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详细内容

冷冻式干燥机工作原理与运行规程通过图文“解剖”让你一目了然!

常用冷干机按冷凝器的冷却方式分有风冷型、水冷型两种;按进气温度高低分有高温进气型(80℃以下)和常温进气型(40℃左右);按工作压力分有普通型(0.3—1.0MPa)和中、高压型(1.2MPa以上)。

工作原理与流程

冷冻式压缩空气干燥机通过冷却降温,使压缩空气中的水蒸汽凝结成液滴,从而达到减少含湿量的目的。凝结出的液滴经过自动排水系统排出干燥机。只要干燥机出口的下游管路所处的环境温度不低于蒸发器出口露点温度,就不会产生二次结露现象。

image.png

压缩空气系统

干燥机的目的是干燥高压气,把压力为30-32bar温度为30℃-50℃的高压气的温度降到1-6℃,过滤出其中的水分,供吹瓶机使用。

image.png冷却水系统

冷却水主要是用来冷却冷媒,把气态的冷媒变成液态,冷却水在塔水机里进行降温。

image.png冷媒系统

利用冷媒的低沸点特性,在热交换时从液态变成气态吸收压缩空气的温度,从而降低压缩空气的温度。

image.png

排水系统

空气先经预冷器降温除去一部分水,再经蒸发器大幅度降温除去大量的水,通过挡水板或汽水分离器把冷凝水排到隔污桶,再经排水器排出。

制冷原理与换热原理

制冷原理:系统工作时,压缩机将蒸发器所产生的低压低温制冷剂蒸汽吸入汽缸内,经压缩后压力升高(温度也升高)到稍大于冷凝器内的压力时,将高压制冷剂蒸汽排到冷凝器中。所以压缩机起着压缩和输送制冷剂蒸汽的作用。在冷凝器内,温度和压力较高的制冷剂蒸汽与温度较低的空气(或常温水)进行热交换而冷凝为液体。这时液态制冷剂再经膨胀阀降压(降温)后进入蒸发器,在蒸发器内吸收压缩空气的热量而汽化。这样,被冷却物体便得到冷却,而制冷剂蒸汽又被压缩机吸走,开始下一个循环周期。这样,制冷剂在系统中经过压缩、冷凝、膨胀(节流)、蒸发四个过程完成了一个循环,如此周而复始地不断进行,通过连续制冷循环,实现了制冷的目的。

image.png

换热原理:

1、显热:大部分传热是依靠温差来传导热量的传热方式。

2、潜热:在恒温的状态下物质发生相变所传导的热量。

在制冷系统中大部分导热是以潜热的导热方式进行热交换,也有小部分是以显热方式进行热交换。如下图所示。

image.png

制冷系统主要部件

1、压缩机

a.作用:将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的过热冷媒蒸汽;

b.主要分类:活塞式、涡旋式、刮片式、螺杆式、离心式;

c.使用场合:

冷干机功率为:1~2匹,热泵,刮片式(仅供参考) ;

冷干机功率为:3~12匹,涡旋式;

冷干机功率为:12~20匹,(全)活塞式;

冷干机功率为:25~65匹,(半)活塞式;

冷干机功率为:65匹以上,螺杆式。

2、冷凝器

a.作用:经过冷却凝结,使高温高压的过热冷媒蒸汽变成高温高压的液态冷媒;

b.冷凝器分风冷式、水冷式。根据用户实际情况决定

3、膨胀阀

a.作用:使高温高压的液态冷媒变成低温低压的液态冷媒;

b.膨胀阀分内平衡式、外平衡式。附:原理图

image.png内平衡膨胀阀工作原理:

内平衡膨胀阀在工作时,其感温包安装在蒸发器出口处以感受氟利昂的回汽过热度,进行自动调节。制冷剂经阀孔节流后以A点进入蒸发器,制冷剂吸热蒸发至B点全部汽化为干饱和蒸汽,〔忽略蒸发器内部阻力〕蒸发器在B点前温度不变,从B点开始制冷剂为过热蒸汽,C点温度就是感温包所感受的温度,感温包内压力Ps等于此温度相对应下充注剂(R22、R12)的饱和压力。

阀门处于平衡位置时:PS=P0+Pf

制冷剂R22

温        度

表       压

-10

2.5bar

-6 

3.1bar

-2 

3.6bar

4.0bar

2

4.3bar

8

5.4bar

10

5.8bar

14

6.6bar

因此当感温包断裂时膜片压力Ps=1bar(标准大气压)

Ps﹤P0﹢Pf膨胀阀关闭,制冷系统断路,高压跳机。

4、蒸发器

a. 作用:冷媒与空气进行热交换,低温低压液体氟利昂吸收空气中的热量,变成低温低压的气体冷媒回到压缩机;

b. 蒸发器分:壳管式、板翅式。

制冷附件及作用

制冷系统其它附件有:干燥过滤器、视镜、热气旁路阀、贮液器、风机压力开关及水量调节阀、汽液分离器、高低压保护开关、排水装置等。

1.干燥过滤器:过滤氟利昂系统中的水份和颗粒杂质,清除酸性物质形成的危险。

2.视镜:a、观察氟利昂流动状况以及系统的状态;b、观察制冷系统氟利昂中有无存在水。

3.水量调节阀(风机压力开关):控制制冷系统中的冷媒高压,起到稳定高压,使高压压力得到保证。

4.热气旁路阀(手阀):控制制冷系统中的冷媒低压即蒸发温度,防止蒸发器中结冰出现冰堵现象。

5.贮液器:保证风冷凝器有足够的散热面积。

6.汽液分离器:收集并贮存液态冷媒,保证只有气态冷媒进入压缩机,防止液击现象的发生。

7.高低压保护开关:进行压缩机自身保护的功能,防止压缩机电机烧毁。当压缩机排出压力超过设定值或吸入压力低于设定值时,压力控制开关自动切断电路,使压缩机停滞不前而起到安全保护作用。一般上:

高压设定值为:2.5Mpa

低压设定值为:0.2Mpa

8.风机压力开关:控制风机的启动和停止,一般高压压力在1.4Mpa时风机自动启动,压力下降到1.1~1.3Mpa左右时停止。与高低压压力开关的区别是风机压力开关无复位装置。设定值为:1.4Mpa.

压力开关的设定值在冷干机出厂时都已经调整到位,一般不要调节。

冷干机常用制冷剂

制冷剂 R22:

a. 标准大气压(0.1Mpa)下,沸点为-40℃。表压(0.4Mpa)时,沸点为0℃;

b. 常用的中温制冷剂;

c. 无色、无味、不燃烧、不爆炸、是安全的制冷剂;

d. 能部分地与润滑油相互溶解,而且其溶解度随着种类及温度而变;

e. 含水量0.06%。

1. 制冷剂R22

压力(表压)Bar

温 度℃

2.075

-14

2.67

-9

3.364

-4

3.98

0

4.659

4

5.404

8

5.803

10

2. 制冷剂R134a

压力(表压)Bar

温 度℃

0.164

-15

1.01

-10

2.43

-5

1.93

0

2.50

5

3.15

10

3.89

15

冷干机的安装要求

1、冷冻式干燥机应安装在环境温度为2-45℃,四周通风良好,空气洁净的建筑物内;特别是避免空气中含有腐蚀类成份(如氨)。当室内机房通风条件不良时,需在机房内安装换气排风设备。

2、冷干机与空压机之间至少有4-5米的距离,以防止空压机产生的振动影响冷干机正常运行。

3、风冷型冷干机的进风口与墙体距离1.5m以上,两台干燥机的进风口与排风口不能面对面。冷干机四周应留有一定的空间,以方便维修和日常维护。

4、水冷型干燥机若冷却水质较差时,应在入口处加装冷却水过滤器过滤杂质。冷却水水温在32oC以下较为佳,水压应保持在0.15-0.50MPa之间。

5、干燥机运转时,本身的振动极小,仅在地基松软处才需要做水泥基础,地基需选择平坦的地方。应避免由管路传来的空压机的振动影响,如太严重时需要接上高压软管,以消除振动。

6、自动排水口出口应接直达排水管直达排水沟,以免污染生产现场,排水沟高度应低于自动排水器出口。

7、冷干机接在气源系统中,最好在空气入口和出口之间并联旁路管道,中间设截止阀以供调试、维修和启动时使用。

附:冷干机在压缩系统中的参考安装配置图


开机前准备工作与调试

(一) 做好开机前的准备工作

1、打开电控箱,紧固所有接线端,以免运输及安装过程中有松动;检查电源电压是否与铭牌相符,电压波动范围不能超过额定电压的10%;

2、检查面板上的蒸发压力表和冷凝压力表,两个压力表显示应均衡,读数应不小于0.4~0.55Mpa;若发现低于此值,不可启动干燥机,否则将造成压缩机损坏,应立即报给服务部门进行制冷系统检查;

3、工况要求检查: 空气入口压力、入口温度及处理风量、冷却水压力和温度等是否相符;

4、对于水冷型冷干机,打开冷却水进出水阀门;

5、开机前必须对压缩空气管道系统进行吹扫,以免杂物进入干燥机及过滤器影响使用。

方法:切断干燥净化设备的压缩空气入口阀门、出口阀,开启空气旁路阀门起动空压机,使气体走旁路半小时左右,以便吹扫。

(二) 空载调试

1、重新设定低压保护值到0.1Mpa;

2、关闭热气旁路阀及手阀,使氟利昂经膨胀阀全节流;

3、观察蒸发压力应保持在0.18-0.3 Mpa之间(由膨胀阀的开启度决定),使压缩机表面结冰,运行大约5分钟;

4、慢慢调整热气旁路阀使蒸发压力慢慢往上走动至0.4Mpa,这时压缩机开始化霜;压缩机温度10℃左右,排气温度50-80℃左右。

注:开机时若发现压缩机有异响、压力表变化异常,应立即停机检查并及时排除故障。

(三)加载调试

空载运行正常半小时左右,进入加载调试。

1、关闭空气出口阀门,缓慢打开压缩空气进口阀门(特别是小型冷干机),并保持空气旁路阀门打开(若有空气旁路系统),使干燥机缓慢加压;

2、检查空气管道、法兰和排水器有无空气泄漏,及时排除故障;

3、运行约15分钟后,缓慢打开空气出口阀门并关闭旁路阀门;

4、调节热气旁路阀(手阀),小型冷干机调节膨胀阀;使蒸发压力在0.4~0.55 Mpa范围内,观察记录冷凝压力、蒸发压力的波动情况,检查排水装置的动作是否正常,观察风机运行间隔时间,与空载运行时做比较。重新调整压力开关设定值到0.2Mpa。

5、调节冷凝压力,一般应为1.2~1.6 Mpa(最高为2.5 Mpa);若低于此范围,对于风冷型,检查并调整风机高低压开关设定值;对于水冷型,调节水量调节阀的开启大小。

注:加载调试时蒸发压力会相应往上波动一点。

冷却风机常开不停有时属于正常现象,应视工况情况而定。

◆ 热气旁路阀调节方法:顺时针旋转旁路阀调节螺杆,蒸发压力升高;反之则蒸发压力下降。如图所示:

image.png

◆ 膨胀阀调节方法(小型冷干机):旋开膨胀阀下端闷头,每次旋转阀杆1/4-1/2圈,顺时针蒸发压力升高;反之则蒸发压力下降;

注:1、膨胀阀一般不需要调节,只有在热气旁路阀无法调节的情况下先将热气旁路阀全部关闭,调节膨胀阀使蒸发压力稳定在0.3 Mpa,然后再调节热气旁路阀。

2、三阀的调节并不是独立的,而是相互关联;调节时需一边调节阀门,一边观察压力变化,直至工作压力在正常范围并稳定为止。

(四)关机步骤:关机前手动排水(或排污)至干净为止;停机时,先关闭空气进口阀门,然后按下停止按钮,切断电源;水冷型关闭冷却水进水阀门。

常见故障

(一)制冷系统故障

1、膨胀阀堵塞

a. 出现症状:视镜观察不流动,膨胀阀出口结冰结霜,高压管发烫或高压跳机。

b. 造成原因:脏堵、冰堵、感温毛细管断裂

c. 处理步骤:

①  调整膨胀阀过热度;

②  提高感温包过热度,提高Ps压力;

③  提高高压压力(风机压力开关设定值),关闭热气旁路阀(手阀),进行冲击脏堵。

2、干燥过滤器堵塞

a. 出现症状:干燥过滤器进出口温差较大,或过滤器出口出现结霜现象。

b. 处理步骤:更换干燥过滤器

※注:当系统出现堵塞,设备在空载运行时,高、低压压力值可能都在正常值范围内;当加载运行时出现高压严重偏高,甚至高压跳机。在长时间运行中,大量地高温高压气体从热气旁路阀(手阀)节流直接回到低压回气管,而后会引起压缩机发烫,高压回气管温度上百度,甚至导致电机烧毁。压缩机过热时,压缩机内部热保护开始工作保护;只有在压缩机温度自然冷却后,方可重新开机。

3、压缩机故障

a.  造成原因:电机烧坏、液击、其他机械故障;

b.  处理步骤:

①测量电机阻值来判定; 

image.png

三相电机 ;ROA=ROB=ROC

两相电机; ROA=ROB+ROC (ROB=ROA+ROC)(ROC=ROA+ROB)

②检查压缩机所配电容的情况;

电容检测方法:将万用表的档位调到最大量程档(200MΩ以上),两只探针接电容两端,无论是电子式还是指针式万用表,其显示数值都是瞬间很小,然后缓慢增大。电容容量越大其增大速度越慢。如果量得电容电阻值为0或∞,并无变化,则可以判断电容漏液或击穿。

③观察开机后压缩机是否有动作(或异响),手感觉压缩机中部是否发烫;检查压缩机是否有“抱死”现象,必要时可用橡胶榔头或小木棍敲击压缩机中部,再开机观察压缩机是否动作;

4、制冷系统漏氟

a. 出现症状:压缩机及高压管发烫,高、低压力多出现偏低状态,如严重漏氟,会导致低压报警。

c.  处理步骤:须查漏,并灌氟重新调试。

(二)空气系统故障

1、空气系统在设备进口与出口有压力降

处理步骤:

a.  蒸发器内部冰堵,蒸发压力偏低;调整蒸发压力在0.4MPa之上;

b.  汽水分离器滤芯失效;

c.  压缩空气前置过滤器滤芯失效;

d.  空气压力表坏;

e.  排水系统严重漏气

2、空气系统除水不良

处理步骤:

a.  压缩空气入口压力严重偏低;

b.  排水系统不排水,电子排水器时间设定短;

c.  浮球排水器脏堵,手动排污不及时。

(三)电器系统故障

1、高低压开关断路

处理步骤:手动复位并检查制冷系统。

2、热继电器断路

处理步骤:检查热继电器电流选向,并查实际电流值。

3、压缩机保护模块跳机

处理步骤:按手动复位按扭复位,并等待开机时间,按电器原理图检查控制线路。

4、开机跳空气开关

处理步骤:

a.  检查线路是否有短路或接触不良造成缺相现象;

b.  检查电磁接触器;

c.  测量实际运行电流值;

d.  检查压缩机电机阻值,判断压缩机是否动作。

5、控制系统保险丝烧掉

处理步骤:

a.  检查电子排水器线圈阻值;

b.  根据控制系统原理图查短路地方。

6、接上电源压缩机不运行

处理步骤:检查电源相序,再查原理图。

(四)排水系统故障

1、排水口处冰堵:调整蒸发压力到正常值。

2、浮球排水器脏堵:清洗浮球排水器。

3、电子排水器不排水:检查电子排水器线圈,及电器原理图。

※  排水系统的重要性:当冷干机除下凝结水后,不能及时的排水,空气的流速把凝结水带出冷干机到用户的用气点,带来气源中含水。因此用户要经常利用手动排水按钮ESC进行排水,观察电子排水器的排水时间,进行重新设定排水时间。

六、冷干机的日常维护和保养

(一)每班观察记录仪表值4次

1、压缩空气进出口压差不超过0.035Mpa;

2、蒸发压力表0.4Mpa-0.5Mpa;

3、高压压力表1.2Mpa-1.6Mpa。

(二)经常观察排水、排污系统

 1、浮球排水器一周左右清洗一次;

2、排污管每星期排污一次。

◆电子式排水器清洗方法:

a.  将自动排水器前面的球阀关闭;

b.  松开上端固定螺母,拿出定时线圈,清洗过程中线圈始终不能接触到水,否则线圈会烧掉;

c.  拨掉软管,拧松排水器阀体,将排水器内的压缩空气放空;

d.  卸下阀芯擦拭干净;

e.  将阀体拧回原位,前端球阀轻轻打开一点,用压缩空气将排水系统内的杂质、水油排空;用抹布擦净阀体;

f.  将阀芯、定时线圈按原位装回;再装上软管,打开前端球阀。

(三)经常观察冷却水系统、压缩空气系统的进口温度

1、冷却水水温2~32℃;

2、水压0.15~0.5Mpa;

3、压缩空气普通型进气温度一般应≤50℃、高温型进气温度一般应≤80℃(以手摸进气管不烫为宜),特殊除外。

4、冷却水应保持清洁,Y型过滤器半个月清洗一次,水质好每月一次;水冷凝器每年清洗一次(具体视水质而定),风冷凝器每个周清洗一次;

 ◆风冷凝器的清洗,应尽量避免压伤风冷凝器翅面

    风冷凝器的周围应保证足够的空间通风散热,不能在太阳光直射下工作;定期用压缩空气清除表面积灰,清洗用压缩空气的流量、压力不可太大。

image.png

◆壳管式水冷凝器的清洗:关闭冷却水进出口,打开未接水管的端盖,端盖外部和垫片只需用水清洗;铜管内部用气体、水或连有抹布的棍子清洗;清洗时应注意用力不可太大,以免弄破内部铜管。

(四)经常观察制冷系统

1、压缩机每天至少用手触摸一次,正常为冰凉、结露;

2、干燥过滤器每一星期用手摸两侧温差,温差不宜很大(进口热、出口凉则需要更换);

3、若发现压缩机有异常声音及发热应尽快与售后服务联系。

(五)检查电器控制系统:吹扫灰尘,紧固接线端(必须在不带电下进行)

(六)外表保养:定期用干净毛巾擦除设备表面油污、尘埃。清除安装冷干机、空压机地面的灰尘及油污,保持环境整洁。




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