压缩空气质量与参数


压缩空气是工业中不可或缺的一部分,但它也存在挑战。不可避免的是,压缩空气中的水分存在会限制其性能。空气中固有地包含水分,当空气被压缩时,水蒸气的分压会上升。这会带来增加露点的连锁反应。需要记住的是,压缩空气与我们呼吸的空气具有相同的特性:例如,炎热夏日中充满湿润的潮湿空气。关于空气压力对湿度的影响,可以参考 《湿度学院理论 5——温度与压力的影响 》是有用的资源。

        还应注意,与一氧化二氮等其他储存气体不同,压缩空气的调节并不严格,会导致空气质量问题,及时各项参数变化。这意味着质量控制的责任往往完全落在用户身上,没有可追溯的责任线。
如果下游过程被水分污染,会有什么影响?
        根据使用场景,湿气会给工业带来各种问题,导致维护增加和停机时间:

  • Internal corrosion of metal components and tubing
    金属部件和管材内部腐蚀
  • Freezing and expansion of moisture at low temperatures
    低温下水分的结冰与膨胀
  • Sensitive instruments can be affected by the presence of moisture
    敏感仪器可能会受到湿气的影响
  • Potentially harmful bacteria can form and breed in moisture
    潜在有害细菌可以在潮湿环境中形成并繁殖

在我们解决压缩空气中受污染水分可能带来的问题之前,有一些因素必须考虑。


用哪种工程湿度尺度来表示低湿度?
“露点”指的是空气达到的温度,此时水蒸气会变成液态。如果温度低于此点,水会形成固体液滴,附着在固体表面或使气流饱和。当气压升高时,露点温度升高。考虑到这些因素,我们可以考虑控制气压和温度的工具,并测量露点。通过使用这些工具,我们可以减轻压缩空气中水分带来的负面影响。
哪些国际标准定义了压缩空气质量水平?
ISO 8573-1 是空气质量的国际标准。该 ISO 的存在旨在规范所有工业用途的空气质量。压缩空气中的水分、污染物、颗粒物和油品含量均受 ISO 8573-1 标准约束。根据使用场景,确保压缩空气中的湿度符合相应的质量等级至关重要(见下文)。再次强调,湿度测量工具可以帮助我们保持水汽水平的可接受范围。

我们如何控制压缩空气中的湿度?
必须去除压缩空气中的水分以确保其安全使用。一个有效的解决方案是使用压缩空气烘干机。压力摆动式吸收干燥机通过将压缩空气中的水分与化学物质结合来工作。这会让空气中去除吸水,但由于需要大量吸收化学品,成本较高。
吸附干燥是更受欢迎的选择。该方法通过将压缩空气通过一种称为干燥剂的吸湿材料。这种物质随着时间会被水分饱和,需要再生。这可以通过加热环境空气并用来干燥吸湿材料来实现。以下是吸附干燥(也称为干燥剂自然干燥)工作原理的一个示例。
如果系统低于露点运行,过滤器也是去除饱和水分的好方法。通过将压缩空气通过过滤器,液滴被收集并凝聚,准备从系统中去除。一旦水滴足够重,这些水滴会落入湿气陷阱。这些过滤器在低压环境下效果显著,尤其能去除气溶胶,符合 ISO 8573-1 标准。

我们如何经济且可靠地测量压缩空气中的湿度?
压缩空气中的水分在实际和法规层面都会引发问题。因此,每当这些问题出现时,我们必须考虑并加以缓解。实现这一点的方法是确保我们压缩空气中的湿度被密切且准确地监测。然后我们可以将这些读数与 ISO 8573-1 参数进行测量。

我们已经确定,任何使用压缩空气的应用都需要露点测量方法。但现代工程师有哪些选择呢?像 SF82 露点发射器这样的产品非常适合在压缩空气干燥机中监测压缩空气的湿度。该发射器经过特别设计,能够在压缩室典型条件下具备耐温性。气温可达+50°C(+122°F);SF82 仍能精确测量至-60°C(-76°F)的露点。

 

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