CN219220688U - 一种除灰空压机干燥系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种除灰空压机干燥系统，包括在A塔和B塔的顶部塔口上分别安装温度传感器A和温度传感器B，手动阀与加热筒之间的加热管道上安装有电动阀，温度传感器A、温度传感器B、电动阀、温控器、交流接触器、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、气动阀K1、气动阀K2、气动阀K3、气动阀K4均与PLC控制器连接。本除灰空压机干燥系统，可在加热筒的温度传感器失效的时候及时发现并报警，或者在温度达到干燥剂的极限承受温度前能够及时发现报警，停止加热器加热；可以及时自动识别干燥系统中的单向阀故障并报警；可以自动调节再生气量。

Description

一种除灰空压机干燥系统

技术领域

本实用新型涉及空压机运转技术领域，尤其涉及一种除灰空压机干燥系统。

背景技术

除灰空压机干燥系统的作用是除去空压机送来的空气中的水份，经过干燥除水后的空气经过储气罐稳压后输送到电除尘的除灰系统。如果该干燥系统失效会对除灰系统产生诸多恶劣影响，比如：灰体流动性下降，灰体重量显著增加，为满足灰体输送气压要求，致使空压机备用机处于长期加载状态；输灰系统的输送气路带水严重，灰仓泵流水盘内进水；带水的灰体由于重力作用沉积在输灰管底部并板结；压缩空气管路和储气罐排水量增大；输灰系统控制气路带水严重，影响控制气路正常运行，严重时造成控制气路瘫痪；布袋除尘的喷吹系统带水严重等；冬天气温较低，压缩空气中含水量较大，管内结冰严重，且有部分析出的水分在节流孔板处冻结等。所以保障除灰空压机干燥机的正常高效运行意义重大。

现有的除灰空压机干燥系统，请参见附图1。干燥系统主要由A塔、B塔、加热筒、4个气动阀(K1/K2/K3/K4)、4个单向阀、1个手动阀组成。A塔、B塔内部填充有干燥剂，该干燥剂在低温高压下容易吸附气体中的水份，在高温低压下容易解吸(再生)出水份。干燥筒内有加热器，其总功率为15kW，干燥剂解吸(再生)所需高温环境由加热器来创造。并且干燥系统要求温度不能超过150℃，超过会对干燥剂有不可逆的损害。手动阀调节再生气量，厂家建议调整手动阀使得再生气量占总气量的6％时后就不要再动。

干燥系统的两个塔轮流的工作在两种工作状态，即“A塔吸附B塔解吸”工作状态和“B塔吸附A塔解吸”工作状态，这两种状态下空气的流向如附图2所示，粗虚线是吸附(干燥)气路，细虚线是解收(再生)气路。每一个工作状态持续时间为1个小时，其中加热再生时间30分钟，冷却再生时间30分钟。在加热再生时间段中，加热筒中的加热器受到温控器控制，即温度高于120度时停止加热，低于90度时启动加热。温控器的温度由温度传感器反馈(温度传感器的安装位置：在加热筒筒壁上开一个孔洞，一个底部密封铜管插该洞，铜管开口端与加热筒进行密封焊接，温度传感器PT100探头就是插入到铜管内)。在冷却再生时间段加热器将不能被启动，所有控制由就地控制箱PLC实现。

上述除灰空压机干燥系统在运行使用时具有下列缺点：1、温度传感器长时间后会出现松脱或损坏的可能，会导致温控器无法得到加热筒内真实温度反馈，使得在加热再生时间段，真实温度超过120度甚至是150度时，温控器也不会停止加热器，加热器会一直加热直到加热器烧融短路，最后总电源跳闸。2、几个单向阀任意一个故障，不能关严时，均会导致窜气、再生气无法加热、气量损失等问题，只是单个阀门坏掉后的后果，至少会导致某一个工作状态的再生工序失效，如果两个以上，可能导致所有工作状态的再生工序全部失效，再生工序失效，就意味着下一轮的吸附工序就会效果很差。目前传统的干燥机没有自动检测的手段，由于加热筒温度等一切正常，如果检修人员不长时间蹲守检查，仅仅是常规匆匆巡检一下，巡检人员是较难发现此类故障，但此类故障却能造成干燥机效能大大降低甚至失效，请参见图3，图3为四个单向阀分别故障时的空气流向图。3、规定需要调整手动阀使得再生气量占总气量的6％左右，是最为合适的，但是这个规定很难实施，因为没有安装流量计，无法实时获取再生气量或总气量，手动阀开度问题、开度调节很难把控，特别对于经验不是很丰富的运维人员，更为艰难，为了调节一个合适开度需要观察调整很久，即便是调整好了，由于一些特殊情况，也会导致其偏离，还得重新调整。比如：①由于手动阀阀芯处是整个再生气路的最窄处，在长时间运行后，灰尘、铁锈屑、干燥剂破碎屑等异物可能会卡在此处，导致手动阀开度变小，甚至完全堵塞，此时需要来回调整手动阀的开度清除卡涩的异物。②加热筒的进气口法兰或出法兰处密封垫破损漏气需更换时，亦或是加热筒内的加热器损坏需更换时，如果此时空压机不能停机，就必须关闭该手动阀，待检修工作完成后再打开该阀门。③该阀门可能被不熟悉工艺流程的检修或运行人员误动了等。

因此，有必要提出一种除灰空压机干燥系统，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，针对除灰空压机干燥系统中温度传感器长时间后会出现松脱或损坏的情况，单向阀故障不能自动识别的情况，以及难以准确调整和保持手动阀的开度的问题，提出了一种除灰空压机干燥系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种除灰空压机干燥系统，该除灰空压机干燥系统包括：塔A、塔B、空气进口、空气出口和排气水口，空气进口与塔A之间的空气管路上安装有气动阀K1，排气水口与A塔之间的排气水管路上安装有气动阀K3，A塔与空气出口之间的空气管路上安装有第一单向阀，空气进口与B塔之间的空气管路上安装有气动阀K2，排气水口与B塔之间的排气水管路上安装有气动阀K4，B塔与空气出口之间的空气管路上安装有第二单向阀，空气出口与加热管道的进口端连接，加热管道上依次安装有手动阀和加热筒，加热管道的出口端包括两个支路，两个支路分别与第一单向阀和A塔之间的空气管路、以及与第二单向阀和B塔之间的空气管路连接，两个支路上分别安装有第三单向阀和第四单向阀，A塔和B塔的顶部塔口上分别安装有温度传感器A和温度传感器B，手动阀与加热筒之间的加热管道上安装有电动阀，温度传感器A、温度传感器B以及电动阀均与PLC控制器连接。

其中，加热筒内插装有温度传感器，温度传感器与温控器电性连接，温控器通过交流接触器与加热筒的加热器电性连接。

其中，温控器、交流接触器、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、气动阀K1、气动阀K2、气动阀K3、气动阀K4均与PLC控制器连接。

其中，A塔和B塔中填充有干燥剂。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

本除灰空压机干燥系统，可在加热筒的温度传感器失效的时候及时发现并报警，或者在温度达到干燥剂的极限承受温度前能够及时发现报警，停止加热器加热；可以及时自动识别干燥系统中的单向阀故障并报警；可以自动调节再生气量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有除灰空压机干燥系统的原理图；

图2为干燥系统的两种工作状态的空气流向图；

图3为四个单向阀分别故障时的空气流向图；

图4为本除灰空压机干燥系统的连接结构示意图；

图5为本除灰空压机干燥系统的控制结构示意图。

图中：塔A1、塔B2、气动阀K1、气动阀K2、气动阀K3、气动阀K4、第一单向阀5、第二单向阀6、手动阀7、加热筒8、温度传感器9、温控器10、交流接触器11、加热器12、第三单向阀13、第四单向阀14、温度传感器A15和温度传感器B16、电动阀17以及PLC控制器18。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参见图4-5，图4为本除灰空压机干燥系统的连接结构示意图；图5为本除灰空压机干燥系统的控制结构示意图。除灰空压机干燥系统包括：塔A1、塔B2、空气进口、空气出口和排气水口，A塔1和B塔2中填充有干燥剂。

空气进口与塔A1之间的空气管路上安装有气动阀K1，排气水口与A塔1之间的排气水管路上安装有气动阀K3，A塔1与空气出口之间的空气管路上安装有第一单向阀5。空气进口与B塔2之间的空气管路上安装有气动阀K2，排气水口与B塔2之间的排气水管路上安装有气动阀K4，B塔2与空气出口之间的空气管路上安装有第二单向阀6。

空气出口与加热管道的进口端连接，加热管道上依次安装有手动阀7和加热筒8，加热筒8内插装有温度传感器9，温度传感器9与温控器10电性连接，温控器10通过交流接触器11与加热筒8的加热器12电性连接。

加热管道的出口端包括两个支路，两个支路分别与第一单向阀5和A塔1之间的空气管路、以及与第二单向阀6和B塔之间的空气管路连接，两个支路上分别安装有第三单向阀13和第四单向阀14，A塔1和B塔2的顶部塔口上分别安装有温度传感器A15和温度传感器B16，手动阀7与加热筒8之间的加热管道上安装有电动阀17。温度传感器A15、温度传感器B16、电动阀17、温控器10、交流接触器11、第一单向阀5、第二单向阀6、第三单向阀13、第四单向阀14、气动阀K1、气动阀K2、气动阀K3、气动阀K4均与PLC控制器18连接。

实施例1

为了在发生加热筒温度传感器失效的时候能够及时发现报警，或者在温度达到干燥剂的极限承受温度前能够发现报警，停止加热器加热。在A塔和B塔的顶部塔口(顶部法兰附近)上分别安装温度传感器A和温度传感器B，两个温度传感器均为带变送功能型的，可直接输出4-20mA，和加热筒温度传感器类似，插入管道内部，可以实时感受该塔作为再生塔时，流入的被加热后的空气温度。将温度值直接以4-20mA模拟量送到PLC，另外将原先温控器4-20mA的温度变送端子启用，将加热筒温度值以4-20mA模拟量送到PLC。PLC就可以同时获取加热筒、A塔、B塔的温度了。

在PLC原来的工艺控制逻辑过程不变，增加两个检测逻辑，任何一个满足要求，则直接控制交流接触器停止加热器，并故障报警，提醒维护人员来检修。这两条逻辑为：

①再生塔的温度和加热筒的温度实时对比，当再生塔温度比加热筒温度高20度及以上时(“B塔吸附A塔解吸”工作状态时，A塔是再生塔；“A塔吸附B塔解吸”工作状态时，B塔是再生塔)。解释：受到温度传递延迟影响，以及沿途管道热量耗散，再生塔的温度应该是要比加热筒的温度低的。只有异常情况，比如热筒的温度传感器脱落或者损坏，可能反过来。

②再生塔的温度到140度及以上时。解释：对于再生气路来说，温度传感器A或B检测的是即将进入再生塔的气体温度，塔内干燥剂的温度不能超过150度，那么有必要在达到这温度前停止加热器。并通知运维人员，可能此时手动阀有异物突然卡入，导致手动阀开度过小，气量太小，导致假憋热，温度快速上升。也有可能手动阀开度设置不合理，开度太小，使得加热温度超调特别大。还有可能是热筒的温度传感器脱落或者损坏。

实施例2

为了在单向阀故障时可以自动识别出来，并故障报警，告知运行人员检查单向阀，利用A塔和B塔的顶部塔口上的温度传感器A和温度传感器B，在PLC的控制逻辑上需要新增如下2条：

①滚动记录最近两次的再生塔的最高温度进行对比，差值大于15表示有至少有一个单向阀故障，并故障报警。具体的，在“A塔吸附B塔解吸”工作状态，保留比较记录下整个该工作状态期间B塔的最高温度为b。下一个工作状态“B塔吸附A塔解吸”，保留比较记录下整个该工作状态期间A塔的最高温度为a。如果a和b两者差值大于10度，a大于b，则表明单向阀2或者单向阀3故障，甚至是两个阀均故障。反之，若b大于a，则表明单向阀1或者单向阀4故障，甚至是两个阀均故障。解释：因为A、B塔的所有气路是完全对称结构，所有因素都是一致的。所以两者之间的最高温度应该一致，所以在15度以上差异是一定存在问题的(实际往往比15度大得多)，而且是温度低的那一个工作状态存在内漏。只要存在漏气之后，会大幅度降低再生塔的温度，温度会有很大差异。如果两个温度都很低，表明两个塔作为再生塔运行时都存在内漏，或者加热器存在问题，或者手动阀开度太大。这种情况可以靠接下来判据条件筛查出来。

②再生塔的温度低于加热筒温度30度以上时，表示有至少有一个单向阀故障，并故障报警。具体的，在“A塔吸附B塔解吸”工作状态，B塔温度低于加热筒温度30度以上时，则表明单向阀2或者单向阀3故障，甚至是两个阀均故障。下一个工作状态“B塔吸附A塔解吸”，A塔温度低于加热筒温度30度以上时，则表明单向阀1或者单向阀4故障，甚至是两个阀均故障。解释：单向阀故障逆向内漏时，会导致再生塔入口温度远低于加热筒温度，因为有大量未经加热的空气通过单向阀逆向漏气的方式直接混进了再生塔的入口气体。

实施例3

为了准确调节手动阀开度，解决开度难以把控的问题，在手动阀与加热筒之间的加热管道上安装电动阀，用以实时调节开度。并在手动阀上悬挂“运行期间保持本手动阀最大开度，不要手动调整”标识牌，以后手动阀仅在检修隔离时使用。干燥系统运行后，原来手动阀开度人工调节的问题，交给了电动阀自动调节。电动阀的调节逻辑：

为了防止加热期间电动阀自动调整的超调完全关闭电动阀，人为设定一个电动阀的“最小开度”，在加热器运行时期间开度无论怎么调整，不能小于“最小开度”。该“最小开度”没有很严格标准，只要保证该开度能够升温即可，比正常稳定时的开度要小。如果需要定量可以设定是后面某一次“基本开度”的五分之一开度。

①干燥机首次运行前，电动阀开度提前将电动阀开度开到最大，确保开始不会憋热。启动后逐渐将电动阀开度调小，再生塔入口气体温度会逐渐升高。

②以再生塔进气温度为105度为目标，进行PID调节实时控制电动阀的开度。温度高于目标自动增大开度，低于目标温度，自动减小开度。如果电动阀已经在“最小开度”1分钟以上，还没达到105度，则故障报警，说明加热器损坏或者是单向阀漏气。

③在当前工作状态的加热再生时间段即将结束、冷却再生时间段即将开始的前一时刻，将当前开度设置为“基本开度”，退出电动阀调节，保持电动阀“基本开度”，并开始3分钟计时，计时结束完全关闭电动阀。在当前工作状态的冷却再生时间段即将结束、下一工作状态的加热再生时间段即将开始的前一分钟(也就是当前工作状态的冷却再生时间段的第29分钟)，将电动阀开启到“基本开度”并保持，直到进入下一工作状态的加热再生时间段，以再生塔进气温度为105度为目标，进行PID调节实时控制电动阀的开度(即回到了第②步)。

④干燥机任意一个时刻收到停机指令，将电动阀调节到最近一次的“基本开度”后停机。

⑤干燥机在第二次以及以后运行，调节阀均处于上次停机时保持的“基本开度”，并从此刻开始进入第②步。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种除灰空压机干燥系统，其特征在于，包括：塔A、塔B、空气进口、空气出口和排气水口，所述空气进口与所述塔A之间的空气管路上安装有气动阀K1，所述排气水口与所述A塔之间的排气水管路上安装有气动阀K3，所述A塔与所述空气出口之间的空气管路上安装有第一单向阀，所述空气进口与所述B塔之间的空气管路上安装有气动阀K2，所述排气水口与所述B塔之间的排气水管路上安装有气动阀K4，所述B塔与所述空气出口之间的空气管路上安装有第二单向阀，所述空气出口与加热管道的进口端连接，所述加热管道上依次安装有手动阀和加热筒，所述加热管道的出口端包括两个支路，两个所述支路分别与所述第一单向阀和所述A塔之间的空气管路、以及与所述第二单向阀和所述B塔之间的空气管路连接，两个所述支路上分别安装有第三单向阀和第四单向阀，所述A塔和所述B塔的顶部塔口上分别安装有温度传感器A和温度传感器B，所述手动阀与所述加热筒之间的加热管道上安装有电动阀，所述温度传感器A、所述温度传感器B以及所述电动阀均与PLC控制器连接。

2.根据权利要求1所述的除灰空压机干燥系统，其特征在于，所述加热筒内插装有温度传感器，所述温度传感器与温控器电性连接，所述温控器通过交流接触器与加热筒的加热器电性连接。

3.根据权利要求2所述的除灰空压机干燥系统，其特征在于，所述温控器、所述交流接触器、所述第一单向阀、所述第二单向阀、所述第三单向阀、所述第四单向阀、所述气动阀K1、所述气动阀K2、所述气动阀K3、所述气动阀K4均与所述PLC控制器连接。

4.根据权利要求1所述的除灰空压机干燥系统，其特征在于，所述A塔和所述B塔中填充有干燥剂。

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