我公司現有10號、28號、29號3臺離心式空壓機的冷干機,其原機所帶疏水排放閥分別如下。10號冷干機:手動排放球閥DN15的2個,自動疏水排放的4個。28號冷干機:手動排放球閥DN15的2個，自動疏水排放的3個。29號冷干機:手動排放球閥DN15的2個自動疏水排放的3個。其原機的自動排放口比較小,靠浮子的上升和下降調節(jié)排放和關閉,但因冷干機等壓縮空氣容器內壁并非不銹鋼材料,長期使用后會積累產生銹渣,堵塞自動疏水排放口。因離心空壓機長期開機運行不能停止,也無法進行停機檢修維護，造成事實上的自動疏水排放閥不排水,失靈。為保證供應車間的壓縮空氣不帶水,尤其是夏季高溫高濕季節(jié),排水量較大,只能打開冷干機手動疏水排放的DN15不銹鋼球閥,及儲氣罐的泄水排放DN15不銹鋼球閥,加大開度到50%～65%,如果開度過小,氣流壓力不大,時間長了也會發(fā)生堵塞現象。一旦堵塞,還要用鐵絲或焊條伸進球閥內部進行疏通,才能再排出壓縮空氣中的冷凝水來。但長期保持如此大的開度,實際上大多數時間是以排氣為主,這就造成了相當大的浪費。

2.1 零耗氣排水閥的工作原理

零耗氣排水閥的工作原理:電容傳感器監(jiān)測冷凝液的液位,通過微電腦控制,改變膜片上下壓差,控制膜片開閉,達到自動排放冷干機的冷凝液(疏水)的目的,見圖1和圖2。如圖1(a)所示,冷凝液從進口1進入容器2,由于閥芯4開啟使氣路3與膜閥片5上腔相通從圖1(a)中可以看出膜閥片上下腔都充滿壓力,由于壓力作用面積不同而形成膜閥片上下表面壓差,(上表面為圓面積,下表面為等徑環(huán)形面積)有足夠壓力保證膜閥片與閥口密封。如圖1(b)所示,當容器2充滿了冷凝液,達到設定位置Ni2時,電容傳感器發(fā)出信號,在電磁線圈作用下閥芯4便升起關閉氣路3,同時打開通向排出口8的氣路,膜閥片5上腔的壓力卸掉此時,膜閥片5在下腔冷凝液壓力作用下離開閥座7,冷凝液便從口8排出。當容器2冷凝液在排出過程中下降到設定位置Ni11時,又恢復到圖1狀態(tài),膜閥片5關閉。這樣反復進行便達到自動排放冷凝液的目的。

圖1  零耗氣排水閥工作原理

1-冷凝液進口;2-容器;3-氣路;4-閥芯;5-膜閥;6-冷凝水排出限位;7-閥座;8-冷凝液排出口

2.2 零耗氣排水閥的優(yōu)點

(1)只排水不排氣,為企業(yè)減少能源浪費

(2)因液位排水閥動作次數遠遠少于定量排水閥,使用壽命比定時排水閥長,耗電量比定時排水閥小。

(3)冷凝液排放口徑大(6mm～8mm),排放可靠,不易堵塞,避免乳化液的形成。

(4)具有可靠的自監(jiān)自控和報警系統(tǒng),定時排水閥無此功能,堵塞后如不能及時發(fā)現并處理故障,將增加壓縮空氣中的含水量,影響氣體質量。

根據參考文獻數據顯示,壓縮空氣泄漏量是隨著壓力的增高、排泄孔直徑增大而增加。按照表1提供壓力與泄漏口徑的數據推理:我公司離心機實際排氣壓力0.6MPa,如排放口徑是6mm,則排出壓縮空氣流量可達2.34m3/min

我們目前的實際情況是排放口徑遠大于6mm,因為每到夏季為了保證織部車間壓縮空氣不帶水,把手動疏水DN15不銹鋼球閥開度打到60%以上,只有球閥開度足夠大才能保證球閥銹渣不堵塞,保證輸送到生產車間的壓縮空氣不帶水。這樣一來,我公司球閥的有效排放孔徑則是9mm,根據表1在0.6MPa壓力下,壓縮空氣泄漏量大約是口徑6mm的1.5倍估算,DN15不銹鋼球閥排放的壓縮空氣流量達3.51m3/min實際上,手動疏水排放DN15不銹鋼球閥60%這么大的開度,10min產生的壓縮空氣冷凝水大約只需排放1min時間,剩余9min排放的都是壓縮空氣。1h時間里,只有6min排的是壓縮空氣冷凝水,其余54min排放的都是壓縮空氣由此可見,3臺離心空壓機的冷干機采用手動疏水球閥排放冷凝水浪費很大。每臺離心空壓機的冷干機有2個DN15的疏水排放球閥,3臺離心空壓機共6個手動疏水排放球閥,則1h共排放壓縮空氣流量1137.24m3,一個月浪費的壓縮空氣流量818812.8m3,以壓縮空氣成本0.15元/m3計算,相當于浪費能源費用12.3萬元/月。每個零耗氣排水閥2200元,改造6個手動疏水排放球閥需13200元,當月就可收回投資。

改造安裝成功后,在現有壓縮空氣管網壓力不變的條件下,我們以10號離心空壓機冷干機手動球閥開啟60%開度與零耗氣自動疏水閥自動排水兩種方式下,對累積流量的變化進行比較,實測數據如下：

4.1 5月27日實際測流量表累積流量值

自動排放。9:00表見值304339.749km3,12:02表見值304370.370km3,消耗流量30621m3,排氣時間182min,計算消耗流量168.247m3/min.手動排放12:02表見值30437037km,12:02表見值304401.280km3,消耗流量30910m3,排氣時間180min,計算消耗流量171.722m3/min。

4.2  5月28日實際測流量表累積流量值

自動排放,14.40表見值304642.586km3 17:05表見值304075,574km3,消耗流量32988m3,排氣時間195min,計算消耗流量169,169m3/min手動排放。8:30表見值304579.462km3,11:40表見值304611.950km3,消耗流量32488m3,排氣時間190min,計算消耗流量170.989m3/min。

4.3兩天平均流量

手動排放平均流量為171.356m3/min,自動排放平均流量為168.708m3/min,對比出安裝前后所節(jié)約的壓縮空氣流量為2.648m3/min,可節(jié)約壓縮空氣 114393.6m3/月。以壓縮空氣成本0.15元/m3計算,節(jié)約的壓縮空氣費用17159元/月,當月就可收回投資成本。

要解決紡織工業(yè)目前能源消耗高的問題,最有效的辦法就是采用新工藝、新技術來降低能源的浪費。以我公司為例,10號離心空壓機已經實施完空壓管道改造,完全脫開儲氣罐,10號冷干機排氣直接進入空壓管網,進入生產車間,夏季10號冷于機疏水排放非常關鍵,如果不采用這種既能減少排氣浪費,又能及時排放無壓縮空氣冷凝水的零耗氣排水閥,就很難解決生產車間壓縮空氣帶水問題。我公司目前為能提高產品質量和產品市場競爭力,能源管理工作重點在“節(jié)能降耗”技術上大做文章。事實證明空壓站疏水排放有很大的節(jié)能降耗潛力,采用零耗氣排水閥對冷干機疏水排放改造節(jié)能效果較好。