傳統(tǒng)的脫水設(shè)備都是在油箱中水分增加以后采取分離的方法進(jìn)行脫水。而LK油箱空氣干燥系統(tǒng)脫水裝置從源頭控制水分的增加,使介質(zhì)中水的含量保持在最低水平,并能去除介質(zhì)中已經(jīng)存在的水分,可以替代真空脫水裝置。
水分是衡量EH油品質(zhì)的一個重要指標(biāo)。EH油中的水分在高溫高壓下會發(fā)生水解,引起EH油的劣化。水解會產(chǎn)生羥酸,而羥酸又是水解的催化劑,會促進(jìn)進(jìn)一步的水解。同時EH油中的水分會對液壓元件如泵、閥等發(fā)生腐蝕,引起液壓系統(tǒng)性能下降和顆粒污染。所以,控制水分是EH油使用中必須要解決的問題。EH油的運行規(guī)范對含水量有嚴(yán)格的規(guī)定:新EH油含水量為300ppm,運行中的EH油,含水量需低于1000ppm。
EH油中水分的形成
通常,水分是通過空氣進(jìn)入到EH油中的。
EH 系統(tǒng)的油箱上都帶有呼吸器,空氣通過呼吸器進(jìn)入到油箱中,與EH油接觸。當(dāng)油箱中的液面發(fā)生變化時,空氣就會進(jìn)出油箱,這個呼吸器我們稱為被動呼吸器。在空氣與EH油接觸的表面,二者會達(dá)到熱平衡和水分的平衡,即二者溫度一致且水分飽和度也一致。如此時空氣的相對濕度為50%時,EH油的相對飽和度也是50%。當(dāng)空氣濕度較大時,空氣中的水分會進(jìn)入到EH油中,形成溶解水。
另一方面,當(dāng)油箱內(nèi)熱的空氣接觸到油箱上蓋板時,溫度下降,空氣中的水分會因為相對飽和度增加而發(fā)生結(jié)露,在油箱的內(nèi)壁上形成一個個小水珠,我們打開油箱上的觀察孔可以看到這些水珠。當(dāng)這些小水珠積聚到一定程度,會進(jìn)入到油中,形成游離水。游離水和溶解水共同影響著EH油的品質(zhì)。
因此解決EH油中的水分問題還需要從EH油本身著手反吸油中水分
水份對EH油的影響
不少電廠目前為了解決EH油含水問題,選擇了真空濾油機(jī)。從現(xiàn)場的實際使用反應(yīng)來講也確實能將EH油的含水量降低合乎使用要求,但是,不可忽視的是,很多工況下即便水分達(dá)到系統(tǒng)運行要求,除酸濾芯的更換仍然頻繁,這意味著EH油中還在不斷的產(chǎn)生酸物質(zhì)。
酸值是評定EH油劣化或水解變質(zhì)的一項重要指標(biāo)。高酸值會加速 EH 油裂化 ,導(dǎo)致產(chǎn)生沉淀以及起泡、空氣間隔等 問題 ,酸值高說明EH油已經(jīng)劣化或是有熱裂解、水解反應(yīng),熱裂解、水解反應(yīng)產(chǎn)生的劣化產(chǎn)物還會不同程度地影響EH油的電阻率、顆粒度、泡沫和空氣釋放值等性能,進(jìn)而影響調(diào)速系統(tǒng)準(zhǔn)確 、穩(wěn)定、高效的運行。水分含量增加會引起水解,生成酸性磷酸酯和酚,并進(jìn)一步反應(yīng)生成低分子酸和高分子老化產(chǎn)物。高酸值的油能進(jìn)一步催化EH油水解 , 使酸值更高。而產(chǎn)生的酸性產(chǎn)物又會催化油品分解 ,導(dǎo)致油品酸值不斷提高,形成循環(huán)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)?,F(xiàn)場經(jīng)驗表明,EH油在溫度超過60℃時就會酸值就會急劇升高。
尤其在高溫條件下,通過水的溶解作用產(chǎn)生酸性的酚與磷酸酯,再發(fā)生縮合反應(yīng)產(chǎn)生分子數(shù)量高的老化產(chǎn)物與分子數(shù)量低的酸,這些物質(zhì)升高了EH油的酸度,顏色看起來也越來越深。通過上述表述可見,酸值產(chǎn)生的必要條件首先是水分,其次是較高的溫度。EH油的運行溫度為40-50℃區(qū)間,同時系統(tǒng)設(shè)置有自循環(huán)水冷卻系統(tǒng),除非系統(tǒng)溫控故障或冷卻系統(tǒng)故障,否則一般不會超溫運行。
脫水裝置
目前,有些油箱上配備具有吸濕功能的空氣濾清器,但使用效果不理想。其一是有些空氣濾清器設(shè)計有缺陷,盲目追求大尺寸,在使用中只有部分干燥劑起作用,就會出現(xiàn)中心部分出現(xiàn)水滴而外部顏色還沒有變化的現(xiàn)象,吸濕效果適得其反;其二是有些地區(qū)空氣濕度較大,需要頻繁更換干燥劑,除操作比較繁瑣外還容易出現(xiàn)更換過程中因操作不當(dāng)而污染EH油的故障。
EH 系統(tǒng)作為一種長期工作的開式液壓系統(tǒng),其工作介質(zhì)EH油必然要與空氣接觸,空氣中的水分進(jìn)入到EH油中在所難免。除水成了EH油使用中的一項必需要做的工作。
按照目前的模式,EH油的除水有二種方式:吸附及真空脫水。
1:吸附就是使用脫水濾芯,利用濾芯材料的吸水功能,將EH油中的水分去除。吸附的優(yōu)點是設(shè)備簡單、投運方便,缺點是只能去除EH油中的游離水,不能去除溶解水,且除水能力有限,當(dāng)EH油中含水量較多時,需要更換多個濾芯吸水,成本增加。
2:真空脫水是利用在真空下水的沸點降低的原理,將EH油中的水分蒸發(fā)來達(dá)到除水的目的。真空脫水的優(yōu)點是既能去除游離水,也能出去溶解水,脫水效果好。缺點是設(shè)備復(fù)雜,價格昂貴,不適于連續(xù)投運。
真空濾油機(jī)在給EH油脫水的同時,其電加熱器組的加熱過程結(jié)合油中含有的水分亦會造成EH油劣化。并且由于系統(tǒng)運行油溫設(shè)定值為40-50℃,而真空濾油機(jī)脫水的理想油溫區(qū)間為65℃,因此為避免影響主機(jī)系統(tǒng)的正常運行,真空濾油機(jī)不得不在較低的溫度區(qū)間進(jìn)行脫水處理,脫水效率非常低下只能長時間工作,而長期的加熱脫水給EH油的水解酸化提供了必要的條件及時間。通過真空濾油機(jī)的長期在線處理,EH油中水分含量得到控制的同時,油中的酸性物質(zhì)也在不斷增加。
LK油箱空氣干燥系統(tǒng)從源頭做起,切斷水分進(jìn)入EH油中的途徑,保證EH油中的水分不會增加,同時也能將EH油中已存在的水分去除。美國濱特爾是從事EH油處理的專業(yè)公司,其擁有專利技術(shù)(專利號:07396383)脫水裝置專門用于EH油中的水分去除。把EH油中的水分按其形成方式還原,利用干燥空氣帶走EH油中的水分,介質(zhì)不與EH油接觸,不會對EH油產(chǎn)生任何不良影響。
LK油箱空氣干燥系統(tǒng)原理與結(jié)構(gòu)
基本原理就是在EH 系統(tǒng)的油箱中通入干燥空氣,EH油中的水分轉(zhuǎn)移到干燥空氣中,并隨空氣排出。經(jīng)過深入研究了EH油中水分的形成機(jī)理和存在狀態(tài),提出了水分逆?zhèn)魉偷男滤悸罚〉昧撕芎玫膽?yīng)用業(yè)績。既然EH油中的水分是由空氣中進(jìn)入的,通過在油箱中通入干燥空氣,既能阻止水分進(jìn)入到EH油中,又能把EH油中的水分吸收到干燥空氣中,實現(xiàn)水分的逆?zhèn)魉停匐S空氣排出系統(tǒng)之外。
LK油箱空氣干燥系統(tǒng)脫水裝置是一套主動呼吸系統(tǒng)。壓縮空氣進(jìn)入到LK油箱空氣干燥系統(tǒng)脫水裝置中,經(jīng)過減壓、過濾、除水,將干燥清潔的空氣通入油箱上部的空間,在油箱內(nèi)與EH油進(jìn)行水分傳遞,EH油中的水分進(jìn)入到空氣中,并隨空氣由呼吸口排出油箱外。
反吸油中水分 膜式干燥器原理
去除微粒
環(huán)境空氣中的細(xì)微固體微粒會形成礦物質(zhì)沉積和鐵銹,污染物會對金屬油箱及相關(guān)裝置起到腐蝕作用。LK油箱空氣干燥系統(tǒng)通過將進(jìn)氣氣流中的亞微米級微粒濾出,使油箱內(nèi)部呈現(xiàn)正壓系統(tǒng),阻擋腐蝕性污染物進(jìn)入油箱內(nèi)部,有效防止這些潛在的破壞與腐蝕危險。
LK油箱空氣干燥系統(tǒng)脫水裝置的核心是一個壓縮空氣膜式干燥器,膜式干燥器采用特殊的高分子親水膜材料制造。當(dāng)潮濕壓縮氣流經(jīng)中空干燥膜細(xì)管時,水分子穿過半滲透干燥膜的流速比其它流體成分快,含濕度的空氣將比干燥空氣具有更高的壓力,所以水分子將不停從空心干燥膜管內(nèi)部滲透穿過管壁(包括帶水分的空氣/流體的流動)到達(dá)管壁外部,而干燥的空氣從另一端送出到油箱。
我們知道,溫度高時空氣中水分的飽和度較大,溫度低時空氣中水分的飽和度較小,所以當(dāng)熱空氣遇到冷的物體時因溫度降低會有水珠析出。
LK油箱空氣干燥系統(tǒng)脫水裝置具有84℃(150 ℉)溫差的飽和度效果,即入口的空氣具有27℃時的飽和度時,出口處的空氣相當(dāng)于只有-57℃時的飽和度。這個飽和度對于去除EH油中的水分是十分重要的,通常EH油中含有1000~1400ppm 的水份,在這種飽和度下,EH油中的水分很容易脫離出來,進(jìn)入到空氣中,隨空氣排出油箱外。
LK油箱空氣干燥系統(tǒng)脫水裝置的前端還裝有壓縮空氣精密過濾器,除去壓縮空氣中的油、水、塵,阻止空氣中的污染物進(jìn)入到油箱。這些污染物可能來自田野、海洋、附近的工廠、農(nóng)作物等,包括顆粒和金屬鹽,對EH油形成顆粒污染和金屬鹽污染。
安裝和使用要求
LK油箱空氣干燥系統(tǒng)脫水裝置安裝在油箱附近,可以在地面上通過膨脹螺栓安裝固定。需要外部提供壓縮空氣源,不需要電源。
壓縮空氣源要求氣壓 7 bar,流量100升/分種,輸入端接口1/4”。
油箱上的接入口應(yīng)保證在液面以上,為保證脫水效果,要求空氣接入口盡量遠(yuǎn)離空氣濾清器,原來的空氣濾清器保留,作為出氣口。
免維護(hù)使用,長期連續(xù)。其脫水過濾器使用壽命達(dá)五年以上,前端的顆粒過濾器視環(huán)境情況,在機(jī)組小修時檢查或更換。
產(chǎn)品安裝使用現(xiàn)場