+7 (49243) 6-28-56

+7 (495) 749-85-56

Подготовка воздуха

Наличием и работоспособностью осушителей и магистральных фильтров часто пренебрегают. Если в системе сжатого воздух отсутствует оборудование для его подготовки, или оно вышло из строя, - это уже не система.
Воздухоподготовка необходима для удаления из сжатого воздуха масла, сконденсированных паров, ржавчины, окалины, других механических примесей и наконец, чтобы удалить ВОДУ.
Для удаления воды применяются осушители. Всё остальное удаляется фильтрацией.
По типу осушители бывают холодильные (рефрижераторные) и адсорбционные (химические). Выбор зависит от точки росы. Чем ниже точка росы – тем дороже будет кубический метр сжатого воздуха.
Теория:
При определенных значениях давления и температуры воздух достигает относительной влажности 100% или становится насыщенным. Это означает, что при любом снижении температуры воздуха, влага, которая в нем содержится, начинает конденсироваться (переходить из парообразного состояния в жидкое).
У атмосферного воздуха с относительной влажностью RH=70% (Relative Humidity) при атмосферном давлении и температуре 20°С содержание влаги составляет 12гр/м3. Для получения одного куба сжатого воздуха при давлении 7 бар(и), необходимо сжать 8 кубов атмосферного воздуха в одном кубе. Соответственно количество влаги в кубе сжатого воздуха увеличивается в восемь раз и составляет 96г/м3. К большому сожалению, при сжатии воздух нагревается и на выходе из блока сжатия, к примеру, винтового компрессора температура воздуха составляет от 80 до 100оС, а в случае безмасляного сжатия до 220оС. При давлении 7 бар(и) и температуре 80оС в кубе воздуха может находиться без конденсации до 260 грамм паров воды. Понятно, что сжатой воздух при такой высокой температуре мало кому нужен. После нагрева в процессе сжатия, приходится этот воздух охлаждать в конечном охладителе компрессора. При воздушном охлаждении компрессора достаточно просто охладить сжатый воздух с 80 до 35оС. При температуре 35 оС один куб сжатого воздуха при давлении 7 бар(и) содержит в парообразном состоянии 39 грамм воды, а остальные 57 граммов (96 – 39) конденсируются и отводятся из компрессора с помощью сепаратора конденсата и отводящего клапана (если он работоспособен). Но 39 грамм воды все еще остается в кубе сжатого воздуха.
Сжатый воздух с температурой 35оС, проходя по трубопроводу, отдает тепло окружающей среде и остывает. Воздух при температуре 20оС может удержать без конденсации 17 г/м3 паров влаги. Это означает, что остальные 22 грамма сконденсируются.
Производительность в 1 м3/мин – это потребность небольшого автосервиса. А если расход воздуха 80 м3/мин? Как вам 13 литров воды за час работы?

 

Теперь установим осушитель и посмотрим, как изменится результат.
  1. Рефрижераторный осушитель или осушитель холодильного типа. Самый простой способ, который рассматривали ранее – охлаждение воздуха. С помощью герметичного хладонового контура (применяется в домашних холодильниках и кондиционерах) воздух охлаждается ниже атмосферной температуры. Чем ниже температура, тем меньше влаги может содержать в себе воздух. Но есть одна проблема – замерзание воды при 0 оС. При замерзании вода превращается в лед и расширяется, повреждая теплообменный аппарат осушителя. Поэтому, для осушителей этого типа существует ограничение по точке росы. С небольшим запасом она составляет +3 оС. Охладив воздух до этой температуры, мы получим около 6 грамм влаги в одном кубическом метре сжатого воздуха. Остальные сконденсировавшиеся 33 грамма  отводим обратно в атмосферу. При расширении нашего куба воздуха до восьми кубов при атмосферном давлении, мы получаем около 0,7 г/мв, что соответствует точке росы -22оС. Иными словами, столько влаги содержится в кубе атмосферного воздуха, когда на улице -22оС. Если вы уверены, что ваша труба сжатого воздуха никогда не испытывает таких «экстремальных» температур – рефрижераторный осушитель это то, что вам нужно, и дальше стоит обратить внимание только на фильтрацию.
Плюсы – простота конструкции, цена, низкие эксплуатационные расходы
Минус – точка росы не ниже +3 оС
  1. Промежуточное звено – вымораживающие осушители серии D_SF. Принцип работы такой же – охлаждение воздуха, но новейшая технология позволяет избежать вышеописанной проблемы замерзания воды за счет конструкции сдвоенного теплообменного аппарата. Осушитель  обеспечивает постоянную точку росы под давлением (PDP) -20 °С. Для нашего примера это означает, что было отведено 31 грамм влаги через отводчик конденсата без потерь сжатого воздуха. Остаточное содержание влаги – 0,09 г/м3 или при расширении куба воздуха до атмосферного давления, мы получаем атмосферную точку росы -43 оС. Нужна еще более низкая температура? Тогда вариант 3.
  1. И последний вариант из линейки наших предложений, самый дорогой и по стоимости и в эксплуатации – адсорбционный тип.
Адсорбция – физический процесс, в нашем случае, поглощение жидкости (воды) из газа (воздуха) поверхностным слоем твердого тела (адсорбентом). Пористая структура адсорбента, или как еще говорят десиканта, с огромным количеством микроскопических пор с площадью внутренней поверхности до 1000 м2/см 3. Технология заключается в удержании паров воды на внутренних и внешних поверхностях гранул адсорбента при прохождении через него сжатого воздуха. Процесс осушения заканчивается насыщением адсорбента водой, после чего необходимо произвести восстановление, или регенерацию адсорбента. Чтобы процесс осушения воздуха происходил безостановочно, в адсорбционных осушителях применяют две ёмкости (колонны), которые поочередно меняются. Периодичность смены зависит от типа регенерации и условий эксплуатации и может составлять от 5 минут до 12 часов.
По типу регенерации адсорбционные осушители разделяются на два вида:
  1. Холодная регенерация, т.е. для восстановления (десорбции) насыщенного адсорбента не применяется тепло, регенерация адсорбента происходит за счет продувки колонны обратным ходом частью уже осушенного сжатого воздуха. 15 – 20% от суммарного расхода сжатого воздуха используется в процессе восстановления.
  2. Горячая регенерация – для десорбции используется дополнительная внешняя энергия. Это может быть электрический подогреватель, пар от котельной или тепло сжатого воздуха. Последний тип является наиболее перспективным и экономичным. Около 95% мощности, используемой при сжатии воздуха, преобразуется в тепло и отводится в атмосферу с охлаждающим воздухом или водой. Использование этого тепла позволяет значительно снизить потребление энергии и улучшить общий КПД компрессорной установки.
Необходимо отметить чувствительность адсорбента к примесям, находящимся в сжатом воздухе. Наибольший негативный эффект оказывает компрессорное масло, которое применяется в винтовых маслозаполненных компрессорах. Наличие паров масла существенно снижает срок службы адсорбента.
Плюсы – точка росы, значительная экономия энергии при использовании тепла сжатия
Минусы – цена и стоимость эксплуатации
 

Классы качества сжатого воздуха по ISO 8573.1

 

Класс
Частицы
Максимальный размер, микрон
Влага
Температура точки росы °С
Масла
Жидкая фаза, аэрозоли, пары
мг/м³
0
В соответствии с требованиями
1
0.1
-70
0.01
2
1
-40
0.1
3
5
-20
1
4
15
3
5
5
40
7
-
6
-
10
-