气中析出,这时的温度就是压缩空气的压力露点。


3.压力露点与常压露点有什么关系?


压力露点与常压露点之间对应关系与压缩比有关,一般用图表来表示。在压力露点相同的情况下,压缩比越大,所对应的常压露点越低。例如:0.7MPa的压缩空气压力露点为2℃时,相当于常压露点为-23℃。当压力提高到1.0MPa时,同样的压力露点为2℃时,对应的常压露点为-28℃。


4.压缩空气露点用什么仪器来测量?


压力露点单位虽然是℃,但它的内涵是压缩空气的含水量。因此测量露点实际上就是测量空气的含水量。测量压缩空气露点的仪器很多,有用氮气、乙醚等作冷源的“镜面露点仪”,有用五氧化二磷、氯化锂等用电解质的“电解湿度计”等等。目前工业上普遍使用专用的气体露点计来测量压缩空气的露点,如英国的SHAW露点仪,该仪器的测量范围可达-80℃。另外还有德国ESTO露点仪。


5.用露点仪测量压缩空气露点时应注意什么?


用露点仪测量空气露点,特别是在被测量空气含水量极低时,操作要十分仔细和耐心。气体采样设备及连接管路心须是干燥的(至少要比被测气体一点干燥),管路连接应是完全密封的,气体流速应按规定选取,而且要求有足够长的预处理时间,稍一不慎,就会带来很大误差。实际证明用五氧化二磷作电解质“微水测量仪”来测量经冷干机处理的压缩空气的压力露点时,误差很大。据厂家解释,这是由于在测试过程中压缩空气会产生二次电解,使读数值比实际高。并且冷干机处理后的压缩空气含水量约在1000ppm左右,已超出了该仪器的测量范围。所以在测量冷干机处理的压缩空气露点时,不应当使用这类仪器。


6.压缩空气的压力露点应在干燥机的哪个部位测量?


用露点仪测量压缩空气的压力露点,取样点应放在干燥机的排气管道 内,且样气中不能含有液态水滴。其他采样点测出的露点都有误差。


7.可以用蒸发温度来代替压力露点吗?


在冷干机里,蒸发温度(蒸发压力)的读数是不能用来代替压缩空气的压力露点的。这是由于在换热面积有限的蒸发器里,压缩空气与冷媒蒸发温度在热交换过程中存在不可忽略的温差(有时可达4~6℃),压缩空气所能冷却到温度总比冷媒蒸发温度高。另外处于蒸发器与预冷器之间的气水分离器的分离效率也不可能是100%,总有一部分分离不尽的细小水滴会随气流进入预冷器,并在那里二次蒸发还原成水蒸汽,使压缩空气含水量增加,露点上升。因此,在这种情况下,所测的冷媒蒸发温度总比空气的实际压力露点来得低。


8.在什么情况下可以用测量温度的办法来代替压力露点?


工业现场用SHAW露点计间歇取样测量空气压力露点步聚相当麻烦,往往因测试条件不完备而影响测试结果。因此在要求不十分严格的场合,往往用温度计来近似测量压缩空气的压力露点。


用温度计测量压缩空气压力露点的理论依据是:如果被蒸发器强制冷却后通过气水分离器进入预冷器的压缩空气,其中所带的凝结水在气水分离器的分离效率不可能达到100%,但在预冷器与蒸发器凝结水排出良好的情况下,进入气水分离器并需通过气水分离排除的凝结水只占全部凝结水的很少一部分。因此,用这种方法测量压力露点误差并不很大。


用这种方法测量压缩空气压力露点时,温度测点应选择在冷干机蒸发器末端或气水分离器内。因为这点压缩空气温度最低。在国外原装进口的冷干机也有这种方法来测量成品气露点温度的。


附:大气露点-水份含量关系表


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