專利名稱：一種工業用氣體的干燥方法
技術領域：
本實用新型屬于一種電力、電子、機械工業用氣體的干燥方法，特別是一種具有自動連續不間斷供給露點溫度在-50～-60℃干燥氣體的方法。尤其適用于電廠、電站、供電系統變壓器和發電機組檢修時對線圈的供氣干燥，以及變壓器生產廠對變壓器的干燥。也適用于電子、機械行業封閉式廠房、食品包裝點等場所供給干燥氣體。
隨著電力事業的飛速發展，電力系統用變壓器從過去的調芯式變壓器逐漸改為全封閉型變壓器。變壓器運行一定時間后，由于油質長期的使用將產生油泥、游離碳等老化產物，嚴重影響變壓器的絕緣性能，要清除這些污物，對于調芯式變壓器，可通過調芯的方法予以清除；但對于封閉式變壓器，操作人員必須通過檢修孔進入內部方能對變壓器進行檢修。因此，要滿足進入變壓器內部檢修的操作人員獲得所需要的新鮮空氣，同時保證檢修后的變壓器線圈干燥，一般采用下述兩種方式一是采用空氣壓縮機供給一般的濕潤空氣，待檢修完畢，再通過熱油循環干燥線圈，這種方法在檢修期間，易使線圈受潮而銹蝕，而且，線圈的熱油循環干燥需連續幾天幾夜，停電時間的延長，將造成不必要的經濟損失；二是采用制冷的方法，使濕潤空氣在通過制冷機組蒸發器時，空氣中的水份在低溫狀態下以霜的形式凝結于蒸發器內，干燥的氣體通入待檢修的變壓器，滿足進入變壓器內部檢修的操作人員獲得新鮮空氣，并避免線圈受潮。但這種干燥方法由于采用兩級組合式壓縮制冷循環，高壓和低壓壓縮機所用制冷劑均為中溫制冷劑R22(氟利昂22)，在低壓壓縮機系統的回熱加熱器后直接與包括空氣過濾器、風機、空氣進口加熱器、熱管換熱器、吹掃化霜電磁閥、空氣出口電磁閥及出口加熱器在內的干燥系統連接，以向被干燥體提供干燥氣體。其制冷溫度(制冷劑常壓下的蒸發溫度為-40.8℃)無法達到要求的低溫，經干燥機干燥處理的空氣露點溫度僅為-25～-35℃，檢修后的變壓器線圈不能得到有效干燥，仍需通過熱油循環干燥；而且，由于此類干燥方法及其干燥裝置的制冷壓縮機采用的是半封閉式壓縮機，開機前、后必須將吸氣、排氣口的截止閥分別關閉、開通，頻繁啟、閉截止閥極易造成制冷劑泄漏，造成安全隱患；此外，該干燥方法采用羅茨風機輸送空氣，該風機一是排氣量太小，在變壓器檢修孔啟、閉期很難杜絕大氣中的濕空氣侵入，二是噪聲太大。
本實用新型的目的是設計一種能自行運行并連續不斷供給-50～-60℃露點溫度的工業用氣體的自動干燥方法，以便在變壓器等檢修時可提供所要求的使變壓器線圈環境空氣的露點溫度在-50℃以下的新鮮、干燥空氣，以達到既避免變壓器線圈受潮，又可滿足檢修人員所需的新鮮空氣，同時保證在變壓器檢修孔開啟或關閉期間保持變壓器內正壓，防止大氣中的濕空氣侵入，以及干燥工藝運行效率高、安全、可靠等目的。
本發明的解決方案是將背景技術的組合式制冷，改進設計為復疊式制冷循環，即在第一級制冷系統與干燥系統之間增設一低溫制冷系統，相對于該系統而言第一級制冷系統為高溫制冷系統，兩系統分別采用R22、R13(氟利昂13)作為制冷劑。高溫制冷系統的作用為冷卻低溫制冷系統的制冷劑；而低溫制冷系統則通過其蒸發器等對被干燥氣體進行低溫干燥處理，從而達到其目的。因此，本發明包括A、冷卻低溫制冷系統制冷劑a.由高溫系統壓縮機壓縮輸出的R22制冷劑蒸汽經油分離器分離潤滑油后，再經冷卻器預冷，其預冷后的冷液經貯液器和干燥過濾器處理后，輸入R22氣液熱交換器再次冷卻為過冷液體，該過冷液體經熱力膨脹閥送入蒸發冷卻器腔體以冷卻流經該蒸發冷卻器換熱管內的低溫制冷劑R13至-40～-50℃；b.經換熱后迅速蒸發的R22蒸汽回流經R22氣液熱交換器腔體后，再由高溫壓縮機吸入而進入下一工作循環；B、低溫冷卻空氣以除濕a.通過低溫制冷壓縮機壓縮輸出的R13制冷劑蒸汽經低溫系統油分離器分離潤滑油、再經R13過熱冷卻器預冷而進入蒸發冷卻器冷卻成低溫液體，該低溫液體再流經R13氣液熱交換器進一步冷卻成過冷的R13液體，該過冷液體經干燥過濾處理后、再經熱力膨脹閥送入蒸發器對流經其腔體的空氣冷卻至低于-70℃以除去空氣中的濕氣；b.經蒸發器工作后流出的R13制冷劑，回流經蒸發冷卻器腔體而被低溫制冷壓縮機吸入，進入下一工作循環；C、氣體干燥處理環境溫度下的濕空氣經空氣過濾器過濾處理后，由壓力氣泵輸入熱管換熱器腔體預冷(初干燥)，預冷后的空氣再送入蒸發器腔體被冷卻至低于-70℃以除去空氣中的濕氣，然后，再送入熱管換熱器中的換熱管；對流經其腔體的空氣預冷后，再經電磁閥及空氣出口加熱器輸出露點溫度為-50～-60℃的新鮮、干燥的空氣。
為有效避免背景技術開機前后可能出現的誤操作及反復開、關截止閥易造成制冷劑泄漏等問題的發生，在低溫制冷壓縮機進氣端增設一膨脹容器以自動調節制冷量及停機時使制冷劑自動回到膨脹容器內貯存。為了定期除霜，在蒸發器及熱管換熱器腔體的進氣端分別設置加熱器，定期加熱化霜。而為了確保連續不斷地對氣體進行干燥處理，并列設置兩套蒸發器及熱管換熱器和相應的加熱器、閥門，并采用相同的工藝流程交替運行，以此連續不斷地提供露點溫度為-50～-60℃的干燥氣體。整個干燥系統的工藝流程，通過PLG可編程控制器進行全自動程序控制。
本發明由于采用高、低溫兩級復疊式循環制冷系統，高溫制冷系統采用中溫制冷劑R22對低溫系統制冷劑預冷、低溫系統采用低溫制冷劑R13，其最低蒸發溫度達-80～-90℃，可使被干燥的氣體經蒸發器干燥后露點溫度達到-50～-60℃，較組合式干燥機低25～35℃，在確保變壓器檢修人員獲得所需的新鮮、干燥空氣的同時，使變壓器線圈環境空氣的露點溫度達到-50℃以下，空氣的含濕量在允許值范圍內，從而可有效避免線圈受潮，省去背景技術檢修后還需通過熱油循環進行干燥等弊病。在低溫壓縮機進氣端增設調節制冷量及停機時回收貯存制冷劑的膨脹容器，壓縮機吸、排氣口截止閥便處于常開狀態并只用于制冷系統抽真空和加制冷劑用；既可避免開機前后出現誤操作，又可避免制冷劑的泄漏。送風機改為壓力氣泵不但送風壓力可提高到105kPa，確保在變壓器檢修孔打開或關閉期間保持變壓器內處于正壓狀態，防止大氣中的濕空氣侵入。而采用兩套相同工藝流程的可交替運行的干燥系統，則可保證干燥機連續不斷地供給露點溫度為-50～-60℃的干燥氣體。因而本發明具有工藝流程先進、可靠，可有效滿足變壓器等檢修時所需新鮮、干燥的空氣，確保其線圈環境空氣的露點溫度達到-50℃以下，空氣含濕量在允許值范圍以內，避免變壓器線圈受潮；同時還可使變壓器檢修孔打開或關閉期間保持變壓器內外處于正壓狀態，防止濕空氣侵入等特點。
附圖及
圖1、為本發明工藝流程示意圖；圖中1.高溫制冷壓縮機，1A、1B、1C截止閥，2.高溫系統油分離器，3.冷卻器，4.貯液器，5.R22干燥過濾器，6.進氣電磁閥，7.R22氣液熱交換器，8.熱力膨脹閥，9.截止閥，10.蒸發冷卻器，11.低溫制冷壓縮機，11A、11B、11C、11D截止閥，12.低溫系統油分離器，13.R13過熱冷卻器，14.R13氣液熱交換器，15.R13干燥過濾器，16.膨脹容器，17.R13熱力膨脹閥，18.截止閥，19～1、19～2蒸發器進氣電磁閥，20～1、20～2蒸發器，21～1、21～2蒸發器化霜加熱器，22～1、22～2熱管換熱器，23～1、23～2熱管換熱器化霜加熱器，24.壓力氣泵，25.空氣過濾器，26～1、26～2熱管換熱器化霜電磁閥，27～1、27～2空氣出口電磁閥，28.出口空氣加熱器。
實施例本實施例以干燥流量為40m3/h的氣體干燥裝置為例高溫制冷壓縮機1采用功率7.5kw的全封閉式壓縮機，冷卻器3換熱面積450m2，R22氣液熱交換器7換熱面積0.12m2，蒸發冷卻器10換熱功率6kw，截止閥9熱力膨脹閥8均為DN8。低溫壓縮機11亦采用功率7.5kw的全封閉式壓縮機，R13過熱冷卻器換熱面積10m2，R13氣液熱交換器14換熱面積0.12m2，供液低溫截止閥18、R13熱力膨脹閥17均為DN8，本實施例采用兩套干燥系統輪換工作，蒸發器20～1、20～2換熱面積均為42m2，熱管換熱器22～1、22～2，換熱面積均為30m2，壓力氣泵24功率1.1kw，輸氣壓力105kPa、流量40m3/h，蒸發器化霜加熱器21～1、21～2功率1kw，熱管換熱器化霜加熱器23～1.23～2功率亦為1kw，出口空氣加熱器28功率5kw，空氣出口電磁閥27～1、27～2均為DN32，化霜電磁閥26～1、26～2均為DN20；本實施例采用全自動電器控制柜通過PLC可編程控制器進行全過程自動控制。
權利要求
1.一種工業用氣體的干燥方法；其特征在于該干燥方法包括A、冷卻低溫制冷系統制冷劑a.由高溫系統壓縮機壓縮輸出的R22制冷劑蒸汽經油分離器分離潤滑油后，再經冷卻器預冷，其預冷后的冷液經貯液器和干燥過濾器處理后，輸入R22氣液熱交換器再次冷卻為過冷液體，該過冷液體經熱力膨脹閥送入蒸發冷卻器腔體以冷卻流經該蒸發冷卻器換熱管內的低溫制冷劑R13至-40～-50℃；b.經換熱后迅速蒸發的R22蒸汽回流經R22氣液熱交換器腔體后，再由高溫壓縮機吸入而進入下一工作循環；B、低溫冷卻空氣以除濕a.通過低溫制冷壓縮機壓縮輸出的R13制冷劑蒸汽經低溫系統油分離器分離潤滑油、再經R13過熱冷卻器預冷而進入蒸發冷卻器冷卻成低溫液體，該低溫液體再流經R13氣液熱交換器進一步冷卻成過冷的R13液體，該過冷液體經干燥過濾處理后、再經熱力膨脹閥送入蒸發器對流經其腔體的空氣冷卻至低于-70℃以除去空氣中的濕氣；b.經蒸發器工作后流出的R13制冷劑，回流經蒸發冷卻器腔體而被低溫制冷壓縮機吸入，進入下一工作循環；C、氣體干燥處理環境溫度下的濕空氣經空氣過濾器過濾處理后，由壓力氣泵輸入熱管換熱器腔體預冷，預冷后的空氣再送入蒸發器腔體被冷卻至低于-70℃以除去空氣中的濕氣，然后，再送入熱管換熱器中的換熱管，對流經其腔體的空氣預冷后，再經電磁閥及空氣出口加熱器輸出露點溫度為-50～-60℃的新鮮、干燥的空氣。
2.按權利要求1所述工業用氣體的干燥方法；其特征在于在低溫制冷壓縮機進氣端增設一膨脹容器以自動調節制冷量及停機時使制冷劑自動回到膨脹容器內貯存。
3.按權利要求1所述工業用氣體的干燥方法；其特征在于在蒸發器及熱管換熱器腔體的進氣端分別設置加熱器，定期加熱化霜。
4.按權利要求1所述工業用氣體的干燥方法；其特征在于該干燥方法并列設置兩套蒸發器及熱管換熱器和相應的加熱器、閥門，采用相同的工藝流程交替運行以此連續不斷地提供露點溫度為-50～-60℃的干燥氣體。
5.按權利要求1所述工業用氣體的干燥方法，其特征在于整個干燥系統的工藝流程通過PLG可編程控制器進行全自動程序控制。
全文摘要
該發明屬于工業用氣體干燥方法,包括高、低溫兩套制冷循環及干燥循環流程。制冷循環分別采用R22和R13作制冷劑,同時增設了膨脹容器以調節制冷量及停機時自動收回制冷劑;該方法可連續提供露點溫度為－50～－60℃的干燥、新鮮的空氣,供變壓器等檢修時用。本發明具有工藝流程先進、可靠,所提供的干燥空氣露點溫度低,可有效避免檢修時變壓器線圈受潮并可確保在檢修孔開、閉期間變壓器內處于正壓狀態等特點。
文檔編號B01D53/26GK1344577SQ0110726
公開日2002年4月17日 申請日期2001年3月20日 優先權日2001年3月20日
發明者劉貞貴, 官在安, 黃新明 申請人:自貢市濾油機廠