羅　俊

（景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院,江西　景德鎮(zhèn)　333403）

便攜式壓力容器壓力管道干燥機(jī)的設(shè)計(jì)

羅俊

（景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院,江西景德鎮(zhèn)333403）

摘要：針對(duì)當(dāng)前壓力容器和壓力管道的工程實(shí)際，提出便攜式壓力容器壓力管道干燥機(jī)的設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行了相關(guān)的探討和研究，開(kāi)發(fā)出由用戶自主定溫、儀器自行控溫的熱空氣吹掃干燥機(jī)。使用結(jié)果表明，用該套設(shè)備進(jìn)行干燥更節(jié)約，更方便。

關(guān)鍵詞：便攜；壓力容器；壓力管道；熱空氣吹掃干燥

1　引言

對(duì)壓力容器以及壓力管道進(jìn)行水壓實(shí)驗(yàn)的目的是為了排除機(jī)械設(shè)備使用過(guò)程中的缺陷以及隱患，保證設(shè)備的狀態(tài)與性能，但是如果在實(shí)驗(yàn)之后，沒(méi)能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行干燥處理，便會(huì)引起容器、管道內(nèi)壁以及附屬設(shè)備的腐蝕以及損壞，使得使用設(shè)備進(jìn)行傳輸?shù)漠a(chǎn)品受到嚴(yán)重的污染，并且會(huì)在特定的溫度下以及壓力下與水相結(jié)合形成水合物。

管道或者是容器內(nèi)部的水合物會(huì)使得設(shè)備在使用的過(guò)程中出現(xiàn)堵塞，進(jìn)而引起重大事故的發(fā)生，尤其是關(guān)鍵位置的水合物的滯留，比如閥門(mén)、儀表管路系統(tǒng)等位置，最容易因?yàn)閷?shí)驗(yàn)之后的干燥處理不到位而發(fā)生控制失靈的現(xiàn)象，需要做好水壓實(shí)驗(yàn)之后的干燥處理工作，進(jìn)而徹底除去其中的大量水蒸氣。

目前看來(lái)，應(yīng)用范圍最廣泛的干燥處理辦法要么自己進(jìn)行對(duì)設(shè)備的掃吹工作，要么便是將干燥工作外包給修理廠；干燥工作的外包不僅不方便，而且經(jīng)濟(jì)成本也較高，會(huì)造成大量的人財(cái)物力的投入與浪費(fèi)，而自己的掃吹工作則不能夠保證干燥工作的徹底性與有效性，尤其是一些口徑較小的管道，自己是不具備對(duì)這類管道進(jìn)行掃吹的條件，這就為便攜式干燥劑的使用與研究提供了現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)，促進(jìn)了適合個(gè)體使用的干燥機(jī)械設(shè)備的發(fā)展。

2　干燥機(jī)設(shè)計(jì)

在各種干燥方法中，普及度較高的為真空干燥法和干空氣吹掃干燥法，較為常用的還有用甲醇或乙二醇等進(jìn)行掃線的干燥方法。這些干燥方法主要是針對(duì)壓力管道的距離長(zhǎng)、口徑大的特點(diǎn)。從大量的相關(guān)文獻(xiàn)研究結(jié)果以及應(yīng)用結(jié)果表明，這些干燥方法效果是不錯(cuò)的。但是，使用常用的干燥方法對(duì)于壓力容器以及壓力管道似乎很難發(fā)揮作用。為了擺脫目前的困境，就需要從技術(shù)的角度進(jìn)一步研發(fā)。充分考慮干燥設(shè)備在使用環(huán)境上的特點(diǎn)，結(jié)合設(shè)備價(jià)格以及干燥成本，參考干燥要求開(kāi)展設(shè)備研發(fā)工作。

首先需要明確判斷干燥的主要方法為對(duì)壓力容器以及壓力管道出口空氣的濕度或露點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果其范圍遠(yuǎn)小于預(yù)定值，則說(shuō)明壓力容器或者是壓力管道已經(jīng)非常干燥了。

上述分析表明，我們可以使用電加熱器加熱空氣，再將經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)加熱的干燥空氣送至壓力容器或是壓力管道中。當(dāng)壓力容器內(nèi)部濕度達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，干燥機(jī)便可以停止工作了。為了能夠更好的實(shí)現(xiàn)干燥的效果，需要我們對(duì)電加熱器、風(fēng)機(jī)、以及溫濕度控制等系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和選型。

2.1濕度控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要包括濕度控制器、濕度傳感器以及濕度繼電器等部分，其中濕度控制器的主要作用便是對(duì)管道或者是容器內(nèi)部的濕度進(jìn)行控制；濕度傳感器的主要工作便是對(duì)容器或者是管道出口處的空氣濕度以及露點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，并將自己的測(cè)量結(jié)果發(fā)送到濕度控制系統(tǒng)，如果濕度的數(shù)值小于了預(yù)設(shè)的數(shù)值，則表示容易或者是管道處于一種比較理想的干燥狀態(tài)，此時(shí)的濕度控制系統(tǒng)便會(huì)切斷繼電路，停止對(duì)于容器或是管道的干燥工作。

2.2溫度控制系統(tǒng)

為了減少加熱干燥工作對(duì)壓力器等設(shè)備性能的負(fù)面影響，在干燥的過(guò)程中加熱的溫度不應(yīng)該超過(guò)120℃。這就對(duì)電壓熱器的功率提出了要求。

首先需要將控制器的報(bào)警溫度設(shè)置為120℃，并且在干燥的過(guò)程中需要實(shí)時(shí)測(cè)量電加熱器內(nèi)部的氣體的溫度，此時(shí)，就可以使用安放在電加熱器內(nèi)的測(cè)溫元件。當(dāng)溫度測(cè)量結(jié)果顯示超過(guò)120℃時(shí)，控制器因?yàn)榕c測(cè)溫元件相互連接，便會(huì)及時(shí)的向繼電器發(fā)出信號(hào)，繼電器整個(gè)電路斷路都會(huì)有所控制，以使電加熱器的功率降低；如果測(cè)溫元件對(duì)電加熱器歲測(cè)量的溫度低于120℃，控制器將會(huì)控制繼電器的功率，進(jìn)而提升電加熱器的功率。

為了保證溫控系統(tǒng)的工作效率，測(cè)溫的元件可以選擇熱電偶溫度計(jì)，也可以搭配溫度控制器。結(jié)合工作實(shí)際，主要設(shè)計(jì)方案如下：讓繼電器對(duì)一根或者多根電加熱元件進(jìn)行控制，在溫度超過(guò)了額定溫度的時(shí)候，能夠?qū)崿F(xiàn)電路的自動(dòng)斷電。通過(guò)這種使得絕大多數(shù)的電熱元件停止工作的控制方式，來(lái)降低電加熱器的功率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降低空氣溫度的目的。這種方案適合于電加熱器的功率比較小，測(cè)溫計(jì)的反應(yīng)不敏感的條件。

2.3風(fēng)機(jī)的選定

根據(jù)氣體在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中所出現(xiàn)的能量損耗，通過(guò)計(jì)算，可以得出結(jié)論，即出風(fēng)機(jī)的出風(fēng)量已經(jīng)超過(guò)了9.0432m3/h。從理論的角度而言，這一計(jì)算數(shù)值要大大地低于市場(chǎng)上所出售的任何一款離心式風(fēng)機(jī)所規(guī)定的額定出風(fēng)量。探究出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因，主要是在于，壓力容器以及管道的口徑設(shè)計(jì)要比標(biāo)準(zhǔn)口徑下，因此而造成了內(nèi)部的風(fēng)阻增大。當(dāng)離心式風(fēng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候，實(shí)際的送風(fēng)量就要比標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值小很多。本論文的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是圍繞著實(shí)現(xiàn)快速加熱壓力容器或是管道而展開(kāi)論述，不會(huì)過(guò)多涉及風(fēng)速的問(wèn)題。

2.4電加熱器的設(shè)計(jì)

關(guān)于電加熱元件的選擇，按照常規(guī)的選擇方法，是參考熱空氣的溫差來(lái)確定的。通常會(huì)考慮5～10℃左右的溫差水平。如果溫差已經(jīng)超過(guò)了這個(gè)局限，就需要選用排數(shù)多的電加熱元件。由于其在設(shè)計(jì)上為多級(jí)串聯(lián)結(jié)構(gòu)的型號(hào)，因此是較好的選擇。SRQ型管狀電熱元件的使用的環(huán)境范圍在溫度上和濕度上都有所界定。SRQ型管狀電熱元件的適宜工作溫度為360℃，濕度地域90％，可以用于工作環(huán)境適宜的無(wú)爆炸無(wú)腐蝕性的空氣加熱風(fēng)管系統(tǒng)。

所選用的方式主要分為兩種：①采用交叉式排列的方式，可以使傳熱的充分性有所提高。其工作原理是，電熱元件接觸到流動(dòng)的空氣時(shí)，可以是對(duì)空氣流動(dòng)的阻力有所增加。②采用多級(jí)串聯(lián)的方式，可以極大地延長(zhǎng)電熱元件的使用壽命。基本操作方式是，大功率的電熱元件經(jīng)過(guò)分解之后，成為多個(gè)功率較小的電熱元件。這種設(shè)計(jì)方式可以使加熱器內(nèi)的空氣流動(dòng)速度有所提高，與此同時(shí)，即可得到降低電熱元件使用功率的目的。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：羅?。?983—），男，江西撫州人，碩士，講師。