英格索兰压缩机配件-小型冷干机性能测试研究

前言

    冷干机是根据冷冻除湿原理，将压缩空气强制通过蒸发器进行热交换而降温，使压缩空气中气态的水和油经过等英格索兰压缩机配件压冷却，凝结成液态的水和油，并夹带尘埃，通过自动排水器排出系统外，从而获得清洁的压缩空气。目前市场上的冷干机品牌多，性能品质参差不齐，归根结底是因为没有统一科学的设计计算及测试方法，本文通过了长时间的理论及实验摸索，总结了一套自己设计和测试方法。

冷干机设计选型

    设计选定参数：冷干机的压缩空气额定处理量M = 1 Nm³/ min（折算到标准状态下的体积流量）；额定压力P_e = 0.7 MPa；额定进气温英格索兰压缩机配件度T_e = 40 ℃；折算到空压机入口标准状态空气P₀= 0.1 MPa （绝压），T₀ = 293 K，空气容重v= 1.2 kg/ m³ 。

蒸发器进口压缩空气温度t₂ = 32 ℃时，Ps_b2 = 4.75 kPa

蒸发器出口压缩空气温度t₃ = 5 ℃时，Ps_b3 = 0.87375 kPa

求出蒸发器进、出口压缩空气含湿量

d₂ = 0.622×Ps_b2/（P_e–Ps_b2）

= 0.622×4.75/（800 – 4.75）

= 0.003752 kg/ kg （干）

d₃ = 0.622×Ps_b3/（P_e–Ps_b3）

= 0.622×0.87375/（800 – 0.87375）

= 0.00068 kg/ kg （干）

求出干压缩空气通过蒸发器冷却后释放的热量

Q₁= 60Mv（t ₂–t ₃）

= 60×1×1.2×0.24×（32–5）

= 466.56 kcal/ h

求压缩空气中的水蒸汽冷却及部分凝结成水所释放的热量

Q₂= 60 Mv [0.46×( t ₂ d₂–t₃ d₃) + (597–0.56 t₃) ×(d₂–d₃) ]

= 60×1×1.2×[ 0.46×(32×0.003752–5×0.00068)+(597–0.56×5)×(0.003752– 0.00068) ]

= 135.29 kcal/ h

蒸发器承担的热负荷

Q= Q₁+ Q₂= 601.85 kcal/ h

根据计算结果考虑一定的余量英格索兰压缩机配件，为15%~20%，取17.5%

Q_实= Q×（1+17.5%）=707.17 kcal/ h

    根据求出的Q_实即可求出其它部件的性能参数从而确定其选型，再选配好其它配件即可完成整个冷干系统的设计计算及选型。在选型及结构设计时特别注重了管道大小走向、蒸发器的蒸发能力、气水分离器的型式结构以及预冷器的结构及材料。冷干机具体的原理及结构示意图见图1。

图1  冷干机结构示意图

冷干机实验测试方法

本次实验的测试样机为标准状况下处理气量2 Nm³/ min的冷干机，实验方案的测试系统如图2所示。

1空气压缩机  2储气罐  3预冷器  4蒸发器  5过滤器  6压力表  7压力露点仪

图2  实验方案测试系统

冷干机测试结果分析

实验测试条件符合GB10893—1989规定，具体测试结果如下表1。

表1  冷干机测试结果

从测试结果可以看出：

    （1）在标准测试条件下冷干机的空气进出口压降为0.03MPa，相比空气进口压力下降了4.22%，压力露点稳定在3.1~3.9℃范围内，英格索兰压缩机配件空气出口温度在20℃以上，表明冷干机关键性能指标均能很好的满足设计要求。

    （2）目前市场上不合格冷干机主要表现为压力露点一般在10℃以上，超出了2~10℃的范围，不能满足使用要求，压降一般超过了5%，压力损失大不节能，空气出口温度太低，导致供气管道易结露给用户的使用带来了麻英格索兰压缩机配件烦。而云箭牌冷干机从测试结果及使用效果上看压降小，露点稳定，空气出口温度高，因而不仅节能，而且冷干过滤效果好，也不存在使用上的弊端。

    （3）冷干机要达到压降小，露点稳定，空气出口温度高的效果在设计和测试时应特别注重考虑管道大小走向，蒸发器蒸发能力、气水英格索兰压缩机配件分离器的分离过滤效果以及预冷器的回热效果。

结论英格索兰压缩机配件

     通过对冷干机的设计及测试可以得出其效果的好坏关键是要控制好其压降、压力露点及空气出口温度三个指标。而如何控制好这三个指标主要要做好管道大小走向，蒸发器的蒸发能力及预冷器的回热能力及气水分离器的英格索兰压缩机配件分离过滤效果的理论及结构设计。
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