【壓縮機(jī)網(wǎng)】一、露點(diǎn)的概念
眾所周知，大氣中含有水蒸氣，這是自然界空氣所固有的，與大氣環(huán)境溫度和相對濕度有關(guān)。見圖1：溫度17℃，相對濕度86%。
平時(shí)，大氣中的水蒸氣是看不見的，但是卻能感受得到。
在日常生活中，我們經(jīng)常用濕度來表示空氣中水蒸氣的含量。比如冬天，大氣的相對濕度較低，我們就感覺皮膚干燥，需要在臉、手擦些滋潤霜，鎖住皮膚的水分；而夏天的相對濕度較高，則無需滋潤霜，皮膚都不覺得干。
還有下雨/雪，這是因?yàn)榈孛婊蚪Ｋ衷谔栒丈湎律郎?，變成水蒸氣隨大氣上升。當(dāng)上升到一定高度時(shí)被降溫，水蒸氣的相對濕度達(dá)到100%時(shí)會凝聚成小水滴，變成云。當(dāng)云中的液態(tài)水凝結(jié)成足夠大，在重力的作用下從天而降就會下雨或雪。
平時(shí)我們在下雨天開車，汽車前擋風(fēng)玻璃會起霧。那是因?yàn)槿撕舫龅臍庵袔в兴魵?，?dāng)水蒸氣遇到冷的擋風(fēng)玻璃時(shí)，水蒸氣的相對濕度達(dá)到100%時(shí)就凝結(jié)成小水滴，就是霧。
在壓縮空氣領(lǐng)域，我們經(jīng)常要使用露點(diǎn)這個(gè)概念——比相對濕度更有用的術(shù)語，用來表示壓縮空氣中水蒸氣的含量。露點(diǎn)是在一定壓力下的水蒸氣開始凝結(jié)成水時(shí)的溫度。當(dāng)空氣溫度和露點(diǎn)相等時(shí)，此時(shí)空氣的相對濕度為100%。通常有“常壓露點(diǎn)”和“壓力露點(diǎn)”。
(一)在壓力保持不變，溫度的變化會影響空氣保持水蒸氣的能力。
1.看圖2左，當(dāng)一定體積的空氣，溫度120OF（48.9℃），在100PSI（6.9bar）壓力下相對濕度為100%時(shí)，空氣含水量為0.0858g。
壓力露點(diǎn)為=120OF（48.9℃）
2.再看圖2右，在壓力不變的情況下，通過降溫，溫度由120OF（48.9℃）降到80OF（26.7℃）時(shí)，相對濕度還是100%，空氣含水量為0.0254g。此時(shí)會有一定量的液態(tài)水析出（有0.0694g水析出）。此時(shí)，壓力露點(diǎn)也從120OF（48.9℃）降到80OF（26.7℃）。
壓力露點(diǎn)為=80OF（26.7℃）
3.看圖3左，當(dāng)一定體積的空氣在相對濕度100%，100PSI（6.9bar）壓力下，溫度由40OF（4.4℃）加熱上升到120OF（48.9℃）時(shí)（圖3右），相對濕度從100%變成了7.1%，空氣含水量0.0061g，不變，壓力露點(diǎn)還是40OF（4.4℃）。
壓力露點(diǎn)為=40OF（4.4℃）
因此，在一定壓力下，相對濕度100%的時(shí)候，壓力露點(diǎn)=溫度值；當(dāng)相對濕度不是100%的時(shí)候，壓力露點(diǎn)≠溫度值。
(二)在溫度保持不變，壓力的變化會影響空氣保持水蒸氣的能力。圖4是一個(gè)空壓機(jī)等溫壓縮過程圖：
在圖4（a）一定氣量的空氣，溫度為80OF（26.7℃）、相對濕度80%，此時(shí)壓力露點(diǎn)不是80OF（26.7℃），當(dāng)從0PSI（0bar）壓力開始被壓縮到132PSI壓力（9.1bar），溫度不變，見圖4（b），相對濕度由80%上升到100%，此時(shí)壓力露點(diǎn)就是80OF（26.7℃）。
壓力露點(diǎn)為=80OF（26.7℃）
二、壓縮空氣在螺桿空壓機(jī)中露點(diǎn)的變化情況
我們來舉一個(gè)例子：一臺噴油螺桿空壓機(jī)在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，進(jìn)氣環(huán)境為相對濕度80%、溫度30℃，壓縮空氣到7barg，出口溫度45℃的露點(diǎn)變化情況。
其中，表1中的“前”（機(jī)頭壓縮前）；“中”（機(jī)頭后-后冷卻器前）；“后”（后冷卻器后）。下面我們按表1的7個(gè)參數(shù)逐一分析：
1.壓力：在壓縮進(jìn)行中，空氣的壓力在螺桿空壓機(jī)前為0.1MPa、中為0.8MPa、后為0.8MPa。
2.溫度：在壓縮進(jìn)行中，空氣的溫度變化在螺桿空壓機(jī)前為30℃、中為85℃、后為45℃。
3.相對濕度：在壓縮進(jìn)行中，空氣的相對濕度變化在螺桿空壓機(jī)前為80%、中為47%、后為100%。
4.壓力露點(diǎn)：在壓縮進(jìn)行中，空氣的壓力露點(diǎn)在螺桿空壓機(jī)的前為26.2℃、中為51.8℃、后為45℃。
5.含水量：在壓縮進(jìn)行中，空氣的含水量在螺桿空壓機(jī)的前和中為24.3g/m3、后為8.3g/m3。
可從表1中看見：在噴油螺桿空壓機(jī)的油罐中是沒有液態(tài)水的，而在后部冷卻器會逐步產(chǎn)生液態(tài)水，后冷卻器出氣口有16g/m3液態(tài)水隨壓縮空氣排出。所以在后部冷卻器之后安排一個(gè)氣水分離器，可以把液態(tài)水從壓縮空氣中分離出來，保證噴油螺桿空壓機(jī)的出口不含液態(tài)水。
圖5是空壓機(jī)各主要位置，參數(shù)和水蒸汽變化情況。
三、噴油螺桿空壓機(jī)機(jī)頭排氣溫度不能低于多少度？
我們都知道噴油螺桿空壓機(jī)機(jī)頭排氣溫度高于105℃報(bào)警，110℃停機(jī)。大家也知道，機(jī)頭排氣溫度不能太低，否則會有液態(tài)水析出使得潤滑油乳化。但是低到多少溫度會對機(jī)器有傷害呢？常見的3、5、7、8、10、13、16bar工作壓力下，要求的低溫是否一致呢？
這就不得不在不同壓力壓縮空氣的壓力露點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算了。圖6展示了假設(shè)噴油螺桿空壓機(jī)進(jìn)氣環(huán)境在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，相對濕度為80%、環(huán)境溫度分別為20～25～30～35～40℃，把空氣壓縮到2.8～3.5～5～7～8～10barg時(shí)，所需要的壓力露點(diǎn)值（機(jī)頭最低排氣溫度，高于壓力露點(diǎn)值，油罐就不會析出液態(tài)水）
1.首先我們看2.8barg：最低壓力露點(diǎn)（℃）是：
如果是環(huán)境溫度為45℃，所需要的壓力露點(diǎn)值（℃）是68.2℃（見圖7）：
2.再看3.5barg：最低壓力露點(diǎn)（℃）是：
如果是環(huán)境溫度為45℃，所需要的壓力露點(diǎn)值（℃）是72.1℃（見圖8）：
3.再看5barg：最低壓力露點(diǎn)（℃）是：
如果是環(huán)境溫度為45℃，所需要的壓力露點(diǎn)值（℃）是79℃（見圖9）：
4.再看7barg：最低壓力露點(diǎn)（℃）是：
如果是環(huán)境溫度為45℃，所需要的壓力露點(diǎn)值（℃）是86.2℃（見圖10）：
5.再看10barg：最低壓力露點(diǎn)（℃）是：
如果是環(huán)境溫度為45℃，所需要的壓力露點(diǎn)值（℃）是94.6℃（見圖11）：
就是說：螺桿空壓機(jī)的機(jī)頭排氣溫度不低于壓力露點(diǎn)溫度，都不會有液態(tài)水析出，潤滑油就不會被乳化。
所以市場大多數(shù)銷售員認(rèn)為機(jī)頭排氣溫度越低越好，或說是60℃、70℃都是從師傅那里學(xué)來的。
四、壓力露點(diǎn)在兩級壓縮的應(yīng)用
圖12為兩級壓縮螺桿空壓機(jī)原理圖，左圖為噴油螺桿，右圖為無油螺桿。它們的冷卻方式不一樣，通常在噴油螺桿的兩級壓縮采用級間噴油冷卻，而無油螺桿的兩級壓縮是采用中間冷卻器冷卻。
1.兩級壓縮噴油螺桿空壓機(jī)
由圖12可以看見兩級壓縮噴油螺桿空壓機(jī)主機(jī)需要潤滑油冷卻，一級主機(jī)壓縮時(shí)通過噴油嘴向壓縮腔內(nèi)噴油控制一級排氣溫度。在一級主機(jī)和二級主機(jī)中間再次噴油來降低二次壓縮進(jìn)氣溫度。
我們可以用表2來分析兩級壓縮噴油螺桿空壓機(jī)系統(tǒng)中露點(diǎn)的情況?？梢钥闯?，除了在后冷卻器降溫后會有液態(tài)水析出外，其它部分的相對濕度都沒有達(dá)到100%，也就是說兩級機(jī)頭的溫度都高于壓力露點(diǎn)，不會有液態(tài)水析出，潤滑油不會因此而乳化。
兩級壓縮噴油螺桿空壓機(jī)在一級壓縮后需要噴油冷卻，只要冷卻后進(jìn)入二級壓縮前的溫度不低于45℃，就不會有液態(tài)水析出。因此我們可以看到，兩級壓縮主機(jī)的噴油溫度設(shè)定在60℃而不是越低越好，就是為了避開壓力露點(diǎn)溫度。
2.兩級壓縮無油螺桿空壓機(jī)
由圖12可以看見兩級壓縮無油螺桿空壓機(jī)主機(jī)不需要潤滑油冷卻，一級主機(jī)壓縮基本是絕熱壓縮的過程，排氣溫度可以達(dá)到120℃。因此在一級主機(jī)和二級主機(jī)有個(gè)中間冷卻器對進(jìn)入二次壓縮的氣體進(jìn)行降溫。從而使得二級壓縮進(jìn)氣溫度低。
我們可以用表3來分析兩級壓縮無油螺桿空壓機(jī)系統(tǒng)中露點(diǎn)的情況?？梢钥闯?，除了在后冷卻器降溫后相對濕度100%會有液態(tài)水析出及還有中間冷卻器可能100%會有液態(tài)水析出外，其它部分的相對濕度都沒有達(dá)到100%。
因此在中間冷卻器后到二級主機(jī)進(jìn)氣，由于氣體的溫度根據(jù)冷卻效果可能會低于壓力露點(diǎn)，可能會有液態(tài)水析出，此時(shí)應(yīng)該在中冷器后加汽水分離器或提高二級進(jìn)氣溫度>45℃。
因此，兩級壓縮螺桿空壓機(jī)的二級主機(jī)進(jìn)氣溫度需要不低于壓力露點(diǎn)溫度，就不會有液態(tài)水析出，從而保證二級主機(jī)的安全。對于噴油兩級壓縮螺桿空壓機(jī)還需要考慮級間冷卻溫度和主機(jī)排氣溫度不能低于壓力露點(diǎn)，潤滑油就不會被乳化。
以上只是對環(huán)境溫度30℃，相對濕度80%且排氣壓力為7barg的壓力露點(diǎn)分析。如果條件改變，需要重新進(jìn)行計(jì)算校核。
來源：本站原創(chuàng)
【壓縮機(jī)網(wǎng)】一、露點(diǎn)的概念
眾所周知，大氣中含有水蒸氣，這是自然界空氣所固有的，與大氣環(huán)境溫度和相對濕度有關(guān)。見圖1：溫度17℃，相對濕度86%。
平時(shí)，大氣中的水蒸氣是看不見的，但是卻能感受得到。
在日常生活中，我們經(jīng)常用濕度來表示空氣中水蒸氣的含量。比如冬天，大氣的相對濕度較低，我們就感覺皮膚干燥，需要在臉、手擦些滋潤霜，鎖住皮膚的水分；而夏天的相對濕度較高，則無需滋潤霜，皮膚都不覺得干。
還有下雨/雪，這是因?yàn)榈孛婊蚪Ｋ衷谔栒丈湎律郎?，變成水蒸氣隨大氣上升。當(dāng)上升到一定高度時(shí)被降溫，水蒸氣的相對濕度達(dá)到100%時(shí)會凝聚成小水滴，變成云。當(dāng)云中的液態(tài)水凝結(jié)成足夠大，在重力的作用下從天而降就會下雨或雪。
平時(shí)我們在下雨天開車，汽車前擋風(fēng)玻璃會起霧。那是因?yàn)槿撕舫龅臍庵袔в兴魵?，?dāng)水蒸氣遇到冷的擋風(fēng)玻璃時(shí)，水蒸氣的相對濕度達(dá)到100%時(shí)就凝結(jié)成小水滴，就是霧。
在壓縮空氣領(lǐng)域，我們經(jīng)常要使用露點(diǎn)這個(gè)概念——比相對濕度更有用的術(shù)語，用來表示壓縮空氣中水蒸氣的含量。露點(diǎn)是在一定壓力下的水蒸氣開始凝結(jié)成水時(shí)的溫度。當(dāng)空氣溫度和露點(diǎn)相等時(shí)，此時(shí)空氣的相對濕度為100%。通常有“常壓露點(diǎn)”和“壓力露點(diǎn)”。
(一)在壓力保持不變，溫度的變化會影響空氣保持水蒸氣的能力。
1.看圖2左，當(dāng)一定體積的空氣，溫度120OF（48.9℃），在100PSI（6.9bar）壓力下相對濕度為100%時(shí)，空氣含水量為0.0858g。
壓力露點(diǎn)為=120OF（48.9℃）
2.再看圖2右，在壓力不變的情況下，通過降溫，溫度由120OF（48.9℃）降到80OF（26.7℃）時(shí)，相對濕度還是100%，空氣含水量為0.0254g。此時(shí)會有一定量的液態(tài)水析出（有0.0694g水析出）。此時(shí)，壓力露點(diǎn)也從120OF（48.9℃）降到80OF（26.7℃）。
壓力露點(diǎn)為=80OF（26.7℃）
3.看圖3左，當(dāng)一定體積的空氣在相對濕度100%，100PSI（6.9bar）壓力下，溫度由40OF（4.4℃）加熱上升到120OF（48.9℃）時(shí)（圖3右），相對濕度從100%變成了7.1%，空氣含水量0.0061g，不變，壓力露點(diǎn)還是40OF（4.4℃）。
壓力露點(diǎn)為=40OF（4.4℃）
因此，在一定壓力下，相對濕度100%的時(shí)候，壓力露點(diǎn)=溫度值；當(dāng)相對濕度不是100%的時(shí)候，壓力露點(diǎn)≠溫度值。
(二)在溫度保持不變，壓力的變化會影響空氣保持水蒸氣的能力。圖4是一個(gè)空壓機(jī)等溫壓縮過程圖：
在圖4（a）一定氣量的空氣，溫度為80OF（26.7℃）、相對濕度80%，此時(shí)壓力露點(diǎn)不是80OF（26.7℃），當(dāng)從0PSI（0bar）壓力開始被壓縮到132PSI壓力（9.1bar），溫度不變，見圖4（b），相對濕度由80%上升到100%，此時(shí)壓力露點(diǎn)就是80OF（26.7℃）。
壓力露點(diǎn)為=80OF（26.7℃）
二、壓縮空氣在螺桿空壓機(jī)中露點(diǎn)的變化情況
我們來舉一個(gè)例子：一臺噴油螺桿空壓機(jī)在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，進(jìn)氣環(huán)境為相對濕度80%、溫度30℃，壓縮空氣到7barg，出口溫度45℃的露點(diǎn)變化情況。
其中，表1中的“前”（機(jī)頭壓縮前）；“中”（機(jī)頭后-后冷卻器前）；“后”（后冷卻器后）。下面我們按表1的7個(gè)參數(shù)逐一分析：
1.壓力：在壓縮進(jìn)行中，空氣的壓力在螺桿空壓機(jī)前為0.1MPa、中為0.8MPa、后為0.8MPa。
2.溫度：在壓縮進(jìn)行中，空氣的溫度變化在螺桿空壓機(jī)前為30℃、中為85℃、后為45℃。
3.相對濕度：在壓縮進(jìn)行中，空氣的相對濕度變化在螺桿空壓機(jī)前為80%、中為47%、后為100%。
4.壓力露點(diǎn)：在壓縮進(jìn)行中，空氣的壓力露點(diǎn)在螺桿空壓機(jī)的前為26.2℃、中為51.8℃、后為45℃。
5.含水量：在壓縮進(jìn)行中，空氣的含水量在螺桿空壓機(jī)的前和中為24.3g/m3、后為8.3g/m3。
可從表1中看見：在噴油螺桿空壓機(jī)的油罐中是沒有液態(tài)水的，而在后部冷卻器會逐步產(chǎn)生液態(tài)水，后冷卻器出氣口有16g/m3液態(tài)水隨壓縮空氣排出。所以在后部冷卻器之后安排一個(gè)氣水分離器，可以把液態(tài)水從壓縮空氣中分離出來，保證噴油螺桿空壓機(jī)的出口不含液態(tài)水。
圖5是空壓機(jī)各主要位置，參數(shù)和水蒸汽變化情況。
三、噴油螺桿空壓機(jī)機(jī)頭排氣溫度不能低于多少度？
我們都知道噴油螺桿空壓機(jī)機(jī)頭排氣溫度高于105℃報(bào)警，110℃停機(jī)。大家也知道，機(jī)頭排氣溫度不能太低，否則會有液態(tài)水析出使得潤滑油乳化。但是低到多少溫度會對機(jī)器有傷害呢？常見的3、5、7、8、10、13、16bar工作壓力下，要求的低溫是否一致呢？
這就不得不在不同壓力壓縮空氣的壓力露點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算了。圖6展示了假設(shè)噴油螺桿空壓機(jī)進(jìn)氣環(huán)境在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，相對濕度為80%、環(huán)境溫度分別為20～25～30～35～40℃，把空氣壓縮到2.8～3.5～5～7～8～10barg時(shí)，所需要的壓力露點(diǎn)值（機(jī)頭最低排氣溫度，高于壓力露點(diǎn)值，油罐就不會析出液態(tài)水）
1.首先我們看2.8barg：最低壓力露點(diǎn)（℃）是：
如果是環(huán)境溫度為45℃，所需要的壓力露點(diǎn)值（℃）是68.2℃（見圖7）：
2.再看3.5barg：最低壓力露點(diǎn)（℃）是：
如果是環(huán)境溫度為45℃，所需要的壓力露點(diǎn)值（℃）是72.1℃（見圖8）：
3.再看5barg：最低壓力露點(diǎn)（℃）是：
如果是環(huán)境溫度為45℃，所需要的壓力露點(diǎn)值（℃）是79℃（見圖9）：
4.再看7barg：最低壓力露點(diǎn)（℃）是：
如果是環(huán)境溫度為45℃，所需要的壓力露點(diǎn)值（℃）是86.2℃（見圖10）：
5.再看10barg：最低壓力露點(diǎn)（℃）是：
如果是環(huán)境溫度為45℃，所需要的壓力露點(diǎn)值（℃）是94.6℃（見圖11）：
就是說：螺桿空壓機(jī)的機(jī)頭排氣溫度不低于壓力露點(diǎn)溫度，都不會有液態(tài)水析出，潤滑油就不會被乳化。
所以市場大多數(shù)銷售員認(rèn)為機(jī)頭排氣溫度越低越好，或說是60℃、70℃都是從師傅那里學(xué)來的。
四、壓力露點(diǎn)在兩級壓縮的應(yīng)用
圖12為兩級壓縮螺桿空壓機(jī)原理圖，左圖為噴油螺桿，右圖為無油螺桿。它們的冷卻方式不一樣，通常在噴油螺桿的兩級壓縮采用級間噴油冷卻，而無油螺桿的兩級壓縮是采用中間冷卻器冷卻。
1.兩級壓縮噴油螺桿空壓機(jī)
由圖12可以看見兩級壓縮噴油螺桿空壓機(jī)主機(jī)需要潤滑油冷卻，一級主機(jī)壓縮時(shí)通過噴油嘴向壓縮腔內(nèi)噴油控制一級排氣溫度。在一級主機(jī)和二級主機(jī)中間再次噴油來降低二次壓縮進(jìn)氣溫度。
我們可以用表2來分析兩級壓縮噴油螺桿空壓機(jī)系統(tǒng)中露點(diǎn)的情況?？梢钥闯?，除了在后冷卻器降溫后會有液態(tài)水析出外，其它部分的相對濕度都沒有達(dá)到100%，也就是說兩級機(jī)頭的溫度都高于壓力露點(diǎn)，不會有液態(tài)水析出，潤滑油不會因此而乳化。
兩級壓縮噴油螺桿空壓機(jī)在一級壓縮后需要噴油冷卻，只要冷卻后進(jìn)入二級壓縮前的溫度不低于45℃，就不會有液態(tài)水析出。因此我們可以看到，兩級壓縮主機(jī)的噴油溫度設(shè)定在60℃而不是越低越好，就是為了避開壓力露點(diǎn)溫度。
2.兩級壓縮無油螺桿空壓機(jī)
由圖12可以看見兩級壓縮無油螺桿空壓機(jī)主機(jī)不需要潤滑油冷卻，一級主機(jī)壓縮基本是絕熱壓縮的過程，排氣溫度可以達(dá)到120℃。因此在一級主機(jī)和二級主機(jī)有個(gè)中間冷卻器對進(jìn)入二次壓縮的氣體進(jìn)行降溫。從而使得二級壓縮進(jìn)氣溫度低。
我們可以用表3來分析兩級壓縮無油螺桿空壓機(jī)系統(tǒng)中露點(diǎn)的情況?？梢钥闯?，除了在后冷卻器降溫后相對濕度100%會有液態(tài)水析出及還有中間冷卻器可能100%會有液態(tài)水析出外，其它部分的相對濕度都沒有達(dá)到100%。
因此在中間冷卻器后到二級主機(jī)進(jìn)氣，由于氣體的溫度根據(jù)冷卻效果可能會低于壓力露點(diǎn)，可能會有液態(tài)水析出，此時(shí)應(yīng)該在中冷器后加汽水分離器或提高二級進(jìn)氣溫度>45℃。
因此，兩級壓縮螺桿空壓機(jī)的二級主機(jī)進(jìn)氣溫度需要不低于壓力露點(diǎn)溫度，就不會有液態(tài)水析出，從而保證二級主機(jī)的安全。對于噴油兩級壓縮螺桿空壓機(jī)還需要考慮級間冷卻溫度和主機(jī)排氣溫度不能低于壓力露點(diǎn)，潤滑油就不會被乳化。
以上只是對環(huán)境溫度30℃，相對濕度80%且排氣壓力為7barg的壓力露點(diǎn)分析。如果條件改變，需要重新進(jìn)行計(jì)算校核。
來源：本站原創(chuàng)
網(wǎng)友評論
條評論
最新評論