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螺桿壓縮機油中的水分影響及含量檢測方法

來源:測司儀表(上海)有限公司   2024年05月24日 10:36  

工業(yè)用油是旋轉(zhuǎn)設(shè)備最關(guān)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(jié),。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(jié) 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(jié),,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(yù)料的,。事實上,,氣相的水對系統(tǒng)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(xù)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(yù)期更多的液態(tài)水。這會損壞所有內(nèi)部零件,,特別是壓縮機螺桿,,影響壓縮機性能,縮短設(shè)備壽命并導(dǎo)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(tǒng)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(zhì)量比,。

體積:1ppmv 水 = 1 升水 / 1,000,000 升水    質(zhì)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(tǒng)中的水凝結(jié)并保持游離狀態(tài),。在這種情況下,,油路中的流動將變成兩相,并且會出現(xiàn)問題,,特別是在初次啟動和工作溫度較低時,。

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 圖 1 壓縮機油中水的形成 

雖然習(xí)慣上用 ppm 來表示油中的水分含量,但在生命系統(tǒng)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(tǒng)中水的絕對量保持恒定,溫度也會根據(jù)條件而變化,。此外,,隨著時間的推移,油會發(fā)生化學(xué)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。

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圖2 油中水的溫度關(guān)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(zhì)。它是水的分蒸氣壓與相關(guān)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(jié)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(tài)的,。隨著時間的推移,油中會發(fā)生化學(xué)變化,,飽和點也會相應(yīng)變化,。因此,測量絕對濕度(或 ppm)來控制工業(yè)油路中的濕度會導(dǎo)致誤導(dǎo)性的結(jié)果,。

在該公式中,,盡管絕對濕度和溫度發(fā)生變化,但系統(tǒng)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(jié)點還有多遠,。

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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(yè)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(xiàn)代接口進行通信。

可應(yīng)用于變壓器用油,、機油,、潤滑油、液壓油,、燃油燃料,,具有許多優(yōu)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(huán)境下使用,。

· 易安裝

儀表可通過 ?" 螺紋輕松安裝,。

 

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