排液阀在中间冷却器、后冷却器和后冷却器与分离器联合装置中的应用

魏 颖，雷 娟

（甘肃红峰机械有限责任公司，甘肃 平凉 744000）

1 概述

1.1 中间冷却器

压缩机的中间冷却器设计用来减小压缩机之间空气的温度和比容从而提高压缩效率。这样就使得压缩机在比正常发生的温度低的情况下做更多的功。因为中间冷却器要发生冷凝现象，所以需要用排液阀来保护压缩机部件。如果从中间冷却器把液体带过来，液体就可能把脏物、水垢、铁锈带进下一级压缩机，会造成压缩机内的腐蚀和损坏，这些都对压缩机高效率运转不利。如果凝结的液体通过中间冷却器进入压缩机，就会使压缩机工作不稳定。因此，中间冷却器有效地疏水，保证将干燥的空气送入压缩机下一级是必须的。

典型的中间冷却器是管壳式热交换器。热交换器出口冷凝液量通常是不定的，会造成黏性液体的存积，阻塞进入排液阀的通路。由于这个原因，在中间冷却器上要求安装集液管，其尺寸与中间冷却器出口管径相同，它可用来收集脏物。在排液阀排液时，集液管可用来收集、排放凝结水中的黏液以及一些小颗粒杂质。

如果压缩机不是无油密封型的压缩机，中间冷却器也可能聚集从压缩机转移过来的油。因为当空气进入中间冷却器时，空气夹带着油雾或油滴，由于空气处于相对高的温度，这样的油很稀薄，当中间冷却器把空气和油冷却以后，油可能会变稠。排液阀必须能够在油变稠之前将它排放出来，使它不影响排液阀和中间冷却器工作。在这种使用工况下，排液阀的选择是非常重要的，此时排液阀必须处理水和油的混合物并且油必须首先排放掉。

1.2 后冷却器

空气压缩机压缩后空气温度很高，当冷却时，将不可避免地在空气管道上产生大量的凝结水，除去它们最有效方法是在压缩后立即将空气送入后冷却器。后冷却器是热交换器，其既可用空气冷却又可用水冷却。一般7.35kW 以上的大多数空气压缩机均有后冷却器。除了带出压缩热，后冷却器还带走了空气中三分之二的液体并且有利于带走和分离掉从压缩机中带来的油。

由于后冷却器排掉三分之二的总含湿量，此处的排液阀尺寸正常情况下应比系统中其它部分的大一些。

2 排液阀的选择和安全系数

2.1 中间冷却器

正常的排液阀选择应根据：

1)进入中间冷却器的水温。

2)通过中间冷却器的气流量。

3)中间冷却器的工作介质压力参照图1“压缩空气中的凝结水含量”可确定出每分钟在28.3m3空气中凝结水的公斤数。然后乘以60 变成每小时的公斤数再乘以安系数2[1]。

图1 压缩空气中的凝结水含量

在进行排液阀选型时，还应考虑失效形式和排液阀适应黏性液体流出的能力。在大多数情况下，“开启”失效形式将认为是为消除凝结液而保护压缩机的主要措施。对缓迟流的快速反应是很重要的，只有这样，排液阀在凝结液积存和排放液体两者之间才不存在延迟现象。

2.2 后冷却器

当后冷却器的冷凝速率未知时，计算冷凝液负荷有两种典型的方法。第一种方法是计算通过系统的总空气流量。然后用图1 确定每分钟在28.3m3内凝结水的公斤数。乘以60 把每分钟的负荷转换成每小时以公斤为单位的疏水阀的负荷（使用这个图表时必须知道相对湿度中的最高夏季进气温度）。然后把这个负荷值乘以2 就可确定所需要的排液阀的能力。

计算排液阀能力的第二种方法是观察通过后冷却器的最大允许流通量。然后用相同的方法使用“压缩空气中的凝结水含量”图，其过程同第一种方法一样。虽然用这个方法通常得到一个较大的排液阀型号，但它可以允许适用于可能增加其它的压缩机或是通过未预料的旁路向系统插入多台压缩机的情况。

在第二种方法中，尽可能准确地估计后冷却器中水的平均温度是很重要的。不是所有空气真正地与水管管壁接触，空气不是均匀地冷却到冷却水的温度。如果已知实际的出气温度，显然这就是最精确的使用数值。正确选型的后冷却器通常把压缩后的空气冷却到比进气温度低8.3 ℃范围内。

3 排液阀的安装

当在后冷却器或后冷却器与分离器联合装置上安装排液阀时，排液阀安装的主要原则如下：按照制造厂的排液阀安装说明书操作。大多数后冷却器需要带一个可拆式分离器。然而，如果没有装分离器，后冷却器就必须单独排放冷凝液。在后冷却器与分离器联合的情况，通常只有分离器需要一套排液阀[2]，如图2、图3 所示。

图2 压缩空气被油污染的下进上出型倒置桶排液阀的安装示意图

图3 压缩空气被油污染的左进右出型倒置桶排液阀的安装示意图

1）管件。在安装排液阀之前，应当遵循管道验收和施工标准，对管道进行彻底清洗，或者用压缩空气吹除脏污、切割物以及其它杂质。

2）过滤器。系统启动时如有铁锈等污物会被带进排液阀或进入排液阀的介质含有杂质较多时必须安装过滤器。

3）排污阀。实验证明，排液阀前安装排污阀是很有用的。

4）截止阀和活接头安装是必要的，因为排液阀要能在无需关闭整个装置的情况下进行维修和更换。

5）排液阀工作时不允许超过铭牌上标注的最高工作压力。

4 排液阀的检测与试验

为了保证排液阀持续有效的工作，要根据排液阀的规格和工作压力开展相应频次的检查。以一般的工业应用为例，排液阀检查周期为：

1）工作压力在1.7MPa 以上的高压排液阀，每周安排检查测试。

2）工作压力在0.4～1.7MPa 之间的中压排液阀，每月分周进行检查测试。

3）工作压力在0.07～0.4MPa 之间的低压排液阀，每月至少进行一次测试。

4）大型大排量排液阀最好做更经常的测试[3]。

5）对于用于煤气、天然气或使用情况要求严格的排液阀，应结合管线上其他设备的相同时间进行检查。

5 结语

迅速从中间冷却器、后冷却器和后冷却器与分离器联合装置中排放液体是非常重要的。因为中间冷却器、后冷却器和后冷却器与分离器联合装置如果不能迅速地排液，它可能比完全没有中间冷却器、后冷却器和后冷却器与分离器联合装置更糟糕。因此，按照工况条件选用适用的排液阀后，遵循规范进行安装、运行、测试，严格按照各个阶段的要领操作，及时诊断出排液阀在运转中出现的问题并加以解决，中间冷却器、后冷却器和后冷却器与分离器联合装置就能迅速排放液体，下游用气装置就能得到保护，从而达到安全稳定长期运转和节能环保的效果。