壓縮空氣幹燥裝置選型及經濟分析

　在現代企業(ye) 裏，壓縮空氣的使用越來越普遍，常見的幹燥裝置主要有吸附式幹燥裝置和冷凍式幹燥機兩(liang) 種。 

　　冷凍式幹燥機的有效供氣量可達到100％，但是，由於(yu) 受工作原理的製約，冷凍式幹燥機的供氣露點低隻能達到3℃（壓力露點）左右，而且它受進氣溫度的影響很大，進氣溫度每升高5℃，製冷效率要下降30％，供氣露點將顯著升高。同時，冷凍式幹燥機必需耗費一定的電能和冷卻水。 

　　吸附式幹燥裝置主要有：無熱再生幹燥裝置和加熱再生幹燥裝置兩(liang) 種，它們(men) 或要耗氣，或要耗電，綜合算起來，能耗都高於(yu) 冷凍式幹燥機，它有冷凍式幹燥機不可替代的優(you) 點：供氣露點低、穩定。目前常見的吸附式幹燥裝置主要有兩(liang) 種：無熱再生幹燥裝置和微加熱再生幹燥裝置。 

　　無熱再生幹燥裝置是利用約15％的成品氣對再生塔的吸附劑進行吹掃再生。其優(you) 點是：結構簡單，維護方便；缺點是：耗氣量大、能源品位高，有效供氣量小，而且有時露點不夠穩定。 

　　微加熱再生幹燥裝置，需使用電加熱器，將7％的成品氣加熱後，送入再生塔，使吸附劑升溫再生。然後，還要利用7％的成品氣，再將吸附劑冷吹常溫。它的優(you) 點是：工作周期比較長，而且供氣露點穩定；缺點是：耗能仍然偏大，既要耗費7％的壓縮空氣，也要耗費一定的電能。 

　　依照吸附原理，吸附劑吸水後，必須對它施加一定的能量才能使吸附劑解附。如何才能既節省能量，又能吸附劑*解附，來獲得幹燥壓縮空氣，YR係列餘(yu) 熱再生幹燥裝置，解決(jue) 了以上問題。 

　　一、餘(yu) 熱再生幹燥裝置的工作原理 

　　餘(yu) 熱再生幹燥裝置的主要工作原理，是利用氣體(ti) 被壓縮時所產(chan) 生的熱量，加熱幹燥塔裏的吸附劑，使其解附。我們(men) 知道無論是活塞壓縮機，還是螺杆式壓縮機，氣體(ti) 在被壓縮時，都會(hui) 產(chan) 生大量的壓縮熱。按常規的空壓站設計規範，壓縮空氣必須冷卻40℃以下，再送入後級設備進行幹燥處理。這樣，大量的熱能被浪費。而餘(yu) 熱再生幹燥裝置的創新是利用了這部分能量。 

　　在YR餘(yu) 熱再生幹燥裝置流程裏，高溫的壓縮空氣首入幹燥裝置的再生塔裏，使吸附劑升溫解附，然後再通過幹燥裝置的後冷卻器降常溫，後再進入吸附塔進行幹燥。當再生塔的吸附劑升一定溫度時，停止加熱，利用平均2％～3％的成品氣進行冷吹常溫。由於(yu) 在吸附塔再生過程中，利用了空氣壓縮時產(chan) 生的熱能，因而幹燥裝置幾乎不消耗其它能量，大大減少了幹燥裝置的運行費用。可以說，YR係列餘(yu) 熱再生幹燥裝置是真正意義(yi) 上的節能產(chan) 品。 

　　山西華澤鋁電公司使用的4台200m3／min離心式無油壓縮機，離心式空氣壓縮機產(chan) 出的壓縮空氣是無油的，其後不需要安裝除油過濾器。離心式空氣壓縮機占地麵積較小，噪音不大，工作環境較好。從(cong) 工況條件來說，選用餘(yu) 熱再生幹燥裝置是非常合適的。 

　　下麵，將公司的實際情況，分別按冷凍式幹燥機、微加熱再生幹燥裝置、YR餘(yu) 熱再生幹燥裝置、無耗氣餘(yu) 熱再生幹燥裝置作投資和運行費用的粗略比較。 

　　二、設計條件 

　　1、計算條件：200m3／min無油壓縮機，每台功率為(wei) 1100KW；壓縮機末級冷卻水量：40t／h；一年365個(ge) 工作日，每天24小時連續運行；電價(jia) 按0.22元／度計（自備電站）。 

　　2、供氣指標：壓力露點：5℃，流量Q1＝480m3／min；壓力露點：－20℃，流量Q2＝80m3／min 

　　三、投資及運行費用比較 

　　1、方案一4台160m3／min冷凍式幹燥機，3開1備；2台80m3／min微加熱再生幹燥裝置，1開1備。 

　　160m3／min冷凍式幹燥機，冷媒壓縮機功率：26.75KW，冷卻水量：40t／h；80m3／min微加熱再生幹燥裝置電加熱器功率：36KW，再生耗氣量：7％。 

　　（1）工藝流程簡圖（2）投資單價(jia) ：160m3／min冷凍式幹燥機 

　　30萬(wan) ／台80m3／min微加熱再生幹燥裝置 

　　15萬(wan) ／台空壓機去掉末級冷卻器減少0.8萬(wan) 美元（4台折合人民幣26.5萬(wan) 元）。合計：30×4＋15×2＋26.5＝176.5萬(wan) （3）運行費用①冷凍式幹燥機幹燥裝置：冷媒壓縮機耗電量： 

　　3×26.75×24×365＝702990度／年全年的電費開支為(wei) ： 

　　702990×0.22＝154658元／年冷卻水量： 

　　3×40＝120t／h供氣露點：5℃（壓力露點）②微加熱再生幹燥裝置：再生耗氣量折算為(wei) 耗電量：80／200×1100×24×365×7％＝269808度／年電加熱器耗電量： 

　　36×24×365＝315360度／年全年的電費開支為(wei) ： 

　　（269808＋315360）×0.22＝128737元／年供氣露點：≤－20℃（壓力露點）③運行總費用：154658＋128737＝283395元／年注：該方案需增加冷卻水耗量120t／h2、方案二5台150m3／minYR餘(yu) 熱再生幹燥裝置，4開1備150m3／minYR餘(yu) 熱再生幹燥裝置：再生耗氣量：2.5％，冷卻水量：40t／h（1）工藝流程簡圖（2）投資單價(jia) ：150m3／min餘(yu) 熱再生幹燥裝置44萬(wan) ／台合計：44×5＝220萬(wan) （3）運行費用再生耗氣量折算耗電量：3×（1100×2.5％）×24×365＝722700度全年的電費開支為(wei) ： 

　　722700×0.22＝158994元／年冷卻水量： 

　　4×40＝160t／h供氣露點：≤－20℃（壓力露點）3、方案三4台200m3／minYR餘(yu) 熱再生幹燥裝置，3開1備200m3／minYR餘(yu) 熱再生幹燥裝置：再生耗氣量：2.5％，冷卻水量：53t／h（1）工藝流程簡圖 

　　（2）投資單價(jia) ：200m3／min餘(yu) 熱再生幹燥裝置50萬(wan) ／台合計：50×4＝200萬(wan) （3）運行費用再生耗氣量折算耗電量：3×（1100×2.5％）×24×365＝722700度全年的電費開支為(wei) ： 

　　722700×0.22＝158994元／年冷卻水量： 

　　3×53＝159t／h供氣露點：≤－20℃（壓力露點）4、方案四4台160m3／min無耗氣餘(yu) 熱再生幹燥裝置，3開1備；2台80m3／minYR餘(yu) 熱再生幹燥裝置，1開1備。 

　　160m3／min無耗氣餘(yu) 熱再生幹燥裝置，冷卻水量：50t／h；80m3／minYR餘(yu) 熱再生幹燥裝置，再生耗氣量：2.5％，冷卻水量：20t／h。（1）工藝流程簡圖（2）投資單價(jia) ：160m3／min無耗氣餘(yu) 熱再生幹燥裝置 

　　45萬(wan) ／台80m3／minYR餘(yu) 熱再生幹燥裝置 

　　23萬(wan) ／台合計：45×4＋23×2＝226萬(wan) （3）運行費用再生耗氣量折算耗電量：80／200×（1100×2.5％）×24×365＝96360度全年的電費開支為(wei) ： 

　　96360×0.22＝21199元／年冷卻水量： 

　　3×50＋20＝170t／h供氣露點：≤－20℃（壓力露點）80m3／min≤－10℃（壓力露點）480m3／min 

　　四、四種方案綜合比較 

　　注：冷卻水費用按0.158元／噸計算，未考慮冷卻水設備投資及運行費用的減少。 

　　使用餘(yu) 熱再生幹燥裝置，不用壓縮機末級冷卻器，壓縮機末級冷卻用水轉移到餘(yu) 熱再生幹燥裝置使用，相當於(yu) 餘(yu) 熱再生幹燥裝置不耗冷卻水。因幹燥劑再生時吸收了壓縮機排氣的大量熱量，在經過幹燥裝置本身的冷卻器時，氣體(ti) 溫度已大大降低，所以餘(yu) 熱再生幹燥裝置冷卻水用量小於(yu) 壓縮機末級冷卻用水量，可降低冷卻水耗量。在相同的工作條件下，使用餘(yu) 熱再生幹燥裝置的運行費用較少。長期使用餘(yu) 熱再生幹燥裝置，可獲得較大的節能效益。 

　　因此，我們(men) 企業(ye) 采用方案三，這樣可以減少壓縮空氣後處理設備的種類及台數，降低運行維護費用，並且使用成熟的設備。