合理的干燥机预防性维护计划

作者:Pete Stoughton 文章来源:PT塑料网 点击数:0 发布时间:2018-05-16
所有的工业机械都应该得到定期检查和维护,除湿干燥系统也不例外。本文以除湿干燥机为主要研究对象,详细介绍了进行预防性维护时需要注意的几项重要内容。
合理的干燥机预防性维护计划

预防性维护(Preventive Maintenance ,缩写“PM”)计划是对机器进行预定的检查和维护,其目的是纠正任何可能导致机器故障以及造成生产损失的问题。

所有的工业机械都应该得到定期检查和维护,以确保其处于良好的工作状态,除湿干燥系统也不例外,其维护频率,要根据除湿干燥机的具体应用情况而定。例如,加工100%纯净光学聚碳酸酯(没有细屑问题要处理)的干燥机其维护频率无需与加工ABS纯净料与再生料的共混物(比例50:50,细屑含量较高)所用的干燥机相同。再比如,加工含有高含量增塑剂的纤维素材料,由于一些增塑剂在干燥过程中会导致聚合物汽化,污染干燥机的空气过滤器和干燥剂,因此用于这些应用的干燥机需要完全不同且非常严格的预防性维护计划。

总之,良好的定期维护计划能有效减少因非计划性检修而造成的生产中断,提高生产率。那应该从哪里开始呢?首先,由于吸湿性聚合物的种类和牌号为数众多,而每种聚合物都有自己的一套干燥要求,因此在加工一种聚合物之前,必须要了解其所必需的准确干燥参数(温度、露点、干燥时间和气流)。

过滤器

除湿干燥机出现的大多数问题都与空气过滤器有关,因此,当谈到维护时,过滤器应该排在首位。这里介绍两种有代表性的过滤器: 

1.回风过滤器:除湿干燥机采用一个闭环干燥空气回路,将离开干燥料斗的已经使用过的空气送回干燥机中重新使用。如果被干燥的聚合物含有高含量的细屑,那么一些细粒会随着空气回到干燥机中,而回风过滤器的作用正是防止细屑污染干燥剂。回风过滤器必须定期维护,以防止细屑堆积,限制气流。

另外,根据干燥温度,一些应用可能会用到一台回风冷却器,此装置通常包含一个预过滤器,用于保护冷却盘管。如果是这样的话,预过滤器和主回风过滤器都必须定期维护。

2.再生空气过滤器:除湿干燥机中的干燥剂吸水能力有限,因此在干燥机运行时总是有一部分干燥剂正在脱水再生。在再生过程中,环境空气通过过滤器被吸入,经过再生风机,然后被加热,温度升高后通过干燥剂。当干燥剂接触到加热后的空气后会释放其吸附的水分子,这些水分子被净化后排放到大气中。在此过程中,再生空气过滤器的作用是去除吸入空气中的空气污染物,保护干燥机中的干燥剂免受污染,因此它必须定期维护,以防止污染物在过滤器中堆积,降低空气流动。

可以说,气流是除湿干燥系统的生命线,所以确保干燥空气回路和再生空气回路中的正确气流量至关重要。而堵塞的过滤器会减少气流,影响干燥效果,因此上述的两种过滤器一定要得到定期的维护。

除湿干燥机出现的大多数问题都与空气过滤器有关。空气过滤器捕捉细屑、挥发物和油,需要定期检查(图片来自威猛巴顿菲尔)

空气过滤器捕捉细屑、挥发物和油,需要定期检查(图片来自威猛巴顿菲尔)

更换过滤器是干燥机维护计划中的重要组成部分。图中所示是Novatec轮式干燥机中的一个过程过滤器

更换过滤器是干燥机维护计划中的重要组成部分。图中所示是Novatec轮式干燥机中的一个过程过滤器

一些干燥系统有警报器来显示什么时候过滤器需要清洗(图片来自科乃而公司)​​​​​​​

一些干燥系统有警报器来显示什么时候过滤器需要清洗(图片来自科乃而公司)​​​​​​​

软管

导致除湿干燥机出现问题的第二个常见原因是连接中型除湿干燥机与干燥料斗的软管。大多数中型干燥机(产量从几百磅每小时到1000lb/h,1lb=0.4536kg)是便携式的,配备脚轮,易移动。但干燥料斗很少移动,因此,大多数在这个产量范围内的干燥机都配有灵活的软管来连接干燥机和干燥料斗,而这种设置导致了这些软管容易过度使用和损坏。

如果有一部分软管被压扁,通过此处的气流就可能受到限制。如果软管磨损、漏气,高湿度的环境空气会被吸入到干燥系统中,这可能很快就会使有限的除湿能力过载,形成一个不理想的露点。因此,这些相互连接的软管必须得到保护并保持良好的状态,从而使干燥系统一直在理想状态下运行。

对于使用此类干燥机的加工商来说,可以采用一种更好的替代方案,即为干燥机选择一个方便的位置,去除脚轮改为固定装置,然后用坚固耐用、较好品级的刚性金属管来替代软管,这样一来软管问题迎刃而解。

干燥温度

对于干燥过程而言,确保进入干燥料斗的空气有一个合理的温度是十分重要的。如果干燥空气温度过高,粒料会变软甚至熔化。不仅如此,高温还可能导致聚合物降解。相反,如果空气温度过低,干燥过程会变慢,导致干燥时间延长。而当温度低于一定的阈值,材料的含水量可能无法降低到加工所需的水平。

因此,需要检查进入料斗的干燥空气温度,确保其在干燥机控制面板所示设定值的误差范围内。如果超出误差范围,需要尽快进行调整。

干燥时间

干燥时间是一个与干燥料斗的容量和产量相关的变量。在购买系统时,基本可以根据料斗的容量和产量估算出干燥时间。需要注意的一点是,当干燥系统所运行的任务发生改变时,要确保此任务在其能力范围之内。

举一个优化使用料斗的例子:一个加工任务的出料量为100lb/h,材料在250℉(121.11℃)下所需的干燥时间为4h,即总量为400lb。针对这项加工任务,可以选择一个容量为500lb的干燥料斗,这不仅为在250℉下干燥400lb的聚碳酸酯提供了足够的料斗容量,且多余的100lb材料还能带来一些额外的好处:它们可以起到散热器的作用,对即将离开料斗的刚刚干燥过物料的空气进行适当的冷却。这减少了空气冷却器的负荷,而且把更多的热量留在了干燥料斗内,降低了干燥系统的运行成本,非常具有成本效益。 

此图展示了一个优化使用料斗的案例。干燥料斗可容纳500lb聚碳酸酯,这为加工任务提供了足够的容量,且多余的物料还能够起到散热器的作用,冷却即将离开料斗的空气

此图展示了一个优化使用料斗的案例。干燥料斗可容纳500lb聚碳酸酯,这为加工任务提供了足够的容量,且多余的物料还能够起到散热器的作用,冷却即将离开料斗的空气

空气流量

在除湿干燥机中,气流的功能是将加热器中产生的大量热(BTUs)输送到干燥料斗内的物料中,以加热干燥料斗中的物料床。

监测干燥机的气流是比较具有挑战性的,因为很少有除湿干燥机配备气流监测器。这主要因为准确且便宜的气流监测比较难实现。但是,在干燥过程中,通过在干燥料斗内的正确位置上安装温度传感器,可以简单、间接地监测干燥机气流。

在上面引用的例子中,干燥系统的出料量为100lb/h,干燥时间为4h。当干燥料斗中的物料温度在4h的时间点时能控制在目标干燥温度的10~15℉(1℉=0.56℃)范围内时,这间接证明了有充足的气流。如果气流太少,温度将无法达到目标干燥温度;而过多的气流会使整个物料床的温度过高,浪费能源,还容易造成空气冷却器过载,损坏设备。

提醒一句:许多热电偶或RTD易受到其上方的材料重量的影响。因此,如果使用这两种装置,建议用一个坚固的插热电偶套管,或者在热电偶上方几英寸之处焊上一个防护罩。

总之,气流是除湿干燥系统的生命线。确保在干燥空气回路和再生空气回路中有合适的气流量至关重要。

露点和干燥剂

露点温度是测定干燥空气中水分含量的一个计量单位。当干燥空气进行除湿时,露点温度降低,这提升了其接受和容纳水分子的能力。当处理的材料为吸湿聚合物时,通常要求露点温度在-40~-20℉(-40~-28.89℃)范围内。

干燥剂是将水分子从干燥用空气中滤出的神奇材料,形成干燥吸湿性聚合物所需要的低露点空气。为了实现理想的效果,干燥剂必须保持清洁,没有任何污染物,这正是回风空气过滤器和再生空气过滤器的作用。如果过滤器安装不正确或者破裂,细屑会通过过滤器,造成干燥剂污染以及不理想的露点。

干燥剂是将水分子从干燥用空气中滤出的神奇材料,形成干燥吸湿性聚合物所需要的低露点空气。为了实现理想的效果,干燥剂必须保持清洁(图片来自Dri-Air工业公司)

干燥剂是将水分子从干燥用空气中过滤掉的材料,产生干燥吸湿性聚合物所需要的低露点空气(图片来自Dri-Air工业公司)

干燥剂再生

合理的再生需要将干燥剂加热到一定的温度,使其释放出吸附的水分。典型的温度范围在350~450℉(176.67~232.22℃),具体取决于干燥机的设计和所用干燥剂的类型。再生空气回路是一个单流式空气回路,它通过一个过滤器将环境空气吸入,并将其加热到正确的再生温度,然后使热空气通过干燥剂,带走干燥剂中的水分,最后水分被净化排到大气中。再生完成后,干燥剂必须冷却到150℉(65.56℃)或更低,才能被重新送回到干燥回路中。对于此过程,需要联系干燥机制造商以获得正确的再生温度,并且确保在干燥剂的再生循环中,输入的空气拥有合适的温度。

按照下面的步骤可以对再生气流作一个初步检查,但进行时要非常小心,因为再生排气的温度可能很高。

1.将手放在干燥机的水分排气口,距离出口约12~ 14in.(1in.=2.54cm)。

2.感受再生排气的气流量。然后,在干燥机仍在运行的情况下,去掉再生过滤器,再次将手放在排气处。

3. 将此时的气流与过滤器在时的气流进行对比,这可以大致了解过滤器是否有堵塞。

4.完成此检查后,务必立即更换过滤器或安装新的过滤器。

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