冷干機結構原理與維護技術
一,、冷干機的特點簡介
1、工作原理
冷凍式壓縮空氣干燥機通過冷卻降溫,,是壓縮空氣中的水蒸氣凝結成液滴,,從而達到減少含濕量的目的,。凝結出的液滴經(jīng)過自動排水系統(tǒng)排出機外,只要干燥機出口的下游管路所處的環(huán)境溫度不低于蒸發(fā)器出口露點溫度,,就不會產(chǎn)生二次結露的現(xiàn)象,。
2、工作流程
A濕空氣入口 1冷媒壓縮機
B空氣散熱器 2冷凝散熱器
C高效蒸發(fā)器 3高壓儲液器
D氣水分離器 4干燥過濾器
E自動排水器 5膨脹閥
F干空氣出口 6熱氣旁通閥
G二次回溫器 7壓力開關
H手動排污閥 8&9散熱風機組
3,、冷干機除水流程
壓縮空氣先進入前置后部冷卻器(B),,把高溫的壓縮空氣溫度降低后,再進入高效率錯流的交換器(C),,此時壓縮空氣在熱交換器內(nèi)極速冷凍,,精制到2~8℃,然后進一步進入高效率的三級氣水分離器(D),,低溫的空氣在三級氣水分離器內(nèi)一級極速旋轉分離,,再進入二級超級重心分離段,然后再進入精細隔板分離段進行精細分離水份后,,被分離出來的水份利用全自動排水裝置(E)將水份排出系統(tǒng)外,,最后得到干燥的壓縮空氣。這得益于其先進的技術,。
壓縮空氣經(jīng)過冷凍,、分離后,干燥的壓縮空氣再進入回溫器(G),,利用空氣的冷量提升散熱效果,,更可以讓干燥后的出口空氣溫度進一步回升到15~40℃,以防止出口空氣管道出現(xiàn)結露,、滴水,、生銹等二次問題。
4,、制冷系統(tǒng)
系統(tǒng)工作時,,壓縮機將蒸發(fā)器所產(chǎn)生的低壓低溫制冷劑蒸氣吸入氣缸內(nèi),經(jīng)過壓縮后壓力升高(溫度也升高)到稍大于冷凝器內(nèi)的壓力時,,將高壓制冷劑蒸氣排到冷凝器中,。所以壓縮機起著壓縮和輸送制冷劑蒸氣的作用。在冷凝器內(nèi),,溫度和壓力較高的制冷劑蒸氣與溫度較低的環(huán)境空氣(或水)進行熱交換而冷凝為液態(tài),。這時液態(tài)制冷劑再經(jīng)膨脹閥降壓(降溫)后進入蒸發(fā)器,在蒸發(fā)器內(nèi)吸收壓縮空氣的熱量而汽化,。這樣,,被冷卻物體便得到冷卻,而制冷劑蒸氣又被壓縮機吸走,,開始下一個循環(huán),,這樣,,制冷劑在系統(tǒng)中經(jīng)過壓縮、冷凝,、膨脹(節(jié)流),、蒸發(fā)四個過程完成了一個循環(huán),通過連續(xù)不斷制冷循環(huán),,實現(xiàn)了制冷的目的,。
5、排水系統(tǒng)
空氣先經(jīng)過預冷器降溫,,再經(jīng)過蒸發(fā)器大幅度降溫出來大量的水,,通過擋水板或汽水分離器把冷凝水流到存污水容器,再經(jīng)過排水器排出,。
二,、換熱原理及冷干機主要部件原理
(一)換熱原理
1)顯熱:大部分傳熱是依靠溫差來傳導熱量的傳熱方式。
2)潛熱:在恒溫的狀態(tài)下物質(zhì)發(fā)生相變所傳導的熱量,。
在制冷系統(tǒng)中大部分導熱是以潛熱的導熱方式進行熱交換,,也有小部分是以顯熱方式進行熱交換。
如圖所示
(二)制冷系統(tǒng)的主要部件
1,、壓縮機
a,、作用:將低溫低壓的氣態(tài)冷媒壓縮成高溫高壓的過熱冷媒蒸氣;
b,、主要分類:活塞式,、渦旋式、轉子式,、螺桿式,、離心式;
c,、使用場合:(僅供參考)
冷干機功率為:3匹以下 轉子式
冷干機功率為:3~30匹 (全)活塞式
冷干機功率為:25~65匹 (半)活塞式
冷干機功率為: 65匹以上 螺桿式
2,、冷凝器
a、作用:經(jīng)過冷卻凝結,,使高溫高壓的過熱冷媒蒸汽變成中溫高壓的液態(tài)冷媒,;
b、冷凝器分為風冷式,、水冷式。根據(jù)用戶實際情況決定,;
3,、膨脹閥
a、作用:使高壓中溫的液態(tài)冷媒變成低壓低溫的液態(tài)冷媒,;
b,、膨脹閥分為內(nèi)平衡式,、外平衡式。附原理圖
※內(nèi)平衡膨脹閥的工作原理
內(nèi)平衡膨脹閥在工作時,,其感溫包安裝在蒸發(fā)器出口處以感測制冷劑的回氣過熱度,,進行自動調(diào)節(jié)。制冷劑經(jīng)閥孔節(jié)流后以A點進入蒸發(fā)器,,制冷劑吸熱蒸發(fā)至B點全部汽化為干飽和蒸氣,,(忽略蒸發(fā)器內(nèi)部阻力)蒸發(fā)器在B點前溫度不不變,從B點開始制冷劑為過熱蒸氣,,C點溫度就是感溫包所感測到的溫度,,感溫包內(nèi)壓力PS等于此溫度相對應下充注制冷劑(R22、R12)的飽和壓力,。
劑R22溫度,、壓力對應表
溫度
表壓
0 ℃
4.0 bar
2 ℃
4.3 bar
8 ℃
5.4 bar
10 ℃
5.8 bar
※因此當感溫包斷裂時膜片壓力PS等于1bar( 標準大氣壓)
PS<PO﹢Pf膨脹閥關閉,制冷系統(tǒng)斷路,,高壓跳機,。
4、蒸發(fā)器
a,、作用:冷媒與空氣進行熱交換,,低溫低壓液態(tài)冷媒吸收空氣中的熱量,變成低壓低溫的氣態(tài)冷媒回到壓縮機,;
b,、蒸發(fā)器分:殼管式、板翅式,。
(三)制冷附件及作用
制冷系統(tǒng)其他附件有:干燥過濾器,、視鏡、熱氣旁通閥,、儲液器,、風機壓力開關機水量調(diào)節(jié)閥、高低壓保護開關,、排水裝置等,。
1、干燥過濾器:過濾制冷劑系統(tǒng)中的水分和顆粒雜質(zhì),,清楚酸性物質(zhì)形成的危險,。
2、視鏡:
a,、流動狀況以及系統(tǒng)的狀態(tài),;
b、觀察制冷系統(tǒng)有無存在水。
3,、水量調(diào)節(jié)閥水冷式(ND-W或WW機型)冷干機配置:控制制冷系統(tǒng)中的冷媒高壓,,起到穩(wěn)定自動調(diào)整高壓,使高壓壓力得到保證,。
4,、熱氣旁通閥:控制制冷系統(tǒng)中的冷媒低壓即蒸發(fā)溫度,防止蒸發(fā)器中結冰出現(xiàn)冰堵得現(xiàn)象,。
5,、儲液器:收集并儲存液態(tài)冷媒,保證只有氣態(tài)冷媒進入壓縮機,,防止液擊的現(xiàn)象發(fā)生,。
6、高低壓保護開關:進行壓縮機自身保護的功能,,防止壓縮機電機燒毀,。當壓縮機排出壓力超過設定值或吸入壓力低于設定值時,壓力保護開關自動切斷電路,,使壓縮機得到安全保護的作用,,一般設定值為:
高壓設定值:2.5MPa 低壓設定值:0.2MPa
7、風機壓力開關:控制風機的啟動和停止,,一般高壓壓力在1.9MPa時風機自動啟動,,壓力下降到1.3~1.5 MPa左右時停止。與高低壓壓力開關的區(qū)別是風機壓力開關無復位裝置,。
(四)制冷劑的種類
1,、制冷劑R22
標準大氣壓(0.1MPa)下,沸點位-40 ℃,;表壓力(0.4MPa)時,,沸點為0℃;
A,、常用中溫制冷劑,;
B、無色,、無味,、不燃燒、不爆炸,、是安全的制冷劑,;
C、 能部分地與潤滑油相互溶解,,而且其溶解度隨著種類及溫度而變,;
D,、 含水量0.06%,。
三,、冷干機的安裝要求
1、冷凍式干燥機應安裝在環(huán)境溫度為2~38℃,,四周通風良好,,空氣潔凈的室內(nèi);特別是避免空氣中含有腐蝕類成分(如氨氣),。當室內(nèi)通風部良時,,需在機房內(nèi)安裝排風設備。
2,、冷干機與空壓機之間至少有4~5米的距離,,以防止空壓機產(chǎn)生的震動影響冷干機正常運行。
3,、風冷型冷干機的金風口與墻體距離1.5米以上,,兩臺干燥機得進風口不能面對面。冷干機四周應留有一定的空間,,以方便維修和日常維護,。
4、水冷式干燥機若冷卻水質(zhì)較差時,,應在冷卻水入口處加裝水過濾器,,冷卻水溫度在10~32℃較佳,水壓應保持在0.15~0.35 bar之間,。
5,、干燥機運轉時,本身的震動極小,,僅在地基松軟處才需做水泥基礎,,地基需選擇平坦的地方。應避免由空氣管路傳來的空壓機震動影響,,如太嚴重時需要接上高壓軟管,,以消除震動。
6,、自動排水口出口應接至排水溝,,以免污染生產(chǎn)環(huán)境,排水溝的高度不能高于排水口,。
7,、 冷干機接在氣源系統(tǒng)中,最好在空氣入口和出口之間做旁路管道,,中間設旁路球閥以便調(diào)試,、維修時用。
四、開機前的準備工作及調(diào)試
(一)做好開機前的準備工作
1,、打開電控箱,,緊固所有接線端子,以免運輸及安裝過程中有松動,;檢查電源電壓是否相符,,電壓波動范圍不能超過額定電壓的10%;
2,、檢查控制面板上的冷媒低壓表和冷媒高壓表,,兩個壓力表顯示應均衡,讀數(shù)應不小于0.4~0.95MPa,;若發(fā)現(xiàn)低于此值,,不可開啟干燥機,否則將造成壓縮機損壞,,應立即報給服務部門進行制冷系統(tǒng)檢查,;
3、工況要求檢查:空氣入口壓力,,入口溫度及處理風量,、冷卻水壓力和溫度是否相符;
4,、對于水冷式冷干機,,打開冷卻水進出水閥門;
5,、開機前必須對壓縮空氣管道系統(tǒng)進行吹掃,,以免雜物進入干燥機及過濾器影響使用。
方法:切斷干燥機得壓縮空氣入口及出口閥門,,打開旁通閥門啟動空壓機,,使氣體走旁路半小時左右,吹掃干凈,。
(二)空載調(diào)試
1,、開機前準備工作做好后,接通電源,,按下啟動鍵,;
2、觀察兩個壓力表的變化,,正常情況下冷媒高壓表顯示雅鹿上升,,冷媒低壓壓力表顯示壓力下降,并慢慢穩(wěn)定下來,;
3,、觀察冷媒高壓上升到1.7~2.0 MPa時,,風機應啟動散熱;
4,、慢慢調(diào)整熱氣旁路閥(或膨脹閥)使冷媒低壓的壓力保持在0.35~0.45 MPa之間,。此時壓縮機的排氣溫度在45~80℃左右。
注意:開機時若發(fā)現(xiàn)壓縮機有異響,、壓力表變化異常,,應立即停機并及時檢查排除故障,。
(三)加載調(diào)試
空載運行30分鐘,,進入加載調(diào)試。
1,、 關閉空氣出口閥門,,緩慢打開進氣閥門(特別是小型冷干機),并保持空氣旁路打開(若有空氣旁路系統(tǒng)),,使干燥機緩慢升壓,。
2、 檢查空氣管道,、法蘭和排水器有無漏氣,,及時排除故障;
3,、 運行15分鐘后,,緩慢打開空氣出口閥門并關閉旁路閥門,
4,、 調(diào)整熱氣旁路閥(或膨脹閥)使冷媒低壓的壓力保持在0.35~0.45 MPa之間,。觀察記錄冷媒高壓、冷媒低壓波動情況,,檢查排水裝置的動作是否正常,,觀察風機運行間隔時間,與空載運行時做比較,。
5,、 調(diào)節(jié)冷媒高壓,一般應為1.3~1.6 MPa之間(最高位2.5MPa),;若低于此范圍,,對風冷型,檢查并調(diào)整風機壓力開關設定值,;對于水冷型,,調(diào)整水量調(diào)節(jié)閥的開啟大小。
注意:加載調(diào)試時冷媒低壓會相應往上波動一點,。冷卻風機常散不停屬于正?,F(xiàn)象,,應視工況而定。
熱氣旁路閥調(diào)節(jié)方法:順時針旋轉旁路閥調(diào)整螺桿,,冷媒壓力升高,;反之則壓力降低。如圖所示:
(四)關機步驟
關機前手動排水(或排污)至水排干凈為止,;停機時,,先關閉空氣進口閥門,人后按下關機按鍵,,切斷電源,;水冷式關閉進水閥門。
五,、常見故障
(一)制冷系統(tǒng)故障
1,、膨脹閥堵塞
A、出現(xiàn)癥狀:視鏡觀察冷媒不流動,,膨脹閥出口結冰結霜,,高壓管發(fā)燙或高壓跳機。
B,、造成原因:臟堵,、冰堵、感溫毛細管斷裂
C,、處理步驟:
調(diào)整膨脹閥過熱度,;調(diào)整膨脹閥的開啟度大小,;
提高感溫包過熱度,,提高PS壓力;如用手捂住感溫包,,或者將感溫包放入溫水中,;
提高冷媒高壓(風機開關設定值),關閉熱氣旁路閥,,進行沖擊臟堵,。
2、干燥過濾器堵塞
A,、出現(xiàn)癥狀:干燥過濾器進出口有明顯的溫差,,或過濾器出口出現(xiàn)結露現(xiàn)象。
B,、處理步驟:更換干燥過濾器
注意:當系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞,,設備在空載運行時,高,、低壓壓力值可能都在正常值范圍內(nèi),;當加載運行時出現(xiàn)高壓嚴重偏高,,甚至高壓跳機。在長時間運行中,,大量的高溫高壓氣體從熱氣旁路節(jié)流直接回到低壓回氣管,,而后會引起壓縮機發(fā)燙,高壓回氣管溫度升到上百度,,甚至導致電機燒毀,。壓縮機過熱時,壓縮機內(nèi)部熱保護開始工作保護,;只有在壓縮機溫度自然冷卻后,,方可重新開機。
3,、壓縮機故障
A,、造成原因:負載超標、電機燒壞,、冷干機長期不正常工作、泄漏,、啟動電容(小型機)損壞等,。
B、判斷方法:
①測量電機阻值來判斷
三相電機:
ROA=ROB=ROC
兩相電機:ROA=ROB+ROC
(ROB=ROA+ROC)
(ROC=ROA+ROB)
② 測量壓縮機接地電阻的情況,;
③ 檢查壓縮機所配電容的情況(ND-05~ND-100AC冷干機配有)
電容檢測方法:將萬用表的檔位調(diào)到最大量程檔(200兆歐以上),,兩只探針接電容兩端,無論是電子式還是指針式萬用表,,其顯示數(shù)值都是瞬間很小,,然后緩慢增大。電容容量越大其增大速度越慢,。如果量得電容電阻值為0或∞,,并無變化,則可以判斷電容漏液或擊穿,。
④ 觀察開機后壓縮機是否有動作(或異響),,手感覺壓縮機中部是否發(fā)燙;檢查壓縮機是否有“抱死”現(xiàn)象,,必要時可用橡膠榔頭或小木棍敲擊壓縮機中部,,再開機觀察壓縮機是否動作;
⑤ 用電流表測量壓縮機運行的電流大小,,判斷是否正常,。
4、制冷系統(tǒng)漏氟
A,、出現(xiàn)癥狀:停機后冷媒高壓表,、冷媒低壓表顯示壓力為零或者壓力低壓0.4MPa以下,。運行時壓縮機及高壓管的表面溫度高、發(fā)燙,,冷媒高低壓多出現(xiàn)偏低狀態(tài),;如嚴重漏氟,會導致低壓報警,。
B,、處理步驟:須查漏、補漏,,并灌氟重新調(diào)試,。
C、蒸發(fā)器內(nèi)漏的判斷方法:
① 停止冷干機工作,,將制冷系統(tǒng)內(nèi)的冷媒放光(注意應完全放光,,即壓力表上顯示為零),針閥關閉,;
② 打開壓縮空氣進口閥門,,使壓縮空氣通過蒸發(fā)器。這時觀察冷媒壓力表的變化,。如果蒸發(fā)器內(nèi)漏,,一段時間后冷媒壓力表逐漸有壓力,并達到壓縮空氣的壓力大小,。這樣可以判斷是蒸發(fā)器內(nèi)漏,。
D、如果通入壓縮空氣后,,長時間冷媒壓力表上沒有變化,,或者只有一點點的升高,則不一定是蒸發(fā)器內(nèi)漏,。原因是少部分氟利昂會溶入在冷凍油中,,然后緩慢的釋放出來。
(二)空氣系統(tǒng)故障
1,、 空氣系統(tǒng)在設備進口與出口有壓力降
處理步驟:
A,、蒸發(fā)器內(nèi)部冰堵,冷媒低壓偏低,;調(diào)整冷媒低壓在0.35Mpa之上,;
B、壓縮空氣前置過濾器濾芯失效,;
C,、空氣壓力表壞;
D,、排水系統(tǒng)嚴重漏氣
2,、 空氣系統(tǒng)除水不良
處理步驟:
A,、壓縮空氣入口壓力嚴重偏低;
B,、排水系統(tǒng)不排水,,電子排水器時間設定短;
C,、浮球排水器臟堵,,手動排污不及時。
D,、更換濾芯,。
(三)電器系統(tǒng)故障
1、高低壓開關斷路
處理步驟:屬于保護措施,,手動復位并檢查制冷系統(tǒng)情況
2,、熱繼電器斷路
處理步驟:檢查熱繼電器電流選向,并查實際電流值
3,、按下啟動按鈕不啟動
處理步驟:
①接觸不良,;
②高低壓開關保護,或者溫度開關保護,;
③延時時間未到,;
④檢查控制系統(tǒng)。
4,、開機跳空氣開關
處理步驟:
A、檢查線路是否有短路或接觸不良造成缺相現(xiàn)象,;
B,、檢查電磁接觸器;
C,、測量實際運行電流值,;
D、檢查壓縮機電機阻值,,判斷壓縮機是否運作,。
5、控制系統(tǒng)保險絲燒掉
處理步驟:
A,、檢查電子排水器線圈阻值是否短路,;
B、根據(jù)控制系統(tǒng)原理圖查短路地方,。
6,、接上電源壓縮機不運行
處理步驟:
①檢查電源相序,再查原理圖,。
②電源進線不符合要求,。
③壓縮機故障
(四)排水系統(tǒng)故障
1,、排水口處冰堵:調(diào)整冷媒低壓到正常值。
2,、浮球排水器臟堵:清洗浮球排水器,。
3、電子排水器不排水:檢查電子排水器線圈,,及電器原理圖,。
排水系統(tǒng)的重要性:當冷干機除下凝結水后,不能 及時的排水,,空氣的流速把凝結水帶出冷干機到用戶的用氣點,,帶來氣源中含水。因此用戶要經(jīng)常利用手動排水按鈕ESC進行排水,,觀察電子排水器的排水時間,,進行重新設定排水時間。
六,、冷干機的日常維護和保養(yǎng)
(一)每班觀察記錄儀表值4次
1,、壓縮空氣進出口壓差不超過0.035Mpa;
2,、 冷媒低壓表0.3 Mpa-0.5 Mpa,;
3、 高壓壓力表1.2 Mpa-1.9 Mpa,。
(二)經(jīng)常觀察排水,、排污系統(tǒng)
電子排水閥的動作正常,卻無水排出,,很可能是過濾網(wǎng)堵塞,,這時需清洗過濾網(wǎng)。
1,、關閉排水閥的前端球閥①,。
2、按測試按鈕②,,排出殘留的壓縮空氣,。
3、擰開過濾網(wǎng)塞頭③,,取出過濾網(wǎng)④,。
4、將過濾網(wǎng)④浸泡于肥皂水中約10分鐘,,再用清水清洗(或用凈化后的壓縮空氣吹掃),。
5、清洗完成后,裝回過濾網(wǎng)④及過濾網(wǎng)塞頭③開啟前端球閥①,。
在部件無損害的情況下,,電磁閥漏氣,其原因可能是冷凝水中大量粉末狀物穿過過濾網(wǎng),,進入閥芯與護套之間的間隙,,將閥芯卡住,這時需清洗閥芯,。
1,、切斷排水閥電源
2、取下線圈,,擰開六角螺母,,取出閥芯和兩根彈簧,清洗閥座,、閥芯和彈簧及閥芯護套,,再重新安裝完畢。
3,、在取下線圈之前,,電子排水閥必須斷電,否則通電的線圈在脫離閥桿后會燒毀,。
(三)經(jīng)常觀察冷卻水系統(tǒng),、壓縮空氣系統(tǒng)的進口溫度
1、冷卻水水溫2~32℃,;
2,、水壓0.15~0.3Mpa;
3、壓縮空氣進氣溫度一般應≤45℃(以手摸進氣管不燙為宜),,特殊除外,。
4、冷卻水應保持清潔,,Y型過濾器半個月清洗一次,水質(zhì)好每月一次,;水冷凝器每年清洗一次(具體視水質(zhì)而定),,風冷凝器每個月清洗一次;
風冷凝器的清洗,,應盡量避免壓傷風冷凝器翅面
風冷凝器的周圍應保證足夠的空間通風散熱,,不能在太陽光的直射下工作;定期用壓縮空氣清除表面積灰,,清洗用壓縮空氣的流量,、壓力不可太大。
殼管式水冷凝器的清洗:關閉冷卻水進出口,打開未接水管的端蓋,,端蓋外部和墊片只需用水清洗,;銅管內(nèi)部用氣體、水或連有抹布的棍子清洗,;清洗時應注意用力不可太大,,以免弄破內(nèi)部銅管。
(四)經(jīng)常觀察制冷系統(tǒng)
1,、壓縮機每天至少用手觸摸一次,,正常為冰潔、結霜,;
2,、干燥過濾器每一星期用手摸兩側溫差,溫差不宜很大(進口熱,、出口涼則需要更換),;
3、若發(fā)現(xiàn)壓縮機有異常聲音及發(fā)熱應盡快與售后服務聯(lián)系,。
(五)檢查電器控制系統(tǒng):吹掃灰塵,,緊固接線端(必須在不帶電下進行)
(六)外表保養(yǎng)
定期用干凈毛巾擦除設備表面油污、塵埃,。清除安裝冷干機,、空壓機地面的灰塵及油污,保持環(huán)境整潔,。