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    螺桿壓縮機油中的水分影響及含量檢測方法

    更新時間:2024-05-24點擊次數:187

    工業用油是旋轉設備最關鍵的問題之一。螺桿壓縮機中油的兩個主要作用是防止螺桿摩擦和冷卻。隨著從大氣中吸收的空氣的壓力增加,其溫度也會增加。事實上,壓縮機螺桿出口溫度可能超過 100°C。

     

    然而,當大氣被壓縮時,其中的水分也會凝結。在這方面,壓縮機分離器包含熱壓縮空氣、油和水的混合物。例如,夏季在阿達納(30°C,相對濕度 75%)運行的 55 kW 壓縮機中,每天大約會凝結 100 升水。該量從螺桿出口輸送至油分離器。綜上所述,壓縮機油中存在水分是不可避免的。


    壓縮機油中為何以及如何含有水?


    由于從大氣中吸收的空氣中的水分在壓力下凝結,油路中的水量增加。壓縮機油可能含有一定量的溶解水,這是可以預料的。事實上,氣相的水對系統沒有顯著影響。然而,特別是在低溫下運行的壓縮機中,隨著壓縮空氣和油中保持氣相水的能力下降,水蒸氣會變成液相。

    一個典型的問題是,在持續低容量運行的變速(變頻)壓縮機或無法達到理想工作溫度的大型選定壓縮機中,油路中存在比預期更多的液態水。這會損壞所有內部零件,特別是壓縮機螺桿,影響壓縮機性能,縮短設備壽命并導致突然停機。


    檢測和測量油中的水含量


    測量油中水分含量的傳統常見用途是將其確定為以 ppm(百萬分之一)為單位的體積比或質量比。

    體積:1ppmv 水 = 1 升水 / 1,000,000 升水    質量:1ppmm 水 = 1g 水 / 1,000,000g 水 

     

    壓縮機油中的水可以以圖 1 所示的所有三種形式存在。其中最危險的是系統中的水凝結并保持游離狀態。在這種情況下,油路中的流動將變成兩相,并且會出現問題,特別是在初次啟動和工作溫度較低時。

    圖片

     圖 1 壓縮機油中水的形成 

    雖然習慣上用 ppm 來表示油中的水分含量,但在生命系統中使用這種方法是不正確的。因為油的飽和點取決于溫度和油的成分。即使壓縮機系統中水的絕對量保持恒定,溫度也會根據條件而變化。此外,隨著時間的推移,油會發生化學和物理變化。這兩個條件會改變油的成分,自然也會改變其飽和點。

     圖片

    圖2 油中水的溫度關系


    在圖 2 中,在 30°C 下進行的第一次測量中,油中的水含量測得為 2000 ppm。


    什么是水分活度aw)?


    水分活度aw(水分活度)是類似于油中水分相對比例的物理性質。它是水的分蒸氣壓與相關溫度下的最大蒸氣壓的比值。

    aw = p / p0

    p = 水的蒸氣分壓。該值取決于溫度。p0 = 測量溫度下水的飽和蒸氣壓。


    在此溫度下,飽和點為 3000 ppm。隨著同一油的溫度升高,飽和點也升高,在 80°C 時達到 5000 ppm。在第二種條件 (80°C) 下,油中的絕對濕度恒定為 2000 ppm,但凝結的距離隨著溫度的升高而增加。

    油的含量,就像它的溫度一樣,是動態的。隨著時間的推移,油中會發生化學變化,飽和點也會相應變化。因此,測量絕對濕度(或 ppm)來控制工業油路中的濕度會導致誤導性的結果。

    在該公式中,盡管絕對濕度和溫度發生變化,但系統中的水距離冷凝的距離是通過兩個自變量來測量的。需要注意的是,測量水分活度值的傳感器也會測量溫度并進行必要的校正。因此,從測量水分活度的傳感器獲取溫度信息將有助于確認測量的準確性。

    在圖 2 中,盡管絕對濕度保持恒定,但在第一種情況下測得的水分活度為 0.67,在第二種情況下測得的水分活度為 0.4。這樣,就可以更準確地分析我們距離凝結點還有多遠。

     圖片

    圖 3 油水分測量傳感器 (德國CS儀表 FO510)

    使用圖 3 所示的FO 510傳感器可以測量工業油中水分活度 (aw) 的水分含量。水活度、溫度和相對濕度值可以從此類傳感器作為模擬信號接收,并且還可以與現代接口進行通信。

    可應用于變壓器用油、機油、潤滑油、液壓油、燃油燃料,具有許多優點。

    · 高精度

    電容式傳感器非常靈敏,即使在較低的值下也能準確測量油中的水分。

    · 耐用性

    傳感器堅固耐用,可在惡劣環境下使用。

    · 易安裝

    儀表可通過 ?" 螺紋輕松安裝。

     

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