冷干机的详细说明

整体了解冷干机

1.常用冷干机分几类？

常用冷干机的冷凝器的冷却方式分有风冷型、水冷型两种；从进气温度高低分有高温进气（80℃以下）和常温进气型（40℃左史）；从工作压力分有普通型（0.3—1.0MPa）和中、高压型(1.2MPa 以上)。此外许多特殊规栺的冷干机可以用来处理非空气类介质，如：二氧化碳、氢气、天然气、高炉煤气、氮气等。

2.冷干机有哪些技术参数？

冷干机的技术参数主要有：处理量(Nm3/min)，进气温度（℃），工作压力（MPa），压力降（MPa），压缩机功率（Kw），冷却水耗量(t/h)。冷干机的目标性参数——“压力露点”（℃），在国外厂商的产品型录上一般并不作为独立参数标注在“性能规格表”上。究其原因，“压力露点”不与处理压缩空气的很多参数有关。如果标出“压力露点”，也一定附带说明相关条件（诸如进气温度、工作压力、环境温度等）。

3.冷干机的“压力露点”究竟可达多少（℃）？

在不同厂家的产品样本上，冷干机的“压力露点”有多种不同的标注：计有 0℃、1℃、1.6℃、1.7℃、2℃、3℃、2~10℃、10℃等（其中 10℃仅见诸国外产品样本）。这给用户选型带来了不便。因此实亊求是地探知冷干机的“压力露点”究竟能达到多少℃，是很有实际意义的。我们知道，冷干机“压力露点”有三个条件限制，即：

①有蒸发温度冰点底线的限制；

②有蒸发器换热面积不能无限增大的限制；

③有“气水分离器”分离效率达不到 100%的限制。压缩空气在蒸发器里的最终冷却温度比冷媒蒸发温度高 3—5℃是正常的；过分降低蒸发温度又于事无补；由于气水分离器效率的限制，少量凝结水在预冷器的热交换中形成水蒸气也会使压缩空气含水量有所提高。所有这些因素加在一起，要将冷干机的“压力露点”控制在 2℃以下是非常困难的。至于 0℃、1℃、1.6℃、1.7℃等标注，往往是商业宣传成份多于了实际效果，人们不必过分当真。实际上，冷干机的“压力露点”定在 10℃以下对生产厂家讲来已并不是一个低标准要求。机械部标准 JB/JQ209010-88《压缩空气冷冻式干燥机技术条件》就规定，冷干机的“压力露点”是 10℃（同时给出了相应的条件）；而国家推荐标准 GB/T12919-91《船用控制气源冷化装置》对冷干机的大气压露点要求为-17~-25℃，相当二 0.7MPa 下的 2~10℃。国内多数厂家给冷干机“压力露点”给出了一个范围限制（例如 2—10℃），作其下限，即使在最低负荷工况下冷干机内部也不会出现结冰现象；而上限即规定了在额定工况下冷干机应达到的含水量指标。在良好的工作条件

下，通过冷干机获得 5℃左史的“压力露点”的压缩空气应是可以做到的。所以这不失为是一种严谨的标注方法。

4.冷干机标 2—10℃的“压力露点”范围是不是大了一点？

有人认为冷干机标注 2—10℃的“压力露点”范围，温度相差“5 倍”是不是大了一些？这种认识是不正确的：

①首先摄氏温度℃之间是没有“倍”的概念的。温度作为物体内部大量分子运动动能平均值的标志，其真正起点值应从分子运动完全停止即“绝对零度”（O K）算起；摄氏温标把冰的融点作为温度的起点，它要比“绝对零度“高出 273.16℃。在热力学中，除了在温度概念有关的计算时可用摄氏温标℃外，在作为状态参数时，应以热力学温标（又称绝对温标，起点是绝对零度）为基础进行计算。2℃=275.16K，10℃=283.16K，返才是两者之间的真正差值。

②从饱和气体的含水量来看，0.7MPa 的压缩空气在 2℃露点时含湿量是 0.82g/m3，在 10℃露点时的含湿量是 1.48g/m3，两者之间不存在“5”倍的差值；③从“压力露点”和常压露点的关系来看，压缩空气在 0.7MPa 时 2℃露点相当于大气压露点-23℃，在 10℃露点相当于大气压露点-16℃，两者之间同样不存在“5 倍”的差值，据上所述，2—10℃的“压力露点”范围，并不象想象中那么大。

5.冷干机负荷高低取决于哪些因素？

冷干机负荷的高低取决于被处理压缩空气的含水量，含水量越多，负荷就越高。因此冷干机的工作负荷除了直接与被处理压缩空气的流量（Nm3/min）有关外，对冷干机负荷最有影响的参数还有：

①进气温度：温度越高，空气含水量就越多，冷干机负荷也越高；

②工作压力：在温度相同条件下，饱和空气压力越低，含水量就越多，冷干机负荷也越高。

此外空压机吸气环境下的相对湿度对压缩空气的饱和含水量也有关系，因此也对冷干机工作负荷产生影响：相对湿度越大，饱和压缩气体中所含水分就越多，冷干机负荷越高。

6.环境温度高低对冷干机运行有哪些影响？

环境温度高对冷干机制冷系统的散热十分不利，当环境温度高于正常的冷媒冷凝温度时，迫使冷媒冷凝压力提高，这将使压缩机制冷量下降，最终导致压缩空气的“压力露点”升高。一般讲来，环境温度低一点对冷干机运行是有利的。但在太低的环境温度（例如低于摄氏零度）下，尽管进入冷干机的压缩空气温度不低，压缩空气露点也不会因此而有大的发化。但凝结水通过自动排水器向外排水时，很可能会在排水口结冰，这是一定要防止的。另外，在停机时，原先聚集在冷干机蒸发器里的凝结水或积存在自动排水器储水杯内的凝

结水有可能结冰，存积在冷凝器里的冷却水也会结冰，所有这一切都会引起冷干机相关零部件的损坏。 （更须提醒用户注意的是：环境温度低二 2 时，压缩空气的输气管道本身就相当二一台运转良好的冷干机，此时要注意的是管道本身凝结水的处理问题。所以很多厂家在冷干机使用手册中明确规定：气温低二2℃时，不要使用冷干机。）

7. 除温度外冷干机对环境状况还有哪些要求？

环境温度对冷干机工作的影响是非常大的。除此之外，冷干机对其周围环境还有如下要求：

①通风：特别对风冷型冷干机尤其显得必要；

②粉尘不能太多；

③冷干机使用现场不能有直接的轵射热源；

④空气中不应含腐蚀性气体，特别不能检测到氨气。因为氨气在有水环境中。对金属铜有强烈的腐蚀作用。所以冷干机不应与氨制冷设备安装在一起。

8.进气温度过高时冷干机应采取什么措施？

进气温度是冷干机的一个重要技术参数，所有厂家对冷干机进气温度上限均有明显限制，因为进气温度高，不仅意味着显热的增加，而且压缩空气中所含的水蒸汽含量也增加了。 JB/JQ209010-88 规定冷干机的进气温度不超过 38℃，国外许多著名冷干机生产厂家也有相似的规定。同理：当空压机排气温度超过 38℃时，必须在空压机下游增设后部冷却器，使压缩空气温度降低到规定值后再进入后处理设备。国产冷干机的现状是，冷干机进气温度的允许值在不断提高，如不带前置冷却器的普通型冷干机，从 90 年代初期的 40℃开始提升，目前已出现进气温度为 50℃的普通型冷干机了。姑且不论有没有商业炒作成分，单从技术角度讲，进气温度的提升不仅仅反映是气体“显温”的升高，而更反映在含水量的增加，对冷干机负荷的增加不是简单的线性关系。如果靠增大制冷压缩机的功率来补偿负荷的增大，在成本上是远远不合算的，因为在常温范围内，使用后部冷却器来降低压缩空气温度是最经济有效的做法。高温进气型冷干机就是在不改变制冷系统条件下，将后部冷却集装在冷干机上，效果是非常明显的。

9.冷干机凝结水是怎样生成的？

通常饱和的高温压缩空气进入冷干机后，所含的水蒸气由两条递径凝结成液态水，即：

①直接和冷面接触的水蒸气以预冷器、蒸发器的低温面（如换热铜管外表面、散热翅片、折流档板及容器壳体内表面）为轲体冷凝结霜（如同自然界地表结露过程）；

②不和冷面直接接触的水蒸气则以气流本身挟带的固态杂质为“凝结核”冷凝结露（如同自然界云雾、雨形成过程）。凝结水滴的初始粒径取决于“凝结核”的大小。如果

进入冷干机的压缩空气中混有固体杂质粒径分布是通常所说的在 0.1-25μ之间，那么凝结水初始粒径至少也在相同数量级上。而且在跟随压缩空气流动过程中，水滴之间、水滴不冷面之间不断碰撞、集聚，其粒径还会不断增大，并在增大到一定程度后依靠自重和气体发生分离。由于压缩空气携带的固体尘粒在凝结水生成过程起着“凝结核”的作用，这也启发我们有理由认为，冷干机中凝结水生成过程是压缩空气的“自冷”过程。

10.冷干机能不能用排除其他气体中的水蒸气？

冷干机是利用水蒸汽遇冷结露原理来干燥压缩空气的，当然可以用来除去其他气体中的水蒸气。冷干机在作非空气类的除水干燥设备时，应对被处理介质的物理、化学性质有个了解，并采取针对性的技术措施。例如用作氢气除水时，因为氢气是爆炸性气体，就要将防爆措施作首要条件考虑，如采用防爆电器或分体式结构。如用来 CO2 除水，因为 CO2 的水溶液带微酸性，对冷干机零部件有腐蚀作用，因此凡同气体接触的部分应采用防腐结构或用不锈钢制作。此外要了解被处理其他气体的其他物理性质，如比热、比重、水蒸气分压等，这些参量对冷干机的热负荷有很大影响，必须重新进行热工核算，使冷干机工作时不超负荷。

11.要使冷干机的排气温度很低，该怎么办？

在某些特殊行业，不仅要使用压力露点（即含水量）很低的压缩空气，而且要求压缩空气的温度也要很低，即要把冷干机当作“脱水冷风机”来使用。此时所采取的措施是：

①取消预冷器（空气—空气热交换器），使被蒸发器强制冷却后的压缩空气得不到回温加热

②同时对制冷系统进行核算，必要时要加大压缩机的功率、蒸发器及冷凝器的换热面积等。（实际中常用的简单办法是用较大规栺的无预冷器的冷干机来处理较小流量的气体。

12.冷干机应怎样正确配置过滤器？

来自气源的压缩空气中含有大量液态水、粒径不等的固体粉尘及油污、油蒸汽等。如果这些杂质直接进入冷干机，将使冷干机工作状况恶化。例如油污会使预冷器及蒸发器里的换热铜管被污染，影响热交换；液态水则加大冷干机的工作负荷，固体杂质容易堵塞排水孔。所以一般要求在冷干机进气口上游装一支前置过滤器，用来作杂质过滤及油水分离用，以避免上述情况的发生。前置过滤器对固体杂质的过滤精度不用很高，一般在 10~25μ就可以了，但对液态水和油污的分离效率则高一点为好。冷干机的后置过滤器是否装设，应由用户对压缩空气的质量要求来确定。对一般动力用气，配一支精度较高的主管路过滤器即可。

在用气要求更高的时候，应配置相应的除油雾过滤器或活性碳过滤器。

13.压缩空气中油雾含量过高对冷干机运行有什么影响？

空压机的排气含油量是各不相同的，如国产活塞式有油润滑空压机排气含油量为 65—220mg/m3，少油润滑空压机排气含油量是 30~40mg/m3,国产所谓无油润滑空压机（实际上是半无油润滑）排气含油量也有 6~15mg/m3；有时，由于空压机中的油气分离器损坏失效，会使空压机排气中的含油量大大增加，含油量大的压缩空气进入冷干机后会在换热器铜管表面蒙上一层厚厚的油膜，由于油膜的传热阻力要比铜管大40~70倍，这就大大降低了预冷器及蒸发器的换热性能，严重时会使冷干机无法正常工作。具体表现为蒸发压力下降而露点反而上升、冷干机排气中含油量不正常增大、自动排水器经常被油污堵塞等。这种情况下，即使冷干机管线系统中不断更换除油过滤器也无济于亊，维持不了多久精密除油过滤器的滤芯就会很快被油污堵塞。最好的办法是修理空压机，更换油气分离器滤芯，使其排气含油量达到正常的出厂指标。

14.使用冷干机应注意哪些亊项？

使用冷干机应注意下列亊宜：

①压缩空气的流量压力、温度应在铭牌允许范围内；

②安装地点应通风，少粉尘，机器周围有足够散热和检修空间且不能在室外安装，以避免雨水及阳光直射；

③冷干机一般允许无基础安装，但地面必须找平；

④应尽量靠近用户点，避免管线过长；

⑤周围环境中不应有可检测到的腐蚀性气体，尤其注意不能与制冷设备共处一室；

⑥冷干机前置过滤器的过滤精度要适当，过高精度对冷干机并无必要；

⑦冷却水进出管要独立设置，尤其是出水管不可与其他水冷设备共用，避免压差引起排水受阻；

⑧任何时间都要保持自动排水器排水畅通；

⑨不要连续启动冷干机；

⑩冷干机实际处理压缩空气的参量指标，特别是进气温度、工作压力与额定值不符时，要按样本提供的“修正系数”进行修正，以避免出现超负荷运行。

15.冷干机与活塞式空压机配套应注意什么？

活塞式空压机是非连续供气的，在工作时有气流脉冲产生。气流脉冲对冷干机各部件形成强烈、持丽的冲击，会导致冷干机出现一系列机械损伤，所以冷干机与活塞式空压机连用时，在空压机下游侧应设置缓冲贮气罐。

16.如何获得极低露点的压缩空气？

压缩空气在冷干机处理后的露点可在-20℃（常压）左右，吸附式干燥器处理露点可达范围-60℃以上。但某些对空气干燥度要求极高的行业讲（如微电子行业要求露点达到-80℃）显然还是不够的。现在技术界所推

行的办法是冷干机和吸附式干燥机串联起来，以冷干机作吸附干燥器的前置预处理设备，使压缩空气水分含量大量减少后再进入吸附干燥机，便可获得极低露点的压缩空气。而且进入吸附干燥器的压缩空气温度越低，最终获得的压缩空气露点也越低。据国外资料介绍，当吸附干燥机的迕气温度为 2 ℃时，采用分子筛作吸附剂，压缩空气的露点可达-100℃以下。这种方法在国内也已普遍采用。

17.和吸附式干燥器相比冷干机有哪些特点？

和吸附式干燥相比，冷冻干燥机有下列特点：

①没有气源消耗，对大部分气源用户来讲，使用冷干机比使用吸附式干燥机来得节省能源；

②无阀件磨损；

③不需要定期添加、更换吸附剂；

④运转噪音低；

⑤日常维护较简单，只要按时清洗自动排水器滤网即可；

⑥对气源的前置预处理及配套空压机无特殊要求，一般的油水分离器即可满足冷干机对进气质量的要求；

⑦冷干机对排气有“自洁”作用，即排出气体中固体杂质含量较少；

⑧在排出凝结水的同时，部分油蒸汽也能凝结成液态油雾随凝结水排出。

和吸附式干燥机相比，冷干机对压缩空气处理的“压力露点”只能达到 10℃左右，因此气体的干燥深度远不及吸附式干燥机，在相当多的应用领域中，用冷干机是达不到工艺对气源干燥度要求的。在技术界已形成了一个选型惯例：当“压力露点”要求在零上时，首先冷干机，当“压力露点”要求在零下时，吸附式干燥机是唯一的选择。

18.国产冷干机和进口冷干机相比有哪些特点？

目前国产冷干机在零部件的硬件配置上与国外进口机相差不大，制冷压缩机、制冷配件及制冷剂都大量使用国际著名品牌。而在冷干机的用户适用性上则普遍超过了进口机，这是因为国内各生产厂家在设计、制作冷干机时已经充分考虑到国内用户特点，尤其是气候条件及日常维护特点。例如国产冷干机的制冷压缩机功率普遍比同规格进口机大，这就充分适应了我国幅员辽阔、各地/不同季节气温差异较大的特点。另外国产机在价栺上也颇具竞争性，在售后服务上更具无可相比的优势。所以国产冷干机在国内市场上是颇受欢迎的。目前国产冷干机和进口冷干机的差距主要表现在制作工艺水平上，尤其在冷媒系统管路清洁、装配焊接等方面差距较大。另外，进口机现在已普通使用对大气臭氧层无破坏作用的绿色环保型制冷剂 R134a，返在国产冷干机上一时还很难办到。

19.冷干机的衍生产品有哪些？

自 90 年代以来，冷干机在部分领域中成功取代了吸附式干燥机，并迅速发展成为一个不

可忽视的产业群体。随着市场竞争的需要，国内不时出现一些动辄冠以“第*代冷干机：的衍生产品。如：“深冷型冷干机”、“组合型冷干机”、“蓄冷型冷干机”等等。作为新产品的探认和开发，未尝是不可的。但从现实成果看来，返些衍生产品由于种种原因（有技术的，也有市场的），目前要使之形成系列化、商品化还有相当多的工作要做，要被市场大规模接受困难则更大一些。

国外许多有几十年生产历史、实力要雄厚得多的同类厂商，在这方面就要谨慎得多，至少在他们的产品型号上，目前还看不到五花八门的各种冷干机衍生产品的商品介绍。冷冶式干燥机和吸附式干燥机由于产品成熟，性能稳定且在价栺上占有优势，它们在各自应用领域中已取得的地位，看来在近期内是很难撼动的。

20.怎样评价冷干机的热效率？

冷干机作为一种热质交换设备，其热效率是要引起人们关注的。和其他所有的热设备一样，冷干机的热效率也定义成：“有效能量和供给能量之比”。我们知道，冷干机工作的目的不是为了制冷，制冷只是为了达到驱除水分获得相对干燥压缩空气的中间技术手段。因此它的有效能量只能是为生成凝结水所耗费掉的冷量（Q 有效），其他如排气温度降低所带走的冷量等应算作“废冷”。冷干机的供给能量则是制冷压缩机在规定工况下的产冷量（Q 供给），它通常要比蒸发器的计算热负荷大不少。用公式来表示热敁率η=Q 有效/Q 供给。

21.冷干机发展前景如何？

作为空压机的后处理设备，冷干机只是一种用途单一的轴机。但随着技术进步，各产业部门对气源质量要求越来越高，冷干机市场也会越来越大，可以说，只要空压机在发展，冷干机的前景就会越来越好。

冷干机技术的发展方向：一是节能高效，二是绿色环保，三是控制系统的进一步完善。冷干机和吸附式干燥机比较，在其适用领域中是相对节能的。但冷干机在小负荷运行时也存在“大马拉小车”的能源浪费现象。人们希望冷干机的功耗能跟随负荷变化而自行调整，以达到最佳的节能效果，在这方面变频技术有良好的应用前景。而在提高换热性能方面，采用紧凑型热交换器，如板翅换热器是很有希望的。（目前的困难可能还是在价格方面）。

推广使用绿色保环型制冷剂 R134a，是包括冷干机在内的所有制冷设备的发展方向，在技术上现在已没有不可逾越的障碍。但还是一个很大的社会工程，某个行业、某家企业的单独行动除了有些商业性宣传意义外，对整个宏大的预期目标并没有多大现实作用。说到底，这是政府行为，需要由国家出台政策来规定统

一时限。

作为压缩空气后处理冷化设备，冷干机的控制系统将跟随主机控制技术的进步而不断完善。变频调速、在线露点测量及控制、运行工况的即时显示不记录保存等方面是有不少事可做的。