淺談全廠集中空壓站管道帶水的治理

全工廠的集中供水站是公司生產(chǎn)所需的能源設(shè)備。然而，在使用中，管道中的水非常濃，尤其是冬季北方，管道會被堵塞，從而影響設(shè)備的正常運行。天津天鋼聯(lián)合特鋼公司2011年實施升級改造,新建一座1000m3/min的空壓站設(shè)備,該設(shè)備在運行過程中同樣受到這個問題的困擾,既給生產(chǎn)使用帶來問題,又造成了能源的浪費。壓縮空氣作為鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)必不可少的、重要的能源動力介質(zhì),使用的是否合理,直接關(guān)系到設(shè)備安全穩(wěn)定的運行,空壓站地址應(yīng)選在廠區(qū)哪位置合理?建在用戶附近,還是建在哪里都行?壓縮空氣管網(wǎng)設(shè)計什么形式是合理的?相信每個設(shè)計單位和使用單位的得出的結(jié)論都不一致。本文就聯(lián)合特鋼公司壓縮空氣的合理使用進行認真總結(jié)。1氣力輸送白灰裝置聯(lián)合特鋼公司新建空壓站設(shè)備投產(chǎn)后不久,在煉鋼廠首先發(fā)現(xiàn)用作儀表氣源的壓縮空氣中有水,當時由于是夏天,加強了排水,沒有影響生產(chǎn);到了冬天出現(xiàn)了冰堵現(xiàn)象,在氣尾處的用于氣力輸送白灰裝置處的儲氣罐有排不完的水,并時常發(fā)生冰堵,多次造成停產(chǎn)。對生產(chǎn)影響極大。新建空壓站位于公司最北端的制氧車間內(nèi),空壓機流量250m3/min*4,每臺空壓機都配有一臺壓縮熱再生式干燥機,也就是說空壓機與干燥機一對一配置,設(shè)計要求干燥后露點-20℃以下,實際采購設(shè)備要求干燥后露點-40℃以下。氣體用戶從北到南,輸送管道是普通的無縫鋼管,中間沒有任何裝置設(shè)備,在各用氣點根據(jù)用氣量設(shè)有容積不同的儲氣罐?？諌赫揪嚯x煉鋼最近,管道長度約500米,各用氣點的儲氣罐都自行定期排水,否則無法正常生產(chǎn)。2干燥機干燥流程聯(lián)合特鋼公司的空壓站設(shè)有四臺250m3/min離心式壓縮機,與四臺余熱再生式干燥機一對一使用。為設(shè)備儀表提供氣源的空氣壓縮干燥流程:空氣經(jīng)吸入過濾器過濾顆粒雜質(zhì)后進入空壓機經(jīng)過三級壓縮,溫度約為110℃,進入壓縮熱再生式空氣干燥機。經(jīng)過干燥機的壓縮空氣,經(jīng)50*2m3/h儲氣罐后送入外管網(wǎng),至各用戶。2.1干燥劑的再生見圖一:干燥機工藝流程圖壓縮熱再生式空氣干燥機是利用空壓機高溫排氣的熱量,對吸附干燥劑直接加熱,使干燥劑得到徹底再生,由于其加熱再生時無耗氣,不用電,最大程度地節(jié)約了能量。我公司使用的MH系列壓縮熱再生式空氣干燥機,有兩臺吸附罐(干燥塔),A塔工作,B塔再生;B塔工作,A塔再生,控制方式為PLC全自動控制,標準循環(huán)周期是8小時。2.2空氣方向控制回路干燥機主要由二個填充有防水凝膠的吸附罐(干燥塔)構(gòu)成。此外有一個水冷冷卻器,冷卻器串接一個氣液分離器,連接管是鋼管。為控制各個周期壓縮空氣的流動方向,總共裝有十個閥組,每個閥組由一連桿與傳動裝置相連。傳動裝置裝有限位開關(guān)(閥門到位信號反饋裝置),這樣只有上一個操作結(jié)束以后,才能開始下一個切換。采用氣動傳動裝置,由二位五通電磁閥來控制。經(jīng)干燥機干燥后露點達-40℃以下的壓縮空氣,經(jīng)管道送入2*50m3/h儲氣罐,由儲氣罐出口管道送到公共管網(wǎng)至各用戶端。3濕空氣露點的概念其采氣比為“溫度”,其溫度降至“露點”未飽和空氣在保持水蒸氣分壓力不變(即保持絕對含水量不變)情況下降低溫度,使之達到飽和狀態(tài)時的溫度叫“露點”。溫度降至露點時,濕空氣中便有凝結(jié)水滴析出。濕空氣的露點不僅與溫度有關(guān),而且與濕空氣中水分含量的多少有關(guān),含水量大的露點高,含水量少的露點低。大氣露點與水份含量關(guān)系圖表如下:4分析壓縮帶水的原因壓縮空氣經(jīng)干燥機后送到管網(wǎng),由于沿途與管外空氣換熱,使管道內(nèi)的空氣溫度降低,空氣中一部分水蒸氣析出,壓縮空氣帶水原因有:4.1干燥機露點含水量干燥機在夏季運行時已有帶水問題,只是用戶自行定時排水,沒有引起重視。當環(huán)境溫度降到10℃左右時,壓縮空氣中含水量會大大增加。干燥機后露點多數(shù)要高于-40℃,造成輸送管道中的壓縮空氣含水量增加,氣力輸送管道發(fā)生冰堵,氣動閥門不動作等等問題。2011年12月份,由于壓縮空氣中含水量太大,造成了氣力輸送停產(chǎn)三次。4.2倒桶排水器液位控制干燥機設(shè)有兩個自動排水器,一個是氣動球閥,設(shè)定為定時排水;還有一個是倒桶排水器,采用液位控制。雖然設(shè)有兩個排水器,但排水效果不理想,排水器易發(fā)現(xiàn)故障,要求定期維護,但實際中沒有按照規(guī)程要求去做,造成排水效果差。4.3排水液對水冬季環(huán)境溫度降低,儲氣罐下部手動排污閥需要常開,將水排出。特別是位于壓縮空氣管網(wǎng)末端的氣力輸送儲氣罐下部的手動排污閥易凍結(jié),無法及時清除掉壓縮空氣中的全部水分,導(dǎo)致管道結(jié)冰,造成氣力輸送停止,影響生產(chǎn)。4.4空壓站的設(shè)計沒有嚴格執(zhí)行GB50029-2003《空壓站設(shè)計規(guī)范》,《空壓站設(shè)計規(guī)范》對空壓站位置的要求,是“靠近用氣負荷中心”,而我公司空壓站沒有設(shè)計在靠近各用戶的中心位置,而是設(shè)在最北端,離最近的用戶約500米。工廠設(shè)計沒有考慮北方長距離輸送壓縮空氣的凝結(jié)水析出問題,管路沒有設(shè)置分水排水設(shè)備,空氣中析出的水只能在管道中隨空氣運動,對管網(wǎng)末端設(shè)備的運行造成較大的影響。4.5干燥機工作程序中斷壓縮機設(shè)計采用恒壓+卸載,當達到設(shè)定的壓力時,為防止超壓,設(shè)計為進口導(dǎo)葉閥全關(guān),放空閥全開,一臺設(shè)備全部卸載,造成干燥機自動工作程序中斷,空壓機從新升壓后,干燥機的程序也從頭開始,如此反復(fù),造成了分子篩吸附劑的中毒,吸附性能下降,送出的壓縮空氣的露點達不到設(shè)計值,造成空氣中含水量增大。4.6乾隆皇帝可能體積設(shè)計為小由于干燥后的露點不穩(wěn)定,經(jīng)常有-20℃、-30℃等的情況,我們懷疑干燥機不能將壓縮空氣中的水徹底吸附,吸附容量不夠。5空氣露點的保護與管理5.2定期檢查干燥機的自動疏水器,及時清理,保證排水,要求操作人員加強檢查,定期維護保養(yǎng),嚴格按照操作規(guī)程進行檢查。5.3增加了壓縮空氣管網(wǎng)的分水器,在管道外網(wǎng)及進各用戶處都安裝了分水器。3月份利用檢修增加后,可定時排出水來,隨著氣溫的升高,排水量減少。5.4在壓縮空氣的最大用戶也是最終端用戶--氣力輸送處,增加了一臺干燥機。5.5在冬季到來前,對管道增加加熱保溫,采用蒸汽伴熱外部保溫,一冬保證了安全生產(chǎn)。5.6遠期的整改方法:將4臺空壓機匯到一根總管,在總管后再分4個支路進入4臺干燥機干燥,不論那臺空壓機停車或出現(xiàn)問題,都有足夠的氣量保證干燥機的正常工作,不會對干燥機造成傷害,保證空氣露點的相對穩(wěn)定。5.7我們一直在與干燥機廠家進行聯(lián)系,力求在干燥機的改造中做些文章,徹底解決壓縮空氣帶水問題。6融合使用,加強管理技術(shù)改進實踐證明空壓站設(shè)計要求對于需要干燥空氣的用戶,干燥機安裝在用戶處,這是很關(guān)鍵的。干燥機安裝在源頭,輸送管路長,既使送出的是常壓露點低于-40℃的干燥空氣,在用戶處同樣會有水析出,如果沒有排水裝置,長時間不排水,夏天水多,冬天造成管道冰堵。經(jīng)過一冬天的使用、完善、改造,基本上將壓縮空氣帶水的問題整改完成,但因設(shè)計等原因帶來的問題已經(jīng)沒有辦法徹底改變,只能作為今后吸取的經(jīng)驗教訓。今后將進一步加強管理,不斷進行技術(shù)改進,對壓縮空氣供給作進一步的工作,以保證設(shè)備的良好運行,保證能源介質(zhì)的正常供應(yīng)。5