广西膜式干燥器:革新轨道交通压缩空气系统,提升列车安全与效率

2018-09-13 11:33 5.75W

在轨道交通行业,列车许多部件使用压缩空气作为媒介,例如制动系统。压缩空气是直接从大气中取得的,大气中必然会混有水份。空气中含有的水份的限度量(饱和水蒸气)根据温度的变化而变化,温度越低其含有的水份越少,反之温度越高,含水能力越大。当空气被压缩后,动能转换成压能,气体体积变小,温度升高,随着温度冷却,其含水能力下降,部分气态水分子以液态水析出,此时的压缩空气为饱和水蒸气,压缩空气随着输送管路输送的各执行部件,其温度将进一步降低,如果不在输送前将其中的水份除掉,将会有更多的液态水析出,析出的水份将腐蚀车上管路及相关运动部件,造成设备故障,影响列车行车安全。

因此,在压缩空气输送到各执行部件前,需对其进行干燥,去除其中的水份,使其成为不饱和蒸汽,即便后续温度降低,也不会有液态水析出,不会影响相关部件的寿命。目前传统的方法是使用分子筛作为吸附式材料进行压缩空气干燥,例如单塔或双塔干燥器。因为分子筛在单位时间内吸收水分的能力是有限的,故单塔干燥器需定期进行反吹再生,无法持续干燥;双塔干燥器虽然能实现一台再生,一塔干燥,但其切换时会较大冲击,造成分子筛破裂,干燥后的压缩气体含尘量增加。不管是单塔还是双塔干燥器,其再生均需其他阀进行控制,运动部件容易出现老化故障,所以存在一定弊端,针对这些弊端的改进,诞生了更优优势的干燥器----膜式干燥器。

膜式干燥器干燥原理介绍


干燥器内部装有许多中空的纤维,并在纤维内壁上有选择性渗透膜。纤维材料只让水分子通过壁面到达纤维外侧。

当无液态水、无油的压缩空气沿中空纤维管内腔流动时,各种气体的分压在中空纤维丝管的高压侧(原料侧)与低压侧(渗透侧)所形成的驱动力—分压差作用下,溶解系数和扩散系数大的气体(如水汽)优先透过管壁,其余气体(如氮气、氧气等)相对受到阻隔,从而达到分离的目的。在压力差的作用下,水蒸气分子(H2O)渗透到渗透侧,其他气空空气中其他气体分子:O2,N2,CO2,He,则留在渗余侧,并在压力的推动下到达出气口,从而达到干燥的目的。

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图 1 膜式干燥器干燥流程

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图 2 膜式干燥器渗透示意

对比传统吸附式干燥器,膜式干燥器具有以下优点:

1 无需维护(无动部件,非常可靠)

2 无需电源,无噪音

3 质量轻,结构紧凑

4 垂直或者水平安装均可,节省空间

5 不会产生灰尘或者冷凝物,非常的清洁卫生

6 使用的湿空气范围较宽(压力露点可达-60℃ )

在充分考虑膜式干燥器的特点及运用环境下,膜式干燥器势必能做的比传统吸附式干燥器更好。