一、壓縮空氣里的水是從哪里來(lái)的
1、進(jìn)氣環(huán)境:大氣中本身就含有一定量的水蒸氣,當(dāng)空壓機(jī)吸氣時(shí),這些水蒸氣也會(huì)與空氣一同被吸入并壓縮。
2、壓縮過(guò)程:空氣被壓縮的過(guò)程中,其體積減小,壓力增大,同時(shí)溫度也會(huì)有所變化,在絕熱壓縮的情況下,空氣的溫度會(huì)升高。
但在實(shí)際應(yīng)用中,為了控制壓縮空氣的溫度,通常會(huì)對(duì)其進(jìn)行冷卻處理。
在冷卻過(guò)程中,壓縮空氣的溫度降低,導(dǎo)致其相對(duì)濕度增加。
相對(duì)濕度是指在給定環(huán)境下,空氣中水蒸氣分壓與同溫度下水的飽和蒸汽壓之比,當(dāng)相對(duì)濕度達(dá)到100%時(shí),空氣中的水蒸氣就會(huì)開(kāi)始凝結(jié)成液態(tài)水。這是因?yàn)殡S著溫度的降低,空氣能夠容納的水蒸氣量也減少,多余的水蒸氣就會(huì)以液態(tài)水的形式析出,也就是冷凝水。相對(duì)濕度與氣溫成負(fù)關(guān)系,關(guān)于這個(gè)問(wèn)題,我們后面還需要引出“露點(diǎn)”和“壓力露點(diǎn)”的概念。
3、管道和儲(chǔ)氣罐:壓縮空氣在管道和儲(chǔ)氣罐中流動(dòng)時(shí),由于管道和儲(chǔ)氣罐表面的冷卻作用以及氣流速度的變化,也可能會(huì)有水分凝結(jié)并析出。此外,如果管道和儲(chǔ)氣罐的保溫效果不佳或存在漏水問(wèn)題,也會(huì)增加壓縮空氣中水分的含量。
二、壓縮空氣帶水會(huì)造成什么問(wèn)題?
1. 設(shè)備損壞:含水量大的壓縮空氣容易導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部的腐蝕和磨損,加速設(shè)備老化,縮短使用壽命。
2. 生產(chǎn)效率下降:含水量大的壓縮空氣可能導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,影響生產(chǎn)效率。
3. 能源浪費(fèi):干燥設(shè)備在處理含水量大的壓縮空氣時(shí),能耗會(huì)顯著增加,導(dǎo)致能源浪費(fèi)。
4. 環(huán)境污染:含水量大的壓縮空氣可能會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染,如水汽凝結(jié)后形成的積水可能滋生細(xì)菌和霉菌。
5、氣動(dòng)設(shè)備故障:對(duì)于氣動(dòng)閥門和其他氣動(dòng)設(shè)備,若空氣中含水多,會(huì)影響控制氣路的正常運(yùn)行,尤其是冬天,特別容易出現(xiàn)冰塞,嚴(yán)重時(shí)造成控制氣路癱瘓,控制閥或氣動(dòng)設(shè)備無(wú)法運(yùn)行,嚴(yán)重影響生產(chǎn)。
三、解決壓縮空氣帶水的方法
為了解決壓縮空氣帶水的問(wèn)題,通常需要采取以下措施:
1、預(yù)冷和除濕:在空氣進(jìn)入壓縮機(jī)之前,可以通過(guò)預(yù)冷裝置降低空氣的溫度和濕度,減少進(jìn)入壓縮機(jī)時(shí)的水蒸氣含量,對(duì)濕度要求很嚴(yán)格的用戶(比如制藥、乳品、電子、鋰電等行業(yè)),新風(fēng)可以采用轉(zhuǎn)輪除濕。同時(shí),在壓縮機(jī)出口處設(shè)置除濕裝置(如冷干機(jī)、吸附式干燥機(jī)等),進(jìn)一步去除壓縮空氣中的水分。
2、管道和儲(chǔ)氣罐設(shè)計(jì):合理設(shè)計(jì)管道和儲(chǔ)氣罐的尺寸、形狀和布局,以減少氣流阻力和渦流現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí),加強(qiáng)管道和儲(chǔ)氣罐的保溫措施,防止因外界溫度影響而導(dǎo)致的水分凝結(jié)。
3、排水:在管道和儲(chǔ)氣罐的低點(diǎn)處設(shè)置空氣專用疏水閥,及時(shí)排放析出的冷凝水。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)是,采用電磁閥或手動(dòng)閥門定期排水,排水頻次和時(shí)間是根據(jù)空氣濕度和壓縮機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整。
四、關(guān)于儲(chǔ)氣罐和空氣管路疏水
1、儲(chǔ)氣罐底部排水
空氣中的雜質(zhì)在儲(chǔ)氣罐中沉降,分離出大部分水、油、塵,因此必須及時(shí)從罐底部排出。傳統(tǒng)的方法是:裝一個(gè)手動(dòng)閥門,依靠人工不定時(shí)的去手動(dòng)排放;或者采用電磁閥或氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥來(lái)定時(shí)排放,若排放間隔太長(zhǎng),可能罐內(nèi)積水較多;若排放間隔時(shí)間太短,可能在排完冷凝水后,閥門還沒(méi)有關(guān)閉,則會(huì)浪費(fèi)大量的壓縮空氣,這個(gè)方法也不是很好。
因此,我們建議采用way’s空氣專用的浮球式疏水閥來(lái)排水,型號(hào)WY12SA(螺紋連接)、WY12FA(法蘭連接)。
安裝空氣疏水閥時(shí),頂部建議接平衡管,破除空氣綁,確保排水順暢?。。?nbsp;
2、空氣管路疏水
壓縮空氣從空壓機(jī)出來(lái)后會(huì)產(chǎn)生很多冷凝水,在進(jìn)入冷干機(jī)之前,需要分離一部分水分,建議安裝way’s汽水分離器,型號(hào)SP25,在汽水分離器底部再裝一個(gè)way’s浮球式空氣疏水閥,強(qiáng)制把冷凝水和空氣中氣態(tài)的水分離出來(lái),確保得到高品質(zhì)高干度的壓縮空氣。
經(jīng)過(guò)冷干機(jī)加熱再次除水、凈化進(jìn)入潔凈儲(chǔ)氣罐,在后續(xù)的輸送管道上,若管路太長(zhǎng),建議也要安裝汽水分離器,然后在每一個(gè)小型分支儲(chǔ)氣罐底部都要安裝空氣專用疏水閥。
3、空壓機(jī)-儲(chǔ)氣罐-冷干機(jī)運(yùn)行圖:
五、引出露點(diǎn)的概念
1、露點(diǎn)是指空氣中的水蒸氣凝結(jié)成液態(tài)水的溫度。在這個(gè)溫度下,空氣中的水蒸氣含量達(dá)到飽和狀態(tài),即相對(duì)濕度為100%。當(dāng)空氣溫度下降到露點(diǎn)以下時(shí),多余的水蒸氣會(huì)凝結(jié)在物體表面上,形成露水。露點(diǎn)的高低取決于空氣中水蒸氣的含量,水蒸氣含量越高,露點(diǎn)溫度越高;反之,水蒸氣含量越低,露點(diǎn)溫度越低。
2、壓力露點(diǎn)是一個(gè)物理概念,它描述了在特定壓力下氣體中水蒸氣凝結(jié)成液態(tài)水的溫度。在工程領(lǐng)域,尤其是在氣體處理、空調(diào)制冷和化工過(guò)程控制等方面,壓力露點(diǎn)的概念至關(guān)重要。
例如,在化工行業(yè)中,許多化學(xué)反應(yīng)需要在特定的溫度和壓力條件下進(jìn)行,而壓力露點(diǎn)的測(cè)定可以幫助工程師確定反應(yīng)器內(nèi)的濕度條件,從而優(yōu)化反應(yīng)過(guò)程。在空調(diào)制冷系統(tǒng)中,壓力露點(diǎn)的測(cè)定可以幫助設(shè)計(jì)人員選擇合適的制冷劑和設(shè)備,以確保系統(tǒng)的高效運(yùn)行。在石油和天然氣工業(yè)中,氣體的脫水是一個(gè)重要的工藝步驟,而壓力露點(diǎn)的測(cè)定則是評(píng)估氣體脫水效果的關(guān)鍵指標(biāo)。
壓力露點(diǎn)的測(cè)定通常采用露點(diǎn)儀,新一代露點(diǎn)儀通常配備有微處理器和溫度傳感器,能夠提供快速、準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果;與氣動(dòng)或電動(dòng)控制閥一起,則可以自動(dòng)控制調(diào)節(jié)加濕量。
通過(guò)對(duì)壓力露點(diǎn)的深入理解和準(zhǔn)確測(cè)量,工程師可以更好地控制工藝過(guò)程,提高產(chǎn)品質(zhì)量,節(jié)約能源,降低成本。
3、測(cè)量壓縮空氣中的露點(diǎn)意義重大(以制藥行業(yè)為例)
在處理壓縮空氣時(shí),測(cè)量露點(diǎn)溫度的微小變化會(huì)帶來(lái)大為不同的結(jié)果。
3.1測(cè)量露點(diǎn)的核心目標(biāo)在于:確保產(chǎn)品品質(zhì)、促進(jìn)人體健康,并防止能源與產(chǎn)能的無(wú)謂損耗;延長(zhǎng)壓縮空氣系統(tǒng)的使用壽命、提高工藝質(zhì)量和降低成本。
對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的溫度、相對(duì)濕度和壓差自動(dòng)控制,對(duì)需溫濕度控制的房間,采用露點(diǎn)溫度控制冷凍水流量及加濕量,由溫度信號(hào)控制冷水及熱水閥,冷水閥開(kāi)度綜合取露點(diǎn)和溫度信號(hào)輸出大值,對(duì)各種動(dòng)力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視,對(duì)冷庫(kù)、溫室的溫度進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視,保證各種動(dòng)力設(shè)備在最佳狀態(tài)下運(yùn)行,節(jié)約能量。
3.2濕度與露點(diǎn)在藥品生產(chǎn)中的作用
A、影響藥品質(zhì)量與穩(wěn)定性
濕度與露點(diǎn)直接關(guān)聯(lián)到潔凈車間內(nèi)空氣的含水量。過(guò)高的濕度可能導(dǎo)致原料吸濕、藥品結(jié)塊、微生物滋生等問(wèn)題,影響藥品的化學(xué)穩(wěn)定性、物理形態(tài)及生物活性。反之,過(guò)低的濕度可能引發(fā)靜電、粉末飛揚(yáng)等現(xiàn)象,影響制劑工藝的精準(zhǔn)執(zhí)行與產(chǎn)品質(zhì)量。因此,精確控制濕度與露點(diǎn)是保障藥品品質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
B、維護(hù)潔凈環(huán)境與防止交叉污染
濕度與露點(diǎn)還與潔凈車間的空氣凈化效果密切相關(guān)。適宜的濕度有助于抑制空氣中懸浮粒子的沉降與吸附,保持潔凈度水平。同時(shí),合理的露點(diǎn)控制可以防止冷凝水的形成,避免其成為微生物繁殖的溫床,從而有效預(yù)防交叉污染。
3.3濕度與露點(diǎn)的有效管控策略
A、空氣處理設(shè)施的選擇與配置
針對(duì)不同藥品生產(chǎn)工藝對(duì)濕度的特定需求,可采用冷卻盤管、除濕機(jī)、加濕機(jī)等設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控。例如,對(duì)于對(duì)濕度敏感的粉劑生產(chǎn)線,常采用祛濕機(jī)與后冷卻器組合,確保露點(diǎn)溫度穩(wěn)定在5℃以下。同時(shí),為應(yīng)對(duì)室外濕氣滲透,可通過(guò)增強(qiáng)潔凈室密封性、設(shè)置合理壓力梯度及采用預(yù)處理(如冷卻、再加熱)等方式,有效控制進(jìn)入潔凈室的空氣濕度。
B、智能化控制系統(tǒng)集成
現(xiàn)代藥廠潔凈車間傾向于采用智能化控制系統(tǒng),將濕度露點(diǎn)監(jiān)測(cè)設(shè)備與空調(diào)、凈化系統(tǒng)等設(shè)備聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)節(jié),建議選用way’s波紋管密封氣動(dòng)控制閥,型號(hào)PCV3000-B1。