烘干搅拌输送新闻动态
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驼峰空气压缩机干燥机控制方式的改进
发布时间：2013-04-28 08:39 来源：未知
1、问题的提出
1.1设备简介
驼峰空气压缩机系统是现代化驼峰设备的重要组成部分，压缩空气是电空转辙机和风动车辆减速器的动力。目前石家庄上行驼峰场采用的是5台阿特拉斯·科普柯固定式空气压缩机（GA55CP-7.5型），每台空气压缩机附带一台HFAD型无热再生吸附式压缩空气干燥机，其输出风压为0.8 MPa，是石家庄上行驼峰场101台车辆减速器和36组ZK4型电空转辙机的动力。其干燥系统的主要作用是降低压缩空气的湿度，使压缩空气进入到储风罐及通过管路到达设备终端后，经自然冷却，不至于产生过多的液态水分，影响设备的使用。同时也可以防止冬季储风罐及管路积水结冰，使设备受到损坏。
1.2能源消耗情况
该型号的空气压缩机具有较大的额定功率，每台55 kW，同时其附带的再生吸附式压缩空气干燥机额定功率为100W，而其再生耗气量为压缩机输出的10%～18%，使空气压缩系统成为驼峰场电能消耗的主要设备，每年大约需要耗费电能104万kWh，对我段的经营成本控制产生了许多不利的影响，为此，研究降低系统能耗的方案势在必行。
2、系统工作模式及存在的问题
2.1系统工作模式
图1是空气压缩机和干燥机的连接图。
每台空气压缩机经各自的干燥机输出至储风罐，各储风罐经风管路连接在一起。根据管路中风压的变化来启动或关闭空气压缩机，而5台干燥机始终处于开机状态，每台额定电功率为100W，同时消耗一定的风源使干燥剂再生。
2.2设计中存在的问题
(1)干燥机始终处于开机状态，造成了不必要的电能浪费。
每台压缩机都设有各自的启动门限值，5个门限值成级差方式排列，当管路风压降低至第一个门限值时，第一台压缩机启动，降低至第二个门限值时，第一台继续工作，同时第二台压缩机开始启动，以此类推，风压降至最低门限值时，5台压缩机才能同时工作。根据驼峰场风源的使用情况，在作业繁忙时，往往3台压缩机的间断工作基本可满足现场需要。
例如当1#、2#和3#压缩机处于工作状态，而4°和5°压缩机处于停机状态时，4°和5°压缩机的干燥机没有开机的必要。首先，前3台输出的风源不经过该干燥机，开机造成无谓的电能消耗；其次，开机后消耗一定的风源，延长了其他压缩机的工作时间，也造成大量的电能消耗。在该系统投入使用的前几个月里，平均每月的电能消耗为8,6万kWh。8.8万kWh，造成严重的浪费。
（2）干燥机的开机设计没有考虑季节性温度变化。
根据空气压缩机的技术要求，其输出的风源经设备本身的风冷却系统后，温度一般不超过30℃。自然空气经压缩后，绝对湿度剧烈增加并达到饱和水蒸气压，相对湿度达到100%，多余的水分经压缩机的排水系统排出，再经风冷系统冷却后，绝对湿度迅速下降，形成的水分被再次排出。所以，压缩机输出的风源是相对湿度为100%、温度为30C左右的高压空气。
该风源经干燥机干燥后，形成相对湿度较低的压缩空气，进入储风罐，经风管路供设备使用。
如果室外温度较低，高压空气在储风罐及风管路中被冷却，其绝对湿度不变的情况下，相对湿度增加，当温度下降到一定水平时，相对湿度成为100%，于是形成液态水。
过量水分的存在对设备会产生一定的影响。但风源做为动力使用时，对其相对湿度的大小没有要求。在室外温度较高时，形成的少量水分可以经室外的排污系统排出，而在室外温度接近或高于空气压缩机的输出温度时，压缩空气即使不经过干燥系统，在风罐及管路中也不会出现液态水分，此时干燥机的使用便成为多余。
3、改进方案
3.1控制电路的改进
综合上文所述，干燥机的常供电工作方式不但造成巨大的能源浪费，而且对干燥机本身的工作寿命也产生较大的影响，同时造成维修成本的增加。
由于在压缩机�；�，干燥机的工作对室外的压缩空气湿度几乎不产生影响，而且还消耗大量的风源，故其控制电路按以下两个原则实施了修改：
(1)干燥机的常态为停电方式；
(2)只有在空气压缩机启动时，与其相对应的干燥机随之自动启动，其他干燥机仍处于停电状态。
图2为改造后的压缩机系统控制电路示意图。
电路中，电脑控制器根据管路中的风压变化情况来控制可控接触器的接通和断开。当风压低于该压缩机设定的门限值时，可控接触器接通，外网的三相交流电供给空气压缩机，压缩机开始启动，同时干燥机借用其中一相（例如图2中的C相），得到220V交流电，也同时开始启动。
当管路中风压达到规定的值后，电脑控制器发出命令使可控接触器断开，压缩机和干燥机同时断电，停止工作。
电路于2006年底实施了修改并投入运用，到目前为止运用良好，达到了设计要求。
3.2根据室外温度变化控制干燥机工作
当室外温度较高时，压缩空气形成的液态水较少甚至根本不形成液态水，则完全可以关闭干燥机，压缩机的输出直接进入储风罐，同时适当增加排污次数，将产生的少量水分排出。试验证明，当室外温度高于15℃时，即可关闭干燥机，对终端设备不产生任何影响。
4、应用效果分析
改进方案实施之前，该系统每月的耗电平均为8.7万kWh，年均耗电总量为104.4万kWh。
2006年底，改进方案开始实施，在气温较高的5。9月，关闭了所有的干燥机。该系统全年各月份的耗电情况如表1所示。
在关闭干燥机的5～9月份，电能消耗明显降低，而且由于室外温度比较高，几乎没有什么水分形成。这样，既确保了设备的安全运行，又大幅度降低了电能消耗，全年电能消耗为69万kWh，每年可节约电能为35万kWh，促进了节能降耗工作。
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