为什么冬季仪表气源必须盯着露点?
为什么冬季仪表气源必须盯着露点?
核心答案
气动执行机构、气动阀、气动隔膜泵用的压缩空气里含水。压缩空气的压力露点如果高于管道所处的环境温度,水汽就在管里凝结,冬天直接结冰。一个气源管路里的冰塞,能让整条线的气动阀全部失灵。要求很明确:压力露点应低于环境最低温度 10℃ 以上,北方厂至少要做到 -20℃。
详细解析
压力露点和常压露点是两回事
这是最容易搞混的。空气压缩后水汽浓度提高,同样含湿量下露点升高。0.7MPa(表压)下压力露点 3℃,对应的常压露点约 -23℃。厂家标称的干燥机性能通常给压力露点,采购和验收时要问清楚。
冷冻式干燥机的极限就是压力露点 2~10℃,因为再低蒸发器就结冰了。这个指标在南方够用,在北方室外管道就不行——环境 -15℃,压力露点 3℃,管道里必然结冰。
北方厂需要吸附式干燥机,压力露点能做到 -40℃ 甚至 -70℃。代价是再生耗气(无热再生型损失 12%~18% 的处理气量)和吸附剂定期更换。
冰塞发生在哪里
不是均匀发生的,集中在几个位置:
管路低点和存水弯。水在这里积聚,最先冻。
减压阀和过滤器后。节流降压伴随温降(焦耳-汤姆逊效应),0.7MPa 降到 0.4MPa 大约降温 3~5℃,本来不结冰的地方在这里结。
执行机构的排气口。气动阀动作时排气,排气瞬间急剧降压降温,湿气在排气口结霜,把消音器堵死,阀门就动不了了。
长距离室外架空管的中段。
后果的严重性被低估
气动阀失灵不像水泵坏了那么直观。可能表现为:阀门开度反馈与实际不符、动作迟缓、开到一半卡住。PLC 收到的是"阀已开"的信号,实际上没开,工艺按错误的状态运行。
见过的案例是加药阀气源结冰卡在全开位置,PAC 连续超量投加 6 小时,出水铝超标,沉淀池积了一层化学污泥。查了两天才发现是气源问题。
常见误区
- 只看空压机出口有没有水,看不到水就觉得没问题。出口温度高,水汽是气态,肉眼看不见,到了冷的地方才凝结。
- 储气罐排水靠人工,一周排一次。冬天冷凝水量大,储气罐底部积水应该每班排一次,或者装自动疏水阀(要选带加热的,普通的自己会冻)。
- 用冷冻干燥机 + 管道保温应付。保温只能延缓不能阻止,室外管路只要环境温度低于压力露点,早晚会结。
- 冰塞了往管里灌酒精。酒精会溶胀气动元件的橡胶密封件,短期通了长期损坏一片。
实践建议
- 装在线露点仪监测压缩空气压力露点,报警值设为环境预报最低温 + 5℃。仪表几千块,比一次事故便宜。
- 北方厂用吸附式干燥机(微热或无热再生),压力露点做到 -40℃。已有冷干机的可以串联一台小型吸干机做二级干燥。
- 储气罐和过滤器加自动疏水阀,选带电加热的型号,或者装在保温箱内。每班巡检时手动排一次做双保险。
- 气源主管每 30~50m 设一个低点排水阀,室外段全部保温,穿越低温区的加电伴热。
- 关键气动阀(进水阀、加药阀、排泥阀)就近加装小型储气罐和单向阀,气源中断时至少还能完成一次全行程动作。
- 执行机构排气口加防冻消音器或朝下安装,避免积水结冰。已经冻住的用热风吹,不要拆开就完事——里面的冰化了会流进阀体。