【壓縮機(jī)網(wǎng)】摘要：儀表空氣在使用過程中，用戶端時常會出現(xiàn)儀表空氣帶水的情況。儀表氣帶水輕則造成控制儀表誤動作，重則造成控制儀表損壞，影響生產(chǎn)。本文通過對儀表空氣帶水原因進(jìn)行分析，找出癥狀所在并提出解決對策。

　　文/山東魯抗醫(yī)藥股份有限公司 郭守征 邵冬艷 姚秀麗

 

 

　　儀表空氣又稱儀表用壓縮空氣，是一種用于驅(qū)動氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣源，在生產(chǎn)生活中被廣泛應(yīng)用。儀表空氣在空氣壓力及空氣質(zhì)量上不同于一般壓縮空氣，儀表空氣的供應(yīng)壓力一般在0.4MPa-0.7MPa之間，其空氣質(zhì)量在含塵量、含水量、含油量等方面在HG/T  20510-2014《儀表供氣設(shè)計規(guī)范》中明確要求。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)儀表空氣帶水情況，對生產(chǎn)裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來不利影響。筆者通過實(shí)際生產(chǎn)中遇到實(shí)際問題進(jìn)行深入分析，并采取針對性的措施，儀表空氣帶水的異常逐一解決，保證了公司生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

 

　　一、儀表空壓機(jī)及輔機(jī)介紹

　　儀表空氣由儀表空壓機(jī)制備，儀表空壓機(jī)根據(jù)其結(jié)構(gòu)型式分為螺桿式和離心式，由于儀表空氣較工業(yè)普通壓縮空氣其使用量較小，故在企業(yè)生產(chǎn)中螺桿空壓機(jī)往往作為儀表壓縮機(jī)的主導(dǎo)機(jī)型，多數(shù)為撬裝箱式結(jié)構(gòu)。螺桿空壓機(jī)分為單螺桿和雙螺桿兩種型式，其中雙螺桿空壓機(jī)由于其加工工藝性好、可靠性高等特點(diǎn)，在整個螺桿機(jī)市場上占到80%以上的份額，單螺桿壓縮機(jī)僅占不到20%。為滿足潔凈儀表空氣需要，無油螺桿空壓機(jī)被用于食品、制藥等領(lǐng)域的無菌設(shè)備的配套儀表氣源。儀表空壓機(jī)一般由空壓機(jī)主機(jī)、空氣緩沖罐、除塵過濾器、空氣凈化裝置、除水過濾器、除油過濾器等組成。空氣凈化裝置根據(jù)用戶對儀表氣壓力露點(diǎn)要求的不同，可以選用冷干機(jī)或吸附式干燥機(jī)，經(jīng)冷干機(jī)處理后的空氣壓力露點(diǎn)一般在2-10℃，經(jīng)吸附式干燥機(jī)凈化后的空氣壓力露點(diǎn)一般不大于負(fù)40℃。根據(jù)HG/T 20510-2014《儀表供氣設(shè)計規(guī)范》3.0.1規(guī)定，儀表系統(tǒng)氣源操作（在線）壓力下的露點(diǎn)，應(yīng)比工作環(huán)境或歷史上當(dāng)?shù)啬?季)極端最低溫度至少低10℃。故儀表空氣凈化裝置的選擇應(yīng)根據(jù)外界環(huán)境溫度進(jìn)行選擇，長江以南的南方地區(qū)可以選用冷干機(jī)，長江以北由于冬季氣溫均低于0℃，選擇吸附式干燥機(jī)較為合適。

 

　　二、儀表空氣除水工藝介紹

　　外界空氣通過吸氣過濾器進(jìn)入壓縮機(jī)內(nèi)部被壓縮，空氣的壓力、溫度升高，經(jīng)壓縮后的高溫高壓空氣進(jìn)入空氣冷卻器進(jìn)行降溫（降溫介質(zhì)可以是強(qiáng)制循環(huán)的環(huán)境空氣，也可以是降溫水），將空氣溫度降低至40℃，之后進(jìn)入空氣緩沖罐，緩沖罐底部裝有排污閥，頂部或側(cè)面裝有安全閥，緩沖罐主要起到穩(wěn)定外供儀表空氣氣壓的作用；自緩沖罐出來的高壓空氣進(jìn)入前置過濾器，前置過濾器可對壓縮空氣進(jìn)行初步過濾及凈化處理，可把大量的水分、油分及較大的顆粒物過濾掉，同時起著保護(hù)后面凈化設(shè)備的作用；之后經(jīng)初步凈化的空氣進(jìn)入冷干機(jī)（或吸附式干燥機(jī)）進(jìn)行除濕，冷干機(jī)除濕的機(jī)理為將壓縮空氣經(jīng)過制冷回路的蒸發(fā)器進(jìn)一步降低高壓空氣的溫度到達(dá)壓力露點(diǎn)溫度2-10℃。吸附式干燥機(jī)的原理是，借助將飽和的壓縮空氣利用水分和空氣分子體積之不同，采用氣體凈化專用分子篩來濾除壓縮空氣中的飽和水蒸汽，可輕易的將水分子吸附在分子篩顆粒內(nèi)，再利用再生方法來還原分子篩，其壓縮空氣露點(diǎn)達(dá)到-40℃。從冷干機(jī)或吸附式干燥機(jī)來的高壓空氣再進(jìn)入后置式過濾器，繼續(xù)對空氣中析出的水分、油分、灰塵等進(jìn)行精密過濾，經(jīng)過濾后的成品空氣供應(yīng)至儀表管網(wǎng)供各儀表執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用。

 

　　三、幾種儀表空氣帶水的案例分析

　　1、2018年6月，我公司9#空壓機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)防喘振閥間歇動作，造成該空壓機(jī)的異常放空。電儀人員隨即檢查儀表管路無泄漏，到達(dá)執(zhí)行器端的儀表空氣壓力顯示正常，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，執(zhí)行器前的空氣過濾器減壓閥內(nèi)有大量凝水，部分凝水進(jìn)到氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)腔體，后通過將執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)腔、過濾器減壓閥及儀表管內(nèi)凝水排凈，機(jī)組防喘振閥恢復(fù)正常。

　　原因分析及對策：公司組織技術(shù)人員對儀表空氣帶水的原因進(jìn)行了仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)該空壓機(jī)儀表空氣來自于本崗位2臺20Nm3/min螺桿氣源空壓機(jī)機(jī)組，機(jī)組按照一用一備設(shè)計，空氣后處理裝置（冷干機(jī)、過濾器、除水除油器等）均配置1套，機(jī)組安裝于廠房二層平臺，由于兩臺空壓機(jī)外供空氣管與廠區(qū)總儀表空氣母管相連，當(dāng)外管網(wǎng)空氣壓力低時，兩臺空壓機(jī)運(yùn)行，冷干機(jī)存在超負(fù)荷運(yùn)行，造成外供儀表空氣壓力露點(diǎn)無法滿足設(shè)計要求；另外配置的除水、除油過濾器也存在凝水釋放閥不靈敏，造成空氣凝水排放不暢，部分凝水被帶入儀表空氣管網(wǎng)。為徹底解決氣源空壓機(jī)帶水問題，公司新增1套氣源空壓機(jī)的空氣凈化設(shè)備，與已有的空氣凈化設(shè)備并聯(lián)使用，同時在空氣凈化裝置末端再增加1臺油水分離器，確保進(jìn)入儀表空氣管網(wǎng)的空氣無凝水。該措施實(shí)施后，該儀表空氣未再出現(xiàn)帶水現(xiàn)象。

　　2、2020年12月-2021年1月期間，我公司一合成車間經(jīng)常出現(xiàn)進(jìn)入其車間的儀表空氣管道出現(xiàn)冰堵，現(xiàn)場空氣儀表無法運(yùn)行。

　　原因分析及對策：該車間儀表空氣來自廠區(qū)儀表空氣管網(wǎng)，儀表空氣由公司動力車間集中供應(yīng)，空氣凈化裝置為除水、除油器，吸附式干燥機(jī)。在該車間儀表空氣管道出現(xiàn)問題時，其他車間未反應(yīng)儀表空氣問題。檢測空壓機(jī)經(jīng)凈化處理后空氣壓力露點(diǎn)在設(shè)計范圍內(nèi)。經(jīng)過對該用戶儀表空氣管道的排查，發(fā)現(xiàn)該用戶用氣支管接入位置在儀表空氣母管的末端下部（管道未保溫），該用氣點(diǎn)夜間不使用。由于北方冬季夜間溫度較低，不流動的空氣溫度接近外界環(huán)境溫度，母管末端及儀表氣支管管道內(nèi)壁會析出冰晶。由于儀表管道內(nèi)徑相對較小，當(dāng)儀表用氣時，極易將管道內(nèi)部的冰晶帶入儀表前部的空氣過濾器減壓閥處，將其通道堵塞，造成儀表空氣停供。通過對用氣量較小的儀表管道進(jìn)行保溫，同時在進(jìn)入廠房前設(shè)置空氣緩沖罐，夜間注意適當(dāng)加大連續(xù)排污。通過以上措施，解決了該車間儀表管冰堵的問題。

　　3、2021年2月初，我公司另一動力崗位14#空壓機(jī)氣動防喘振閥也出現(xiàn)異常放空的情形，電儀人員檢查發(fā)現(xiàn)同樣是氣動防喘振閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)前空氣過濾器減壓閥處有連續(xù)水滴流出，檢查執(zhí)行機(jī)構(gòu)腔體內(nèi)有空氣凝水，拔出儀表空氣接管，儀表空氣內(nèi)有大量凝水噴出。

　　原因分析及對策：該崗位儀表空氣來自于本崗位2臺30Nm3/min螺桿氣源空壓機(jī)機(jī)組，每臺機(jī)組均配備了獨(dú)立的空氣后處理裝置（緩沖罐、過濾器、吸附式干燥機(jī)、除水除油器等），兩臺氣源空壓機(jī)2020年8月份正式投入運(yùn)行。2020年11月份崗位人員發(fā)現(xiàn)兩臺螺桿機(jī)組在運(yùn)行過程中存在油位逐漸降低的情況，聯(lián)系廠家技術(shù)人員更換1臺機(jī)組油濾器，同時對空壓機(jī)缺少的潤滑油進(jìn)行補(bǔ)加，發(fā)現(xiàn)儀表空氣帶水的問題后，崗位人員使用露點(diǎn)儀對兩臺螺桿空壓機(jī)外供儀表空氣的露點(diǎn)溫度進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)儀表空氣露點(diǎn)溫度較設(shè)計明顯升高，結(jié)合前期空壓機(jī)出現(xiàn)的油位下降等原因，可以判斷是空壓機(jī)潤滑油污染了吸附式干燥機(jī)內(nèi)的氧化鋁吸附劑，造成干燥機(jī)的效能下降，從而出現(xiàn)外供儀表空氣帶水。在對兩臺干燥機(jī)吸附劑進(jìn)行了更換后，檢測外供空氣露點(diǎn)指標(biāo)正常，氣源末端儀表過濾器未出現(xiàn)凝水。

 

　　四、減輕或消除儀表空氣帶水的幾點(diǎn)建議

　　1、合理匹配氣源空壓機(jī)后處理設(shè)施。根據(jù)用戶對儀表空氣需求的品質(zhì)，合理選擇滿足相應(yīng)壓力露點(diǎn)的空氣干燥裝置；另外空氣干燥設(shè)備的處理能力要大于氣源空壓機(jī)的額定排氣量，不低于空壓機(jī)排氣量的1.1倍；同時為保證空氣凈化裝置后儀表空氣不含凝水，有必要在廠家標(biāo)配的除水、除油、除塵過濾器后再增加1臺空氣緩沖罐（內(nèi)含不銹鋼絲網(wǎng)，具有再次除水除油功能），該緩沖罐還可起到穩(wěn)定空氣管網(wǎng)壓力的作用，另外緩沖罐的管道要按照側(cè)下方進(jìn)氣，上部出氣的原則進(jìn)行配置，儲罐底部安裝自動凝水排放閥。

　　2、對儀表空氣輸送管道適當(dāng)保溫，在晝夜溫差較大的地區(qū)、儀表空氣流速較慢的管段更應(yīng)當(dāng)進(jìn)行。管網(wǎng)保溫，可減少儀表空氣在輸送過程中因溫度降低導(dǎo)致的水分析出。儀表空氣管道保溫材料可以采用橡塑棉，易于施工，效果較好。

　　3、為減少儀表空氣帶水對末端儀表的影響，建議在儀表空氣支管進(jìn)入車間后設(shè)置簡易的空氣緩沖儲罐，儲罐底部裝設(shè)自動疏水閥，儀表空氣經(jīng)空氣緩沖罐后再進(jìn)入相應(yīng)儀表執(zhí)行機(jī)構(gòu)，此方法簡單實(shí)用。

　　4、氣動儀表裝置前務(wù)必按照《儀表供氣設(shè)計規(guī)范》安裝空氣過濾減壓閥，可以將水分進(jìn)行有效截留，避免水分進(jìn)入儀表執(zhí)行器內(nèi)部，有效保護(hù)儀表。

　　5、儀表空氣管網(wǎng)避免與非儀表空氣管相連通，非儀表空氣一般未進(jìn)行除濕，一旦連通，將導(dǎo)致儀表空氣品質(zhì)惡化。

　　6、定期對儀表空氣壓力露點(diǎn)進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)露點(diǎn)溫度異常，及時分析并采取相應(yīng)措施；同時做好冷干機(jī)、吸附式干燥機(jī)、置過濾器的日常維護(hù)保養(yǎng)，確保設(shè)施完好。

 

　　結(jié)束語

　　儀表空氣相比其它動力能源雖然產(chǎn)量相對較小，但在生產(chǎn)中的作用不容小覷。儀表空氣作為關(guān)鍵設(shè)備設(shè)施相應(yīng)儀表的控制氣源，要確保儀表空氣質(zhì)量符合生產(chǎn)需求。希望通過這幾起儀表空氣帶水的問題分析，提醒同行們關(guān)注儀表空氣系統(tǒng)的運(yùn)行，為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的正常運(yùn)行保駕護(hù)航。

 

　　第一作者簡介

　　郭守征（1972—），男，大學(xué)學(xué)歷，學(xué)士學(xué)位，山東魯抗醫(yī)藥股份有限公司動力車間副主任，高級工程師。

 

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