《环保节能集成型冷冻式压缩空气干燥器及关键技术》

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课题来源:浙江省科协2009年重点科技学术活动立项,课题已于2009年底结题。背景及概况:压缩空气作为一种重要的工业动力源,在机械、电子、石化、汽车、纺织、化纤、有色金属、电力、煤炭等领域有极其广泛的应用。冷冻式干燥器是实现压缩空气干燥净化的主流空气处理设备。浙江工业大学和相关企业合作,经过多年的研究,开发出一种环保节能集成型冷冻式压缩空气干燥器(以下简称冷干机),拥有自主知识产权和技术优势。产品具有环保、节能、省材、高效和运行可靠等特点。近几年中国的冷干机行业发展很快,但传统国产冷干机与国外先进产品相比,有许多不足:(1)能耗高。能耗高来自于两个方面:①压力降损耗大;②热交换效率低。全国在用冷干机(按10m<'3>/min流量、额定功率3匹或2.205kW计)平均年耗电量为57亿度。同类机型的国产机与国外机相比,所需功率高出约40-50%。对缺电大省的浙江来说,高能耗问题尤其严峻。(2)耗材大、碳排量大。平均每台国产冷干机的耗材是国外发达国家的1.6倍,并且大量使用了铜、不锈钢等。耗材大不但浪费了资源,而且使得碳排量大,加重了对环境的不利影响。(3)出气露点高和露点温度不稳定。露点温度是冷干机最主要的技术指标,露点高使得空气含水量高,处理后的压缩空气品质不好,严重影响了用气设备的寿命以及用气产品的质量。技术原理、技术指标和技术先进性:课题组将预冷器、蒸发器和气水分离器集为一体式热交换器,采用自主设计的(已经申请了发明专利)、改进的板翅、分层、流道交叉、前/后置多层螺旋丝网、余冷利用等结构和形式,使得热交换进行得相当充分,大大提高了换热效率和降低了压力损耗,解决了以上国产机存在的诸多问题。经国家压缩机制冷设备质量监督检验中心检测,技术指标超过了通过美国CAGIADF100标准检测的国际四大品牌产品性能指标;超过了国家标准、机械行业标准以及国内同类产品的性能指标。产品特色和技术指标如下:(1)环保:制冷系统中采用R134a或R407C等环保制冷剂,不破坏环境;(2)节能:低压力损耗和高传热效率,压力降低达0.0013MPa(相对压力损耗0.18%),超过了先进国家的标准、国家标准和行业标准(-5%),由此,大大降低了空压机系统的功耗;(3)集成:在整体结构上,由于集成,使得体积和重量明显小于传统机(预冷器、蒸发器和气水分离器各自分立),整机重量和体积仅为国产传统机型的三分之一左右;(4)极低露点:出口压力露点温度低达0.7℃,位于极佳区间(0-1℃),超过先进国家的冷干机标准(3-7℃)以及国家标准和行业标准(3-10℃);(5)省材和低排碳:集成型冷干机的材料消耗远小于传统机,不到(或接近)传统机型的一半,由此,碳排量只及传统机的一半。技术的成熟程度、使用范围、安全性及市场应用:围绕该技术形成了新的企业标准Q/HKB001-2010。中国原国家标准中没有“环保”、“节能”等概念,企业标准与国标的区别:1、技术指标比国家标准高;2、标定工况比国标严;3、在国内的企业“标准”类的文件中首次提出和定义了“环保”、“节能”、“标准型”、“高温型”、“高压型”等概念和术语。该标准为今后国内在环保和低碳经济背景下同类标准的制定,提供了一个范本,这是一个创新。企业标准已经在杭州市质量技术监督局正式备案,企业冷干机的生产按企业标准执行。企业产品出口东南亚、澳大利亚和欧美等国,覆盖国内10多个省市,获得用户的广泛好评,经过将近一年左右时间的市场应用和检验,已经显示出它的强大的生命力和巨大的市场前景。该成果为首次报奖,积十年之功于一机,对推动中国在该领域的科技进步、节能减排、赶上并超过发达国家在该领域的技术水平具有重大意义。

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