某钢厂零气损干燥机露点改善实践总结

摘要：介绍了零气损干燥机的结构和工作原理，以及这些设备在投运以后出现了一些问题，通过对这些问题进行分析和处理，总结运行标准，让干燥机发挥最佳运行效果。

关键词：干燥机；露点；温度

0 引言

在钢铁行业中，压缩空气应用范围广泛，为生产提供仪表、动力、除尘等气源，随着设备精度越来越高，自动化越来越先进，对压缩空气的品质要求也逐步提高，某钢厂压缩空气系统共建设4个空压站，26台空压机配套26台干燥机。2020年开始对干燥设备进行改造升级，将原组合式干燥机替换为鼓风零气损干燥机。

1 实验材料与方法

1.1 零气损干燥机工作原理介绍

零气损干燥机主要由汽水分离器、吸附塔、鼓风机、过滤器、加热器、冷却器以及若干阀门组成。

零气损干燥机由两个干燥塔组成，主要工作原理是利用吸附剂的吸水特性，对压缩空气进行物理吸附，从而将压缩空气中的水分除去；与此同时，另外一个吸附塔进行再生。再生完毕后与工作的再生塔进行切换，依次反复进行， 使得压缩空气出口压力露点达到-40℃以下[1]。具体流程见图1。

1.2 运行现状分析

自2022年完成改造投运以来，压缩空气经干燥出来的压力露点时常出现高于控制露点-40℃的情况，严重时可达-10℃及以上，对压缩空气品质控制造成一定威胁。经分析统计，露点超标的设备主要分布在1/2/4号空压站。

1.3 影响干燥机露点波动因素

据现场调研以及查阅相关文献资料，影响干燥机露点波动主要有以下几点；

1）干燥机进气量

当进气流量超过设计标准时，干燥机干燥吸附能力下降较快，运行周期末期容易出现露点超标，反之露点处于更好水平。站区干燥系统运行模式主要集中主管供气，经干燥机、过滤器输送到外部汇总管，每台干燥机的流量受流经的干燥机、过滤器、管道、阀门阻力影响，阻力大时流通量减少，反之增加。从1号空压站跟换3组滤芯后其干燥机压差从4 kpa上升至12 kpa（表明流通量增加，已经大于设计标准250 Nm3/min），同时这三组干燥机的露点出现一定幅度下降，该现象表明过滤器的压阻差异可能是影响流量分配不均的主导因素之一。

2）吸附剂吸附能力和比例配置

吸附剂是干燥机实现干燥能力的最关键材料，其能力主要体现在填料的种类、比例和填装量，目前常用的填料为分子筛和Al2O3，其中分子筛的吸附能力是Al2O3的1.8倍左右，相同填装量下分子筛填装比例越高干燥能力越强。

3）干燥机的加热再生和循环周期设定

在有限的吸附能力内干燥机的运行周期越长，末期的干燥性能越差。干燥剂的再生是否完全由再生温度和时间决定，在合理区间内再生温度越高，实现完全再生所需的时间越短，再生是否彻底对干燥能力影响较大。

4） 环境温湿度

空气湿度高时，进入干燥机的压缩空气湿度也会上升，在一定程度会缩短干燥剂吸附能力的消耗时间，从而影响露点。另外，干燥剂采用空气加热循环再生，空气湿度大对再生能力有影响，该类因素应当在设计时加以考虑。

5）其他

如干燥剂的劣化、干燥机入口温度过高、干燥剂填装形式、干燥剂质量等。

2 实验结果与分析

2.1 露点超标原因初步分析

1）个别干燥机存在过滤器堵塞情况

1号空压站共配置7台空压机（对应7台干燥机），对该空压站进行干燥机过滤器检查发现，部分干燥机进出口压力差相差较大，其中5/6号干燥机压差在10 Kpa以上，其它干燥机在3-5 Kpa，依次初步反推压差较小的存在干燥机后过滤器堵塞情况，经对2/3/5号空压机过滤器拆解后，均发现过滤器内滤筒出现内部挤压变形，过滤材料表面和内部有较多的棕褐色粉尘。过滤器的变形以及堵塞导致了过滤器压差较大（对应的干燥机压差现象为较小），空气流通阻力变大，流通量减少。根据不同干燥机前后的压差我们可以初步判断5/6号干燥机过滤器压差相对较2/3/4小（干燥机压差较大），空气流通处理量大，干燥剂的吸附能力下降较快，干燥露点最大值也较大；2/3/4号干燥机过滤器压差较小，空气流通处理量小，燥剂的吸附能力下降慢，干燥露点整体比前者好。

2）吸附塔填料量未达标以及种类配比不合理

根据满足露点＜-40℃的前提下，测算的填料量需满足单塔至少4吨；而据现场施工时填料添加时候的数据统计，单塔填充量大都在3.5吨左右，比计算标准少；

同时吸附塔设计填料组分主要有分子筛以及活性氧化铝，填充1∶2/1∶3不等。因为氧化铝具有高强度，不易破碎；在相对湿度高区间（60%～100%），吸水性能要优于分子筛，但随着含湿量逐渐降低，吸水性不如分子筛。所以，比例调整合理也是影响露点能否稳定达标的原因。

3）干燥机进气温度偏高

按照干燥机设计拟定工况条件为满足小于40℃的进气要求，但据现场实测改造干燥机情况，部分设备进气维持在40～45℃，据查看空气饱和含水率对照表可得在同等压力下，45℃的压缩空气含水量约为40℃的1.28倍，极大增加吸附塔的处理量，对于干燥效果造成很大波动[1]。

2.2 实验调整

1）对过滤器进行更换

3月份对1号空压站2/3/4号干燥机后滤芯进行更换后，干燥机压差从3～4 kpa上升至10～17 kpa，表明过滤器阻力损失减小，空气流通量增加，吸附剂处理能力下降增快，相应的露点最大值也出现上升情况，而原来5/6/7干燥机压差出现下降，空气流通量减少，吸附剂处理能力下降变慢，相应的露点最大值也出现下降情况，露点有所改善，其中6/7号干燥机达到-40℃以下。

2） 进行补加填料

根据设计标准，以及结合吸附塔的剩余空间进行调整，每座塔填充量调整为4吨，同时按照氧化铝：分子筛=3∶2的比例进行配置。在补充填料后的干燥机露点温度由-20℃提升至-35～-40℃之间，极大改善压缩空气的品质。

3）改善冷却器换热效果

干燥机的进气温度偏高主要原因空压机冷却不充分，据现场拆检空压机三级冷却器发现，水管侧大部分存在堵塞以及腐蚀。针对此现象，主要通过缩短冷却器维护周期，同时调整冷却塔风机导叶以保证换热效果，进一步降低空压机冷却器进水温度。经过调整，当前1～3号空压站干燥机进气温度可以保证在≤40℃。

3 结束语

干燥机的露点对于压缩空气品质是否达标起着决定性作用，通过本文的研究分析，后续对于类似露点超标情况的排查处理有着重要借鉴意义。

参考文献

［1］ 吴先吉，孙光华.零气损干燥机在梅钢的应用［J］.梅山科技， 2019（1）：3.DOI：CNKI：SUN：MSKJ.0.2019-01-002.