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空气压缩系统中露点测量
空压机的用途
经空气压缩机做机械运动使体积缩小、压力提高后的空气称为压缩空气。压缩空气是一种重要的动力源，有以下显著特点：无污染、清晰透明、输送方便、无有害性能、没有起火危险。因此，空气压缩机作为一种重要的能源产生形式，被广泛应用于机械、冶金、电子、电力、医药、包装、化工、食品、采矿、纺织、交通等众多工业领域。
压缩机必须对气体成份进行处理，从而生产出干燥、无尘、无油的压缩空气。过滤系统可以将油份、灰尘进行消除，但水份必须通过干燥器进行处理。
露点温度(Td)
是指空气中水汽饱和水开始凝结时的温度，也就是结露时的温度。在100%的相对湿度时，周围环境温度等于露点温度。露点温度越小于环境温度，就意味着越小的结露可能，也就意味着空气越干燥。露点不受温度影响，但受压力影响。
压缩空气中的水份
随着压缩机将空气压缩，气体的露点随之上升。在某个点，气体中水份达到饱和并开始结露。因此必须考虑水份的处理。例如，30千瓦的压缩机，在压缩20°C，60%RH的空气时，8小时工作时间可以产生约20升的液体。
压缩空气中的水份会给生产过程带来**影响，不仅影响*终产品质量还会对气路造成危害。水份会造成诸多危害，如吸湿产品黏着(如制糖工业)；涂覆工艺中起泡(如喷漆工艺中的“鱼眼”)。
大多数压缩空气系统采用钢材或非镀锌钢，当它们与含有较多水份的压缩空气接触时，会产生腐蚀。管道中的灰尘和剥落的铁锈会沿气路吹到敏感设备中，造成系统故障。如果部分系统安装在室外，过多的水份在冬天会造成结冰。
干燥方法
为了解决过多水份造成的问题，多种原理的干燥设备被用于压缩空气设备中。在此介绍两种基本的压缩空气干燥器：
1、冷冻式干燥器
通常用来除去压缩空气中过多的水份。通过使用冷冻系统和不同的热交换器将压缩空气温度降到2－5°C，即空气的露点温度。空气中过多的水份冷凝并被排除，之后气体被加热回室温。冷冻干燥器通常通过测量冷冻温度来进行控制，但通常还需要进行露点的测量来确保干燥器工作正常。
2、干燥剂式干燥器
采用是吸附式工作原理。通过干燥剂吸附水份来对气体进行干燥。*常用的干燥剂是硅胶、活性氧化铝、分子筛。干燥剂式干燥器通常要比冷冻式干燥器效率高。通常可以将气体干燥到－40°C露点。如果将分子筛和硅胶或活性氧化铝配合使用，可以达到－100°C露点。
此种干燥器通常有两个装满干燥剂的干燥塔，并通过阀门控制压缩空气在两个干燥塔中流动。干燥过程和再生过程不断循环进行。在干燥过程中，压缩空气在带压情况下，从一个干燥塔中流过。当气体流过干燥剂时，干燥剂表面的微气孔将空气中的水份吸收。对于干燥剂的再生，通常有多种设计。通常采用加热法将干燥剂中吸收的水份去除，使其恢复吸水能力。在再生过程中，另一个干燥塔作为干燥器使用。
露点测量能更好地节约能源
可靠的露点测量可以准确的控制干燥器是否工作在技术指标之内。对于干燥剂式干燥器，可以通过对露点的测量来控制再生间隔，并为用户节省大量能源。与传统的计时器方法不同，只要压缩空气干燥程度在用户要求的范围内，系统就不会启动再生功能。露点控制可为用户节省高达80%的能源费用。
典型压缩空气干燥器工作环境
露点（Td）
冷冻式干燥器 +3°C/7°C/10°C
干燥剂式干燥器 -20°C/-40°C / -70°C
输出压力 7bar，*高10 bar
T输出 *高+40°C
空压机典型应用露点要求
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应用领域
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所需露点 (带压)
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应用领域
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所需露点(带压)
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压缩空气
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+10°C to -10°C
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运输工具 (汽车等)
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13°C to-20°C
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喷漆
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+10°C to-25°C
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粉末涂敷
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+2°C to-60°C
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仪表气源
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+10°C to-40°C
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光学系统清洁
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-17°C to-33° C
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喷砂处理
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+5°C to0°C
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电子器件干燥
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-20°C to-40°C
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气动工具
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+5°C to-25°C
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压缩空气，外部管路
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-20°C to-40°C
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气动传输
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+5°C to-60°C
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化工厂、制药厂
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-25°C to-40°C
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塑料工业
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+5°C to-60°C
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国外行业标准
1.压缩空气标准ISO8573
ISO8573是一个国际标准。它对压缩空气质量做出了规定。该标准包括九部分：
· **部分：残留物和纯净等级
· **部分：油气残留量测量方法
· 第三部分：湿度测量方法
· 第四部分：残留微粒直径测量方法
· ……
根据参考值的不同，每一大类都给出了从1到6的质量级别：
Table 2. ISO8573.1指标
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质量级别
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微粒尺寸 (um)
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°C
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°F
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含油量 (mg/m3)
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1
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0.1
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-70
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-94
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0.01
|
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2
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1
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-40
|
-40
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0.1
|
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3
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5
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-20
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-4
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1
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4
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15
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+3
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+37
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5
|
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5
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40
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+7
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+45
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25
|
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6
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-
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+10
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+50
|
-
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例如，干燥器满足ISO8573.1的1.1.1级指标，露点可达－70°C。同时，许残留微粒直径很小并且油气残留量极低(分别为0.1微米，0.01mg/m3)。
2.仪表气源标准ANSI/ISA-7.0.01-1996
对于仪表气源有了进一步的规定：露点、微粒尺寸、油气残留量、污染物。
露点有两个要求：
a.在工作压力下，干燥器输出的露点值应比仪表气源系统中*低温度值*少低10°C
b.在管道压力下露点不能超过4°C。
ANSI/ISA标准主要被美国采用。
维萨拉公司露点传感器技术
DRYCAP®传感器
维萨拉露点传感器的性能和运行都是****的，不仅具有**、可靠和**的长期稳定性，还不受灰尘粒子和大部分化学物质影响，并且具有抗凝结特征。
维萨拉DRYCAP®薄膜传感器结合革新的**自校准和化学物**技术使维萨拉传感器长期高效稳定，漂移非常小。这就意味着用户的维护需求和费用非常少，十分适合于小型干燥机用户的使用。
传感器自校准功能
传感器在自校准时是通过定期对传感器微加热，自动调整可能产生的电子元件的零点漂移然以保证测量的精度。
自动校正功能，通过调整校正曲线以保障干端读数的**性，消除错误读数。因此，自动校正也意味着更强的稳定性，每当自动校正工作时，变送器修正任何可能发生的干端漂移。自动校正功能程序在60秒内完成，而校正间隔可由用户视工作条件而设定。
传感器化学物**功能
传感器的化学物**功能是通过对传感器加热来**传感器表面的化学物。传感器本身对多种化学物耐受，但加上化学物**功能后使传感器的抗化学物能力更强了。
DMT142的传感器还对油、水汽和灰尘粒子具有抵抗力。
传感器被打湿后可完全恢复
作为露点传感器中的重点部分——湿度传感器，要求能承受高湿环境甚至是管道结露的环境，但并不是所有的传感器都能在这样的环境中工作。
大多数的传感器在高湿环境中工作后需要重新校验或者更换传感器，而维萨拉公司露点仪在高湿和低湿环境中同样出色，而且，探头加热使传感器头在结露的管道中总保持干燥状态，保证它在所有境中**而可靠的露点测量。
DRYCAP®传感器在被打湿后能完全恢复，所以在设备偶尔故障时或系统重新开机时由于管道结露而传感器被打湿的情况下，传感器不会被损坏而影响性能。
CompAir公司使用维萨拉DM70用于压缩空气行业
作者：本.索德林/英国CompAir公司AirWorx发展部经理
压缩空气作为一种辅助气体被广泛应用在流程设备以及启动/控制气阀、气缸等一些控制设备中。压缩空气的质量和效能对一个企业的生产核心起着明显作用。CompAir公司生产压缩空气和气体系统，该公司使用维萨拉手持式露点仪DM70用于它的AirWorxTM系统服务，进行数据检查跟踪，通过测量多种参数以检验压缩空气系统效率，并节约更多能源。
CompAir是世界知名的压缩空气和气体系统生产商，在英国、德国、美国、加拿大和中国都有生产基地。其生产的空气压缩机、设备和以及提供的服务，为全球的用户提供应用在各种各样的领域的高品质、洁净可靠的压缩空气和其它气体。公司的产品包括旋转螺杆空压机、无油空压机、叶轮空压机、活塞空压机和便携式空压机，以及辅助产品和服务。于2001年成立的AirWorx部门专门负责对空压系统进行评估和推荐节能方案。CompAir的AirWorxTM服务不仅为生产企业节约费用和节省投资，而且帮助用户达到节能的目的。
空压机的辅助功能
作为辅助作用的气体，压缩空气通常没有引起足够重视。目前工业领域中，8~10%的电耗用于压缩空气，但总体来说，其中30%的压缩空气被浪费。因此，降低浪费有很大潜力。但由于用户实行这种改进通常投资较大，收回成本较长，所以实行起来有一定难度。从用户的角度来看，压缩空气和电、水、天然气一样是要用到的东西。这些东西都不在自己工厂生产，而是*终用户通常根据自己的需求来购买。然而，由于压缩空气本身的特点，使压缩空气不能运输到太远的地方，过去的时间里，大部分用户都要购买空压机生产自己所需的压缩空气。那些空压机系统大都开发使用了几十年的时间，而“现在的”应用与当时设计空压机时已有大大不同。另外，由于维护费用预算的有限，这些系统常常被忽视导致系统的运转状况不佳，而且用户也意识不到由于压缩空气的效能降低从而使得费用逐年递增。
*近题为“欧共体压缩空气系统－能源、使用、节能和行动”研究的作者指出“5－50％”的节能目标是有可能实现的。只是目前市场还没有充分意识到这种节能在技术和经济方面的潜力。”CompAir的服务理念是，通过与用户签订AirWorx服务协议， CompAir 让用户可以在厂外进行压缩空气的生产，以节省设备投资的费用。
AirWorx是一种双方互利的合作伙伴协议。由于合作，提高了系统的运行能力，而且双方都可以集中精力放在核心业务上，使合作的效益十分明显。与传统服务不同的是，CompAir提供模块化的服务并与客户一同工作找出*佳的解决方案。
AirWorxTM数据检查跟踪系统
为了让双方都了解现时的压缩空气的供应和分配情况，CompAir公司在空压机系统上使用Airworx进行数据检查和跟踪，即帮助用户对目前使用的压缩空气的费用进行计算又把现在的费用当成将来费用节省的比较基点。
AirWorxTM数据检查跟踪系统覆盖了空压系统所有相关参数：能耗、流量、压力、质量、湿度和废料以及其它相关数据。任何空压项目都需要测这些数据，所以数据的准确性非常重要。
高要求环境中的露点测量
在AirWorxTM数据检查跟踪系统中的露点测量，CompAir公司使用维萨拉的DM70手持式露点仪，因为AirWorxTM要求露点仪即要求露点测量*低要到－70°C，同时要求传感器抗结露。总的来说，空压机系统中压缩空气的露点一般在－40°到＋5°C之间，但由于干燥机有时工作不好，所以探头有时需要处在湿度较大的环境中。我们以前使用的露点仪每次结露就需要重新校验一次，而DM70在这种情况下却一直使用良好。对于CompAir这样的国际型公司来说，与一个同样是国际型的公司的合作非常有价值，这样可以很方便地在需要支持时享受到快捷及时的本地服务。DM70的性能非常稳定，用户使用也非常方便，还有多种语言的用户界面。从这些方面来说，维萨拉公司的DM70正是CompAir公司寻找的高品质产品。
通过露点监测节约费用
尽可能经济地生产出干燥和无油无尘的压缩空气是每一个空压机系统用户的目标。过滤系统**空气中的油和灰尘，而干燥机调整湿度。不同的生产流程需要不同干燥度的压缩空气。无论是干燥系统还是过滤系统，干燥空气的费用都不低，是否物有所值，则需要用准确的测量才能判断。在测量空压系统的实际压力露点时，CompAir公司发现，干燥机应用的露点在零度以下，由于缺乏维护，超过50%的系统运行很差。在现场没有安装测量系统的情况下时，他们无从找出问题的症结所在。
一旦开始对空压系统进行测量，就可以对数据进行跟踪。为此，CompAir公司为用户安装长久性的远程监测系统，与设备安装一起包含在AirWorx服务协议中。工程师将维萨拉公司的露点仪安装在有需求的合适的地方。收集到的数据用来进行系统的综合监控和作为维护工作的信息，以保证系统的*佳运行。有些关键的数据比如kW/m³/min一直进行不间断地测量，以便保证整个系统在设计的标准中运行。为进行不间断的长久性的测量，根据具体的需求，大量的仪表被使用在数据检查跟踪系统中。但无论哪一种应用，只有**的测量才是提高系统效能和节约费用的基础。
