散粮站空气处理系统改进

郑春燕

（秦皇岛港股份有限公司杂货港务分公司，秦皇岛 066000）

1 研究背景

1.1 布局合理性差

在之前的空气处理系统中，储气罐位于冷干机、吸干机等净化设备前端，未净化的压缩空气直接进入储气罐造成储气罐的严重损耗；空气从空压机房出来后需要经过室外很长的管道进入工作楼二楼，在冬季会造成水气的冷凝，对管路及二楼冷干机等设备造成腐蚀损耗；储气罐的位置使得压缩空气在使用时需要再经过多个流程才能到达设备，使用效率低。

1.2 空气处理能力不足

现用的吸干机冷干机的空气处理能力为25。由于设备的严重损耗，其处理能力远达不到这个数值。

1.3 储气罐存储能力不足

由于空压机年限已久，压缩空气产生量不太稳定，需要提高储气罐的存储能力以保证设备的正常运转。

2 技术方案

2.1 空气处理系统布局设计

2.1.1 储气罐系统位置设计

①空压机与冷干机、吸干机一起安装在储气罐下游。当压缩机恒定运行，并且吸干机、冷干机的冷却、吸附能力等于压缩机的排气量时，可以使用这种安装方式。在此条件下，干燥剂的负载需恒定。②空压机与冷干机、吸干机一起安装在储气罐的上游。当空气需求量可变时，可以使用这种方式安装。空气需求量短期间内高于压缩机可以提供的气量，因此需要储气罐的存储能力足够大，以满足即时的空气需求量。通过对比两种形式我们发现，我们现用的布局方式为储气罐安装在冷干机和吸干机上游，这就要求空压机运行恒定同时负载需恒定，这对于已进入损耗期的空压机和实际生产工况显然不符合要求。因此，我们决定采用图2所示的布局方式，将储气罐安装在整个系统的出口位置。

2.1.2 系统的整体布局设计

根据上面分析，我们将空气处理系统依次布置为：

空压机出来的空气通过冷干机、吸干机的过滤净化进入储气罐。当作业需要压缩空气时，直接由储气罐通过输送管路输送到相应设备。同时，在空气处理系统中每个输入环节增加空气滤芯，最大程度保证压缩空气的干洁程度，在保证空气质量的同时，也对空气处理系统中的各个设备进行了保护。

2.2 冷干机的选型改造

我们以卸船流程所需要的空气流量计算出当系统正常工作时需要的空气通过量应不少于22，因此根据市场主流冷干机产品，此次我们选择AD1000型冷冻式干燥机，其技术参数如下表。

表1 冷干机参数

（1）空气系统。压缩空气进入热交换器10，并由排除的干燥冷空气进行冷却。流入的空气中的水分开式凝结，随后空气将流经热交换器4，在此处制冷剂将蒸发，从而使空气被进一步冷却到接近制冷剂的蒸发温度。空气中的更多水分会凝结随后冷空气流经分离器5，在此处所有的冷凝水与空气分离。干燥的冷空气随后经过热交换器10，在此处被流入的空气加热，加热后的温度比流入的空气低10℃。

（2）制冷系统。压缩机1传输热的高压制冷剂气体到冷凝器，在冷凝器中大部分制冷剂将凝结。液体将流经液体制冷剂干燥机8进入毛细管7.在蒸发压力下，制冷剂离开毛细管。制冷剂进入蒸发器4，在此处制冷剂在恒压下经过进一步蒸发吸收压缩空气中的热量。

2.3 吸干机选型改造

散粮站现使用吸干机为SLAD25型吸附式干燥器，其空气处理能力为25。由于使用年限已久其无论从处理能力以及效果都无法达到我们的要求。因此，我们选择了PE1020型吸附式干燥器。PE1020型干燥机通过吸附的方法出去空气中的水分。空气干燥机由两个装有干燥剂的干燥塔组成，其中一个用来吸附水分，另一个进行再生，每4小时塔的功能调换一次。这与现用的干燥机原理基本一样。

2.4 储气罐及管路布局改造

（1）储气罐改造选型。由于改造采用了将储气罐安装在整个空气处理流程终端的位置，因此，需要提高储气罐的储气能力才能满足整个系统的要求。通过计算和各设备的压缩空气的进出流量匹配的储气罐应至少达到8，而储气压力最少达到1MPa。

（2）空气管路布局改造。在改造前的空气处理系统布局中，吸干机、冷干机等设备为了距离使用压缩气体的终端设备更近，所以布置在了工作楼的二楼。这样就需要先将空压机房的压缩空气通过管路输送到工作楼二楼，再通过二楼将其他分别输送到终端设备。这样的布局使压缩气体产生后需要经过很长的室外管道才能进行净化。在冬季时压缩气体的含水量急剧增加，使得吸干机、冷干机不堪重负。同时，由于过去的管路都是金属材质，极易造成气体输送过程中的二次污染。

（3）增加辅助过滤器。在此次改造过程中，为了最大程度的保证压缩空气处理的干洁程度，不仅对相应设备进行了更新，同时在每种净化设备入口处均加装了型号为P12C-180-35的辅助过滤器，用于过滤空气中的水分和杂质。其最大工作压力为1MPa。

2.5 控制方式改造

通过改造前后的吸干机控制器可知，老吸干机只有简单的指示报警等和计数功能。基本没有太多的可操作性。而新吸干机采用Graphic控制机，可以实现以下功能：

电脑控制器自动控制和保护吸干机即：保持压力露点稳定；监控压力、温度和数字开关，以确保安全操作，并在必要时停止运行吸干机；重启吸干机；读取、修改、设定参数

3 应用情况及实施效果

通过对空气处理系统的改造，恢复了最理想的压缩空气处理及输送效果。使压缩空气的干燥、净化效果得到了质的提升。保证了除尘器、电子秤等设备良好运行。另外，由于控制方式的改变，其启动过程比之前节能20%，对于企业降本增效有重要作用。

4 主要技术创新点

（1）将主要空气净化设备移至空压机房，提高空气输送效率，降低额外的二次污染。（2）对冷干机、吸干机、储气罐等设备进行了更换，提高了净化效率和效果。（3）将储气罐位置布置在系统终端，提高了空气处理系统的效率和能力。

5 效益分析

这次改造完成后，散粮站压缩空气处理系统的能力得到很大的提升，使得电子秤、除尘器等设备的控制更加精准，提升了作业效率。同时对于这些设备关键部件的寿命有了很大的提升，降低了维修、更换频次。这次改造对于装卸效率的提升每年可节约费用约500万元。