談?wù)凷R模塊化吸附式干燥機(jī)在醫(yī)用壓縮空氣系統(tǒng)的應(yīng)用

　　醫(yī)用壓縮空氣是現(xiàn)代醫(yī)療體系的重要組成部分，是生命的支持系統(tǒng)，其重要性，已經(jīng)得到高度重視。GB50751-2012醫(yī)用氣體工程技術(shù)規(guī)范對壓縮空氣的品質(zhì)有了詳盡的規(guī)定：

　　對于醫(yī)用壓縮空氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用的論述文章已經(jīng)很多，但是對系統(tǒng)中的具體設(shè)備的選型，應(yīng)用和維護(hù)等具體細(xì)節(jié)的論述卻很少。本文針對醫(yī)用壓縮空氣系統(tǒng)的特點(diǎn)和GB50751的規(guī)范的要求，對吸附式干燥器稍作詳細(xì)介紹，以供醫(yī)療工程建設(shè)人員參考。

　　1、為什么選用SR模塊化吸附式干燥機(jī)

　　對大流量空壓系統(tǒng)來說，干燥機(jī)一般有兩個選擇：冷凍干燥機(jī)和吸附式干燥機(jī)。冷凍干燥機(jī)由于其自身的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，并不十分適用于醫(yī)療壓縮空氣系統(tǒng)：1）壓力露點(diǎn)只能達(dá)到2-7℃；2）風(fēng)冷冷干機(jī)的運(yùn)行對環(huán)境溫度有要求，在夏季環(huán)境溫度高時(shí)，輸出空氣露點(diǎn)可靠性不高；3）當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載低于30%時(shí)，冷凍干燥機(jī)的氣水分離器效率很低，造成凝聚液滴隨空氣到達(dá)下游系統(tǒng)，引起下游露點(diǎn)報(bào)警。特別是晚間用氣量大大降低時(shí)。

　　GB50751對空氣的含水量有明確的規(guī)定，參見上表。從下面的圖表，可以很清晰的看到壓力露點(diǎn)，露點(diǎn)，相對濕度，PPMv以及絕對濕度的關(guān)系。

　
　從上面三點(diǎn)看，醫(yī)療系統(tǒng)應(yīng)該選擇壓力露點(diǎn)-40℃的吸附式干燥器。

　　2、吸附式干燥器的選型

　　    選用吸附式干燥器，達(dá)到可靠的露點(diǎn)和功能，需要考慮如下幾個重要因素：

　　2、1流量

　　吸附式干燥器的流量一般按照實(shí)際的平均最高消耗氣量來選擇，也可以按照空氣壓縮機(jī)的供氣量選擇。這里需要明確的是吸附式干燥器在7bar壓力系統(tǒng)下，一般要消耗15%的流量用于干燥劑的再生。設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該充分考慮這些損失。

　　2、2最低工作壓力（流量控制）

　　當(dāng)實(shí)際消耗的氣量大于看空壓機(jī)的供氣能力時(shí)，壓縮空氣系統(tǒng)的壓力會降低，這會造成吸附式干燥機(jī)超出負(fù)載，輸出露點(diǎn)不可靠。

　　原因有二：

　　1），壓力低，體積流量變大，壓縮空氣會帶來更多的“濕氣”-水蒸氣

　　2），體積流量變大，造成壓縮空氣在干燥機(jī)內(nèi)的流速過快，水蒸氣得不到充分干燥，從而影響干燥效果。

　　為防止干燥機(jī)出現(xiàn)過載，可以設(shè)置流量控制。

　　2、3進(jìn)氣溫度

　　1），壓縮空氣含濕量與溫度關(guān)系
 

　　從上圖的含濕量曲線圖我們可以看出，一般吸附式干燥器的進(jìn)氣標(biāo)準(zhǔn)溫度是35℃，如果進(jìn)氣溫度變成50℃，那么進(jìn)入干燥機(jī)的壓縮空氣攜帶的水蒸氣含量會超出一倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出干燥器的處理能力。

　　2），吸附劑的能力隨溫度變化
 

　　從上面的曲線我們可以看到，吸附劑的吸附能力隨著溫度的升高而下降。其中對氧化鋁來說，當(dāng)溫度達(dá)到50℃時(shí)，其吸附能力大大下降。所以一般來說，吸附式干燥機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣溫度是35℃。

　　2、4節(jié)能

　　1）、SR模塊化吸附式干燥機(jī)壓損小

　　模塊化設(shè)計(jì)，氣流分布均勻，干燥均勻；

　　暴風(fēng)雪填充方式，避免氣流沖擊造成的干燥劑磨損，粉末會進(jìn)一步增加阻力，并造成后續(xù)設(shè)備出現(xiàn)粉塵“污染”；

　　內(nèi)置的進(jìn)出口過濾器，盡量減少外部過濾器和管路造成的阻力損失。

　　2）、SR模塊化吸附式干燥機(jī)采用露點(diǎn)控制，而不是標(biāo)準(zhǔn)時(shí)序控制

　　效率=(T1-T2)/T1

　　其中:T1=總傳統(tǒng)再生的時(shí)間(小時(shí))

　　T2=實(shí)際用于再生的時(shí)間(小時(shí))
 

　　事實(shí)上，從設(shè)備整個壽命周期的運(yùn)行成本來說，前期的投資只是其中的非常小的一部分，更多的投入是設(shè)備的運(yùn)行成本。以10Nm3/min的系統(tǒng)來計(jì)算，如果系統(tǒng)平均用氣量只有50%（在晚間和大多數(shù)時(shí)間系統(tǒng)的利用率實(shí)際低于30%），那么SR模塊化吸附式干燥機(jī)采用控制進(jìn)氣溫度和露點(diǎn)切換的模式節(jié)約的能量至少可以達(dá)到60%。

　　計(jì)算過程如下：

　　節(jié)能模式總的耗氣量最多為

　　10Nm3/min*50%*15%*60*24*365=394200Nm3/年

　　采用固定時(shí)序模式，按最高進(jìn)氣溫度50℃（溫度修正系數(shù)0.73），計(jì)算

　　消耗總氣量為

　　10Nm3/min*15%*60*24*365/0.73=1080000Nm3/年

　　那么節(jié)約的費(fèi)用約為（壓縮空氣按照每立方0.2元計(jì)算）：

　　(1080000-394200)Nm3*0.2元=137160元

　　這些電費(fèi)在悄無聲息中，白白浪費(fèi)了。

　　2、5體積

　　模塊化吸附式干燥機(jī)的設(shè)計(jì)簡約，相對于傳統(tǒng)的雙塔吸干機(jī)具有更小的體積50%，更輕的重量40%，更便于安裝和搬運(yùn)，幾乎不需要特殊的搬運(yùn)工具。

　　2、6維護(hù)功能

　　對于任何設(shè)備在生產(chǎn)廠搞維修都是異常簡單的事，但對于安裝現(xiàn)場，由于人員的技術(shù)熟練水平、空間和工具等的局限性，有時(shí)確是另一回事。特別是，如果現(xiàn)場裝填干燥劑不利，會造成干燥劑快速粉末化，堵塞消音器，造成能量浪費(fèi)，甚至造成下游空氣污染和設(shè)備堵塞。
 

　　2、7控制和報(bào)警系統(tǒng)

　　干燥機(jī)應(yīng)該具有露點(diǎn)控制和報(bào)警模式。

　　當(dāng)干燥機(jī)的壓力露點(diǎn)優(yōu)于-42°C壓力露點(diǎn)，干燥機(jī)會自動進(jìn)入經(jīng)濟(jì)模式，同時(shí)并不影響系統(tǒng)流量和壓力。當(dāng)壓力露點(diǎn)高于-40℃時(shí)，機(jī)器會再次轉(zhuǎn)入正常模式，以確保露點(diǎn)達(dá)到-40℃。

　　在正常情況下，如果干燥機(jī)的露點(diǎn)達(dá)不到-30℃，將會有報(bào)警信號在面板閃爍，同時(shí)激發(fā)遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)。

　　節(jié)能模式和露點(diǎn)報(bào)警可以通過PLC控制器的按鈕調(diào)整。

　　3、結(jié)束語

　　綜上所述，面對醫(yī)療系統(tǒng)越來越高的空氣品質(zhì)要求，需要確保壓縮空氣始終獲得可靠露點(diǎn)和系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。同時(shí)，高效節(jié)能和低碳環(huán)保的運(yùn)行也是非常越來越考量管理者的智慧。