Очистка сжатого воздуха после компрессора

Предварительная подготовка сжатого воздуха для пневмоинструмента

При использовании пневмоинструмента не рекомендуется подключать его непосредственно к компрессору, поскольку в инструмент должен поступать подготовленный воздух при определенном давлении. Но величина этого давления имеет большое значение, так как при высоком давлении возникает опасность для оборудования, а при низком достаточно сложно использовать инструмент по назначению. Еще одним важным параметром является обеспечение чистоты воздуха, так как он поступает из компрессора достаточно загрязненный и увлажненный. Если подать такой воздух в инструмент, может возникнуть опасность поломки, ухудшения качества работы оборудования и его усиленного износа. Поэтому, с целью предотвращения подобных ситуаций, перед подачей в пневматический инструмент воздух следует тщательно подготовить.

Процесс очистки сжатого воздуха

Как правило, начальная очистка воздуха происходит непосредственно в компрессорном агрегате, но она не является достаточной, так как при работе масляной компрессорной системы воздух может загрязниться конденсатом, ржавчиной или отработанным маслом в самой камере.

Безмасляные компрессоры, в которых поршни изготовлены из специальных материалов, снижающих трение, дают значительно меньше загрязнений, но очищать воздух все равно придется.

Удаление из воздуха загрязнений в виде остатков масла, пыли, ржавчины, конденсата и иных сред производится посредством фильтра. Его обычно помещают максимально близко к пневмоинструменту и максимально далеко от компрессора, и, таким образом, он сможет задержать большее количество конденсата и мусора. Помимо этого, воздух до входа в фильтр следует охладить, поэтому протяженность шлангов, соединяющих компрессор и фильтр должна быть примерно 4-9 метров. Наилучшим вариантом является шланг спирального типа, так как в воздух хорошо охлаждается и конденсируется перед входом в фильтр.

Стоит заметить, что качество поступающего воздуха для того или иного типа инструментов может различаться. Если используется пусковое приводное устройство, воздух не требует максимальной очистки и вполне достаточно устранить негативные воздействия на механизм.

Если необходимо распылять продукты, требования к качеству воздуха будут более строгие, поэтому типы применяемых фильтров подразделяются на следующие:

Магистральные фильтры ARIACOM
  • Фильтр грубой очистки – для фильтрации крупных частиц. Минимальный размер фильтруемых частиц зависит от модели фильтра — 20 мкм, 10 мкм или 5 мкм. После прохождения фильтра такого типа, воздух вполне безопасен для деталей пневматического инструмента. Фильтры такого типа используются для работы степлеров, гайковертов, шлифовальных машин и прочих похожих пневмоинструментов.
  • Фильтр тонкой очистки – для фильтрации мелких частиц. Размер удерживающих частиц также зависит от модели — 3 мкм, 1 мкм или 0,01 мкм. Воздух после такого фильтра вполне пригоден для задач распыления лакокрасочных изделий.
  • Угольный фильтр – для удаления запахов, газов, масляных и кислотных паров. Угольные фильтры, как правило, устанавливают на выходе из фильтра тонкой очистки. Профильтрованный в результате тонкой очистки воздух вполне чист и может использоваться для применения в медицине, химических и фармацевтических производствах и в области производства продуктов питания.

С целью повышения степени очистки воздуха можно последовательно подключить несколько фильтров, при этом необходимо, чтобы воздух проходил от фильтра грубой очистки к фильтру тонкой очистки. Угольный фильтр следует установить последним в линии. В процессе прохождения через каскад фильтров, воздух будет постепенно приобретать более высокую степень очистки. Чем плотнее фильтр, тем сложнее воздуху пройти через него, поэтому, если установить достаточно плотные фильтры без необходимости, это увеличит нагрузку на систему.

В процессе работы для предотвращения снижения качества очистки возникает необходимость удалить скопившийся конденсат. С этой целью используется специальный клапан для слива конденсата, с ручным или автоматическим управлением. С точки зрения цены, ручной клапан является более бюджетным вариантом, но требует остановки процесса работы на период слива. Такая остановка может сказаться на производительности процесса и сроках выполнения работ, особенно, если пневмосистема установлена для работы с дорогостоящим сырьем. В то время как автоматический клапан дороже, но сливает конденсат сам по мере его накопления. Обычно конденсат сливается в дренаж или в специально предназначенный резервуар.

На некоторых производствах существуют требования раздельной утилизации масла и конденсата. В этом случае необходимо использовать сепаратор. Даже если допускается сливать загрязненную воду в канализацию, то масло необходимо утилизировать отдельно.

Случается так, что фильтра не хватает для того, чтобы осушить необходимые объемы воздуха, поскольку из компрессора выходит горячий воздух, а чем он горячее, тем больше удерживает влагу. В таких случаях совместно с фильтрами следует использовать осушитель воздуха.

Он необходим для предотвращения образования конденсата, при этом, в процессе осушения, из воздуха вместе с влагой удаляется еще грязь и остатки масла. Благодаря осушению снижается риск развития коррозии и рост вредных бактерий внутри оборудования.

Одним из основных понятий при характеристике работы осушителей является точка росы под давлением – температура, при которой уровень влажности сжатого воздуха достигает 100%. При падении температуры ниже этого уровня начинается процесс конденсации влаги. При более низкой влажности температура конденсации должна снизиться. Следовательно, осушитель, работающий при более низких температурах, является наиболее эффективным.

Точка росы повышается при повышении давления воздуха. Следует принять это во внимание при оценке и подборе осушителей воздуха. Иногда в некоторых каталогах точка росы осушенного воздуха указана при атмосферном давлении, а в некоторых при рабочем давлении.

Осушители воздуха подразделяются на два типа:

Рефрижераторные осушители ARIACOM
  • Осушители рефрижераторного типа – для охлаждения сжатого воздуха, вследствие чего происходит конденсация. Они используются при рабочих температурах от + 3 °C и выше, имеют несложную и качественную конструкцию и не требуют особого обслуживания. Осушители такого типа могут работать и с загрязненным воздухом и используются во многих производственных процессах.
  • Осушители адсорбционного типа – осушительные устройства, в которых адсорбент поглощает влагу. Модели такого типа устойчивы к замерзанию и могут функционировать при низких температурах вплоть до – 70 °C. Они способны извлечь из воздуха максимальное количество влаги. В основном используются в области производства электроники, в отраслях медицины и при производстве пищевых продуктов. Поскольку такое оборудование достаточно дорогое и имеет сложную конструкцию, оно требует особых условий эксплуатации, поэтому при эксплуатации осушителей такого типа необходимо устранить возможность попадания в них грязного воздуха. Также необходимо менять адсорбент примерно раз в три года.

Обеспечение регулировки давления

Для того, чтобы пневмоинструмент работал долго и качественно, необходимо обеспечить постоянное стабильное давление воздуха. При прохождении линии подачи воздуха к инструменту, давление может снизиться, также возможны некоторые колебания, обусловленные особенностями схемы подачи воздуха на производстве, длиной и положением шлангов. При этом на длинных магистралях достаточно непросто регулировать давление. Чтобы обеспечить подачу сжатого воздуха с необходимым давлением, его, как правило, сжимают с запасом, но при поступлении в инструмент, давление должно опуститься до требуемого уровня. Если этого не сделать, то инструмент может функционировать некорректно или даже выйти из строя.

Для контроля и регулировки давления сжатого воздуха применяется устройство регулирования давления (редуктор). Его функцией является снижение давления воздуха до требуемого значения. Точность установки давления зависит от диапазона регулирования – чем он шире, тем точнее будет установленное давление. Величина установленного значения давления указывается на манометре.

Воздух должен подаваться в инструмент без перебоев и перепадов давления, что снизит нагрузку на систему. Длина шланга от регулятора должна составлять около 5-10 метров, это позволит точнее регулировать давление воздуха, поступающего в инструмент. При критических значениях давления регулятор сработает как предклапан и аварийно сбросит давление.

Как правило, регулятор давления может применяться в системах, где присутствует один компрессор и несколько пневмоинструментов, при этом они могут быть настроены на разные значения давления.

Важным параметром регулятора давления является его пропускная способность. От нее зависит, будут ли получать инструменты необходимое количество воздуха, или его будет не хватать. Нехватка воздуха приведет к снижению скорости и производительности, даже если в системе присутствует достаточно мощный компрессор.

При больших объёмах воздуха с целью снижения нагрузки на насос компрессора будет не лишним использовать ресивер. Особенно наличие ресивера имеет значение в случае использования компрессоров поршневого типа, которые при постоянной работе достаточно быстро изнашиваются. Рекомендуемое время работы поршневого компрессора не более 30 минут в час. Функция ресивера состоит в аккумулировании и охлаждении сжатого воздуха и подаче его в систему при выключении компрессора.

Ресивер следует подбирать исходя из параметров насоса компрессора. Если ресивер будет переразмерен, то компрессорный насос будет работать с избытком для его заполнения, что может привести к преждевременному износу.

Ресиверы можно подключить последовательно или параллельно. В случае параллельного подключения увеличивается пропускная способность системы и уменьшаются перепады давления.

Особенности смазки инструмента

Для обеспечения надежной работы пневмоинструмента необходимо постоянно его смазывать. В ручном режиме для этого периодически нужно остановить работу и закапать масло в инструмент, что требует времени и вызывает простои.

Для смазки пневмоинструментов необходимо использовать масло с вязкостью 32

При автоматической системе смазки используется так называемый лубрикатор. Его обычно размещают после фильтра и редуктора, и он добавляет необходимое количество масла для инструмента в поступающий воздух. Воздух всасывает и распыляет масло, и оно попадает в сам инструмент. Таким образом, инструмент будет смазываться в процессе работы.

Не следует применятоь лубрикатор для задач распыления воздуха, так как часть масла может попасть в распыляемую струю.

Протяженность шланга от лубрикатора до инструмента не должна превышать 10 метров, в противном случае масло не дойдет до инструмента. Приемлемым вариантом будет размещение лубрикатора выше инструмента, это позволит маслу легче попасть в него.

Комплексное решение

Иногда, исходя из схемы и особенностей технологического процесса, бывает проще воспользоваться блоком подготовки воздуха (БПВ). Это устройство комбинирует в себе основные функции очистки и производится в двух исполнениях:

  • комбинация фильтра и регулятора давления
  • комбинация фильтра, регулятора давления и лубрикатора.

В последнем случае устройство будет иметь две цилиндрических емкости – первая предназначена для сбора масла, конденсата, пыли и т.д., а вторая содержит масло для пневматического инструмента. По мере прохождения БПВ подготовленный воздух поступает в инструмент. БПВ располагается максимально далеко от компрессора и как можно ближе к инструменту.

Фитинги и шланги являются неотъемлемыми элементами любой пневматической системы и соединяют части пневматической магистрали.

Фитинги достаточно разнообразны и представлены во множестве вариантов, с различными стандартами, размерами, изготовленные из разных материалов для любых условий применения. Они позволяют сконструировать сложные разветвленные схемы. Фитинги надежны и просты в монтаже и демонтаже. Во избежание проблем в работе пневматической системы, шланги следует крепить с использованием фитингов.

Шланги различны по длине и форме. Их следует подбирать в соответствии с технологическими особенностями вашей схемы. Самым важным является подобрать шланг с правильным внутренним диаметром, который указан в паспорте вашего пневматического инструмента.

Читайте также  Как собрать компрессор для аквариума?

Заключение

Процесс подготовки воздуха является достаточно важным при работе с пневмоинструментами. Ошибки при проектировании и расчете оборудования могут привести к выходу из строя всей системы. Следуя нашим рекомендациям и принимая их во внимание, вы обеспечите долгую и безотказную работу вашим инструментам и избежите поломок и вызванных ими затрат.

Оборудование для очистки сжатого воздуха. Часть 1.

Чем загрязнен сжатый воздух?

Для того, чтобы понять, как правильно подобрать оборудование для очистки сжатого воздуха (сепаратор циклонного типа, фильтр, осушитель и т.д.), необходимо разобраться, что именно присутствует в сжатом воздухе, от чего его нужно очистить, и насколько эти загрязнения опасны для оборудования, работающего на сжатом воздухе.

Говоря о качестве воздуха, сразу договоримся, что будем отдельно рассматривать сжатый воздух от поршневого и винтового компрессора, т.к. степень загрязненности воздуха, в зависимости от компрессора, сильно отличается.

Воздух после поршневого компрессора

Сжатый воздух после поршневого компрессора загрязнен частицами пыли, влагой и маслом. Еще одним недостатком является высокая температура воздуха на выходе компрессора, это значительно усложняет работу по очистке и осушке.
Содержание масла 25мг на м3. При температуре 24ºС содержание влаги в воздухе составляет 22г на м3. Что это означает на практике, рассмотрим на примере.
Поршневой компрессор с производительностью 1м3/мин и мощностью двигателя 7,5кВт.
Допустим, компрессор работает у вас 8 часов в сутки. Посчитаем, сколько масла и влаги попадет в ваше оборудование за 8 часов работы поршневого компрессора.

Масло: 25мг на м3, производительность компрессора 1м3/мин, таким образом, в минуту в воздух попадает 25мг масла, в час 25х60 = 1500мг, за 8 часов работы – 1500х8=12000мг масла, т.е. 12гр.

Влага: 22г на м3, производительность компрессора 1м3/мин, таким образом, в минуту в воздух попадает 22г воды, в час 22х60 = 1320г, за 8 часов работы – 1320х8=10560г воды, т.е. 10,5 литров.

Частицы: В окружающем воздухе, в зависимости от вашего местонахождения, может быть разная загрязненность воздуха частицами пыли и грязи. Тем не менее, даже в небольшом количестве частицы очень вредны, т.к. имеют абразивные свойства.

Особенный вред вашему оборудованию или конечной продукции может нанести сочетание всех трех типов загрязнителей. Масло, смешиваясь с водой и пылью, превращается в маслянистую жидкость с частицами абразивных вкраплений. Если вы занимаетесь покраской или покрытием поверхностей лаком, то качество вашей работы будет сильно зависеть от частоты сжатого воздуха. Если сжатый воздух необходим для работы вашего оборудования, то чистота воздуха будет влиять на срок службы потребителей воздуха на вашем производстве. Случаи, при которых сжатый воздух соприкасается с конечным продуктом, совсем очевидны, даже нет смысла о них говорить.

Очень часто поршневой компрессор покупают на производство, но относятся к нему достаточно легкомысленно, это ошибка может дорого стоить.

Воздух после винтового компрессора

Воздух после винтового компрессора более чистый, но значит ли это, что можно не беспокоиться о дополнительной очистке сжатого воздуха?
Рассмотрим пример работы компрессора, мощностью 110кВт, производительностью 17м/мин. Компрессор работает на производстве 16 часов в сутки. Вероятно, вы заметили, что начальные условия в двух примерах не одинаковы, винтовой компрессор и работает больше времени в сутки, и производительность больше, но в данной статье мы не сравниваем качество воздуха поршневого и винтового компрессоров. Все знают, что у винтового компрессора качество воздуха на выходе выше. В данной статье мы хотим лишь рассмотреть, что именно содержится в воздухе и в каких количествах.
Вернемся к винтовому компрессору:

Масло: 3 мг на м3, производительность компрессора 17м3/мин, таким образом, в минуту в воздух попадает 51мг масла, в час 51х60 = 3060мг, за 16 часов работы – 3060х16=48960мг масла, т.е. примерно 49гр.

Влага: 22г на м3, производительность компрессора 17м3/мин, таким образом, в минуту в воздух попадает 374г воды, в час 374х60 = 22400г, за 16 часов работы – 22440х16=359040г воды, т.е. 359 литров.

Содержание частиц, как и в поршневом компрессоре, зависит от вашего местонахождения.

Все расчеты условны и не являются точными, т.к. содержание влаги в воздухе, к примеру, зависит от температуры окружающей среды, относительной влажности воздуха и т.д.
Данные примеры приведены только для того, показать, что содержится в воздухе и приблизительное количество на практических примерах, т.к. сухие цифры в техническом паспорте не всегда понятны. Вас наверняка удивило, сколько воды содержится в сжатом воздухе, но если установить самый простой осушитель сжатого воздуха, с точкой росы +3 ºС, то содержание влаги снизится с 22г на м3 до 5г, а если поставить адсорбционный осушитель с точкой росы -40 ºС, влаги останется 0,1г на м3.

Во второй части данной статьи мы рассмотрим оборудование для очистки сжатого воздуха, а в третьей части обсудим, как понять, какая степень очистки воздуха нужна именно вам.

Очистка сжатого воздуха от масла

Для многих предприятий использующих сжатый воздух в качестве энергоносителя, следовательно, использующих компрессорное оборудование, возникает вопрос с очисткой сжатого воздуха от твердых примесей, масла и воды.
Если с очисткой воздуха от твердых примесей и влаги вопросов не так много, то с очисткой от компрессорного масла возникают сложности.
Рассмотрим несколько способов борьбы с маслом в сжатом воздухе:

  1. Использования нескольких фильтров
  2. Системы каталитической очистки
  3. Использование безмасляного компрессора

При использовании масляного компрессора, сжатый воздух содержит частицы компрессорного масла, содержание масла может достигать 3-4 мг/м³. Обычно для очистки от масла используют ряд фильтров, от грубой очистки к более тонкой. Получается, примерно 4-5 фильтров подряд. Данным способом можно добиться концентрации примерно 0,01 мг/м³.

Данный вариант, использовать фильтры сжатого воздуха, дешевле на этапе покупки оборудования. Но в перспективе на несколько лет оказывается не таким и дешевым. Рассмотрим более подробно. Каждый фильтр содержит фильтрующий элемент, который периодически требует замены. Чем грязнее сжатый воздух, тем быстрее загрязняется фильтрующий элемент, а это значит, замена должна происходить достаточно часто. Стоит отметить, что загрязняясь, фильтрующий элемент, постепенно теряет свою способность фильтровать частицы масла, пыли. В итоге качество сжатого воздуха, который поступает потребителю, становится не лучшего качества, что сказывается на конечном изделии. В среднем замена фильтрующих элементов происходит раз в 4-6 месяцев, при 8 часовой рабочей смене.

Дополнительно следует учесть, что на каждом фильтре происходит потеря давления, от 0,05 до 0,3 атм., в зависимости от производителя и степени очистки. С учетом потерь давления на фильтрах, возможно, потребуется использование более мощного компрессора, для компенсации потерь давления. Посчитав все затраты и риски, использование только фильтров, для очистки сжатого воздуха не так и дешево.

Вторым способом очистки сжатого воздуха являются системы каталитической очистки. В основе работы лежит химико-физический процесс, в результате которого компрессорное масло и другие углеводороды превращаются в воду и углекислый газ. Данные системы позволяют получать сжатый воздух с остаточной концентрацией масла менее 0,01 мг/м³.

Данные системы имеют сменный картридж, имеющий длительный срок службы, примерно 10-15 тысяч часов работы. При этом эффективность работы установки на протяжении всего срока службы картриджа не изменяется. Необходимо заметить, что данная система позволяет очистить сжатый воздух только от масла. Для очистки от твердых примесей и воды, потребуется дополнительная установка фильтров и осушителя. Данные системы зарекомендовали себя довольно успешно. Необходимо отметить, что

Стоимость систем каталитической очистки гораздо выше, нежели использование одних фильтров. К тому же замену сменного картриджа необходимо проводить, примерно, раз 1,5-2 года, при 24 часовой рабочей смене. Стоимость картриджа достаточно высока.

Рассмотрим третий способ борьбы с маслом в сжатом воздухе, использование компрессора безмасляного. При использовании безмасляного компрессора, в сжатом воздухе отсутствуют примеси компрессорного масла, поэтому необходимости очистки от масла просто нет.
Можно выделить несколько типов безмасляных компрессоров, применяемых на производстве:

  • спиральные компрессоры,
  • винтовые компрессоры «сухого» сжатия,
  • винтовые компрессоры с впрыском воды в камеру сжатия,
  • поршневые компрессоры.

Указанные выше компрессоры не используют в процессе сжатия компрессорное масло. Спиральные компрессоры имеют две спирали, одна – внутренняя закреплена неподвижно, вторая – внешняя, вращается вокруг первой. Данные компрессоры характеризуются низким уровнем шума. Малыми затратами на техническое обслуживание. Все обслуживание сводится к регулярному осмотру и периодической замене воздушного фильтра, приводных ремней и уплотнителей между спиралями.

Винтовые компрессоры сухого сжатия, как и обычные компрессоры, имеют винтовую пару. Основное различие процесс сжатия происходит в «сухую». Особенностью данных моделей является высокий температурный режим, как следствие повышенный износ агрегатов. Компрессоры «сухого» сжатия требовательны к окружающим условиям и техническому обслуживанию.

Винтовые компрессоры с впрыском воды в камеру сжатия. Компрессоры так же имеют винтовую пару, но вместо масла в камеру сжатия подается вода, которая служит для отвода тепла. Компрессоры характеризуются низкими требованиями к окружающей среде, не дорогим техническим обслуживанием. Использование воды, позволяет уменьшить количество твердых примесей в сжатом воздухе по сравнению с окружающей средой, в связи с данным фактом уменьшается количество фильтров, необходимых для очистки сжатого воздуха от твердых примесей.

Отсутствие в сжатом воздухе примесей компрессорного масла, полностью избавляет от необходимости использования систем очистки, или комплекса фильтров для сжатого воздуха,уменьшая тем самым затраты связанные с обслуживанием дорогостоящих систем, в том числе и за счет уменьшения потребления электроэнергии.

Рассмотрев несколько вариантов очистки сжатого воздуха от масла, самым оптимальным способом является отсутствие масла в сжатом воздухе, а именно использование безмасляного компрессора. Не смотря на то, что инвестиции в оборудование, на первоначальном этапе будут более высокие, в перспективе на 10-15 лет, использование безмасляного компрессора более выгодно, за счет экономии средств на очистке сжатого воздуха от масла.

Системы очистки сжатого воздуха

Важным фактором эффективной работы пневматического оборудования является использование качественного сжатого воздуха. Использовать воздух, выходящий непосредственно из компрессора, нецелесообразно, а порой даже вредно. Большинство поломок пневмооборудования происходит именно из-за его работы с неочищенным воздухом. Причиной этому является большой процент примесей в виде воды, масел и твердых частиц грязи. Именно поэтому первым и главным этапом в подготовке пневмооборудования является очистка сжатого воздуха.

0 класс очистки

0 класс – это самая высокая степень очистки сжатого воздуха. Воздух этого класса соответствует ISO 8573.1 и 1 классу по ГОСТ 17433-80. В воздухе столь высокого класса очистки допускается наличие твердых частиц не более 0,01 мкм, масла — не более 0,003 мг/куб.м и максимально низкое содержание влаги — 0,0033 мг/куб.м. Воздух столь высокого качества используется на предприятиях пищевой и фармацевтической промышленностей.

1 класс очистки

Воздух 1-го класса очистки (соответствует 0 классу по ГОСТ 17433-80) отличается повышенными требованиями к фильтрации. Допустимые показатели фильтрации твердых частиц — 0,01 мкм, масла — до 0,003 мг/куб.м и паров влаги — до 0,033 г/куб.м. Столь высоки требования к чистоте воздуха, обусловлены сферой его применения – это предприятия нефтегазовой и легкой промышленностей.

Читайте также  Компрессор не запускается под давлением

Основными компонентами системы очистки сжатого воздуха являются: осушители, фильтры, сепараторы и масло-влагоотделители.

Осушители сжатого воздуха

Работа осушителей направлена на удаление из сжатого воздуха водяных паров, которые могут вызывать преждевременную коррозию металлических частей оборудования и негативно влиять на общий процесс его работы. Очистка сжатого воздуха в осушителях разного вида может производиться двумя путями: рефрижераторным или адсорбционным. Рефрижераторные осушители охлаждают воздух до температуры, при которой пар превращается в капли воды, которые собираются и выводятся наружу. Адсорбционные осушители содержат внутри специальный наполнитель, который способен поглощать лишнюю влагу.

Фильтры

Фильтры сжатого воздуха предназначены для предотвращения возможного попадания частиц грязи в пневмооборудование, которые могут провоцировать грязевые отложения в пневмосистемах или вызвать поломку оборудования. В зависимости от требуемого качества выходящего воздуха фильтры имеют разные уровни очистки и способны отсеивать частицы от больших до микроскопических размеров, а также капли масла.

Сепараторы

Системы очистки сжатого воздуха включают в себя также сепараторы, работа которых построена так, что в них с помощью циклонного вращения все примеси отделяются от сжатого воздуха. При этом вода проходит через дренажный клапан, очищается и выводится наружу. А все остальные примеси в виде масла и частиц грязи удаляются отдельно. Благодаря использованию сепараторов очистка сжатого воздуха производится почти на сто процентов, именно поэтому сепаратор чаще всего ставят в пневматическую систему непосредственно после компрессора.

Использование масляных компрессоров неизбежно ведет за собой наличие масляных примесей в сжатом воздухе. Однако обработки в вышеописанных компонентах системы очистки сжатого воздуха недостаточно для того, чтобы отделенный конденсат можно было бы слить в канализацию. Именно масло-влагоотделители выполняют эту незаменимую функцию. Они отделяют малый процент масляных примесей от водного конденсата так, что чистую воду можно беспрепятственно удалять через обычную систему канализации, не нарушая при этом действующее законодательство.

Использование системы очистки сжатого воздуха более эффективно и экономично, чем неоправданный риск работы дорогого пневматического оборудования на неочищенном некачественном воздухе. Ремонт такого оборудования подчас превышает стоимость очистительных приборов в несколько раз. А если учесть количество простоев производства, затраты на дополнительное обслуживание и запчасти, то стоит задуматься об обеспечении очистки сжатого воздуха заранее.

Оборудование для очистки сжатого воздуха

В процессе сжатия воздуха в нем происходит резкое возрастание концентрации воды, масла или твердых частиц. Затем вода или масло конденсируются в капли и после смешения с твердыми частицами образуют абразивную суспензию. Попадание этой смеси в пневмосистему или в потребители категорически недопустимо. Именно с этим и призвано бороться специальное оборудование, очищающее сжатый воздух до разных степеней чистоты.

6 класс очистки

К данному классу чистоты сжатого воздуха требования по качеству — минимальны. Размер включенных частиц может достигать 25 мкм. В воздухе совершенно не исключено наличие масла (0,5 г/ куб.м) или водяного конденсата. Воздух такого качества используется в автоматерских, на стекольных производствах, для проведения буровых или взрывных работ.

5 класс очистки

Воздух данной степени очистки подходит для пневмосистем, не требующих высокого качества сжатого воздуха. В таком воздухе допускается наличие твердых частиц размером не более 0,01 мкм. Возможно присутствие масла (0,5 мг/куб.м) и повышенной влажности. Такой воздух используется для пескоструйных или дробеструйных работ.

4 класс очистки

Сжатый воздух 4-го класса очистки предназначен для стандартных пневмосистем. В таком воздухе необходимо полное удаление конденсата, а допустимый размер твердых частиц не должен превышать 25 мкм. Широко применяется в автосервисе и в мебельном производстве.

3 класс очистки

В воздухе 3-го класса очистки допустимо наличие частиц с размерами не более 0,01 мкм. Наличие масла – не более 0,01 мг/куб.м. Такой воздух используется на упаковочном оборудовании, а также для работы различного пневмоинструмента.

2 класс очистки

В сжатом воздухе со 2-м классом степени очистки показатели фильтрации твердых частиц не должны превышать 0,01 мкм. При этом более жесткие требования к допустимости части масла — до 0,0008 мг/куб.м. Чаще всего воздух такой степени очистки используется на предприятиях, производящих строительные материалы или же продукцию общего назначения, а также при проведении окрасочных работ.

Классы загрезненности сжатого воздуха

ГОСТ 17433

Данный ГОСТ простирается на сжатый воздух, который необходим для пневмооборудования, работающего при давлении до 2.5 МПа, также стандартизирует его загрязнённость по составу и наличию сторонних примесей.

Класс загрязнености Размер твердотельных загрязнений, мкм, не больше Содержание посторонних примесей, мг/м 3
Твердые частицы Вода (в жидком состоянии) Масла (в жидком состоянии)
0,5 0,001 Не допускаются
1 5 1 Не допускаются
2 5 1 500 Не допускаются
3 10 2 Не допускаются
4 10 2 800 16
5 25 2 Не допускаются
6 25 2 800 16
7 40 4 Не допускаются
8 40 4 800 16
9 80 4 Не допускаются
10 80 4 800 16
11 Не регламентируется 12,5 Не допускаются
12 12,5 3200 25
13 25 Не допускаются
14 25 10000 100

Температура точки росы сжатого воздуха должна быть:

  • классы 0, 1 — ниже минимальной рабочей температуры не меньше чем на 10К (10ОС), но не выше 263К (минус 10ОС);
  • классы 3, 5, 7, 9, 11, 13 — ниже минимальной рабочей температуры не меньше чем на 10К (10ОС);
  • классы 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 температура точки росы не регламентируется.

В сжатом воздухе не важно какой класс загрязненности разрешаются только следы кислот и щелочей.

Технологии очистки и подготовки сжатого воздуха, используемые на СТОА

Окружающий воздух, попадающий в компрессор для сжатия, содержит в своем составе: 4% пыли, 6% органических соединений, 19% диоксида серы, 19% оксида азота, 52% оксидов углерода и некоторое количество влаги, обычно в виде пара, легко проходящего через любые механические фильтры. Для работы пневматического инструмента необходимо иметь сжатый воздух, должным образом подготовленный и очищенный. Главный враг оборудования — влага, содержащаяся в атмосфере, вызывающая коррозию любого инструмента и являющаяся причиной многих дефектов поверхности кузова после окраски. Кроме влаги, атмосферный воздух содержит обычные механические примеси, вызывающие быстрый абразивный износ инструмента и дефекты окраски.

Относительная влажность воздуха //,%, которую можно узнать в ежедневных сводках погоды, может быть выражена формулой

где А — фактическое содержание воды; В — содержание воды в состоянии насыщения (точка росы), которое зависит только от температуры и увеличивается в два раза при повышении температуры на каждые 10°С(табл. 10.1).

Таблица 10.1

Содержание воды в 1 м 3 воздуха (точка росы) В

Воспользовавшись приведенной формулой и табл. 10.1, легко подсчитать, что при температуре 25°С и влажности 70% количество воды в 1 м 3 воздуха составляет

При повышении давления или понижении температуры в момент, когда пар достигает уровня насыщения, он конденсируется и оседает в виде относительно крупных капель при контакте с охлажденными поверхностями.

В момент сжатия воздуха в рабочем цилиндре компрессора воздух уменьшается в объеме в 8. 10 раз и одновременно нагревается за счет приложенной механической работы примерно до 300°С. Содержание воды в нем повышается в 8. 10 раз и достигает 300 г/м 3 . Однако конденсации воды при этом не происходит, так как порог насыщения возрастает в еще большей степени из-за повышения температуры. Кроме того, при такой высокой температуре происходит частичное испарение масла со стенок компрессора и сжатый воздух насыщается еще и парами масла.

После компрессора горячий воздух попадает в ресивер, где охлаждается при контакте с холодными стенками, а влага в виде капель воды и масла осаждается на стенках.

К сожалению, за время нахождения воздуха в ресивере (около 25 с) в виде конденсата выпадает незначительная часть влаги, а остальная проходит дальше через редуктор, шланги и фильтры к окрасочному пистолету или другому пневматическому инструменту.

В пневматическом инструменте воздух совершает механическую работу, вследствие чего его температура понижается. Перепад температур может достигать 20°С, при этом содержание воды в состоянии насыщения понижается в четыре раза. Соответственно, 75% еще оставшегося в воздухе пара превращается в туман и далее в мелкие капли. Концентрация влаги возрастает до 300. 400 г/м 3 несжатого воздуха. В итоге количество воды в факеле окрасочного пистолета может почти сравняться с количеством краски, образуя грубые дефекты лакокрасочного покрытия.

Например, если температура окружающего воздуха 20°С, а относительная влажность воздуха 70%, то в течение 1ч на вход в компрессор поступит около 2 л воды и 10. 30 г пыли. В самом компрессоре к этому еще добавится за 1 ч работы до 60 г масла.

Отрицательные факторы присутствия влаги в пневмолинии следующие:

  • • конденсат эмульгируется с маслом, забивая протоки в пневматических инструментах, вызывая их поломки;
  • • конденсат вызывает коррозию элементов линии подачи воздуха, образуя оксидные обломки или пыль, которые загрязняют пневматические устройства и приводят к их поломках;
  • • при понижении температуры конденсат может замерзнуть в трубопроводах и вызвать разрывы труб;
  • • влага вызывает коррозию изделий, подвергнутых пескоструйной обработке с применением влажного воздуха;
  • • при покраске конденсат образует в краске неэстетичные кратеры, которые к тому же способствуют коррозии;
  • • повышенная влажность приводит к преждевременной потере работоспособности элементов элекгропневматических систем управления (датчиков расхода воздуха, давления, температуры и т.п.). Во избежание нежелательных воздействий следует установить, до

какого значения точки росы необходимо довести влажный воздух. При планировании подготовки сжатого воздуха для конкретного применения можно пользоваться соответствующими стандартами.

Существуют несколько методов снижения влажности воздуха. Наиболее простым и часто применяемым в промышленных и лабораторных условиях является метод химико-абсорбционного осушения с использованием колонн, заполненных активированным углем и другими поглотителями. После прохождения этих колонн концентрация влаги в воздухе не превышает нескольких десятков миллиграммов на кубометр.

Существенным недостатком химико-абсорбционных установок является то, что даже следы масла в осушаемом воздухе быстро и необратимо выводят из строя фильтрующий элемент, стоимость которого составляет существенную часть стоимости всей установки. Поэтому они сравнительно редко используются в малярных отделениях сервиса.

В автосервисных предприятиях чаще всего применяют комбинированный метод осушения и фильтрации сжатого воздуха, сочетающий различные сепараторы, механические фильтры и рефрижераторные осушители.

Современная станция подготовки сжатого воздуха авторемонтного предприятия включает в себя следующие элементы: компрессор; предварительный охладитель сжатого воздуха; сепаратор конденсата; ресивер; устройство для автоматического удаления конденсата из ресивера; предфильтр для удаления частиц и капель влаги размером более 3 мкм; рефрижератор осушителя воздуха; абсорбционный фильтр; фильтры тонкой очистки; сепаратор конденсата воды и масла. Она позволяет получать практический сухой воздух в любых условиях окружающей среды в любое время года. Иногда вся станция подготовки сжатого воздуха монтируется в едином блоке с компрессором.

Компрессор — это агрегат, который производит сжатый воздух с давлением и в объеме, необходимых для снабжения потребителей. Современные конструкции компрессоров могут быть различных типов: поршневые, мембранные и винтовые.

Читайте также  Система аэрации воды с компрессором

Предварительный охладитель воздуха служит для принудительного охлаждения сжатого воздуха до комнатной температуры и устанавливается непосредственно после компрессора. Он представляет собой радиатор, рассчитанный на максимальное давление, создаваемое компрессором. Обдув обеспечивает мощный электрический вентилятор.

Циклонный сепаратор конденсата устанавливается после охладителя. В нем поток воздуха закручивается при помощи косых прорезей, и вследствие этого достаточно крупные капли воды и масла отбрасываются к стенкам и по мере накопления стекают вниз. Конденсат автоматически удаляется из донной части сепаратора при снижении давления в магистрали до значения менее 50 кПа.

Ресивер служит для накопления охлажденного и отсепарирован- ного воздуха, а также демпфирования пиковых нагрузок и сглаживания пульсаций давления в сети. В нем продолжается процесс конденсации тумана на стенках. Чем больше объем ресивера, тем больше время контакта сжатого воздуха со стенками и, следовательно, эффективнее осаждение влаги из тумана. Как правило, ресиверы снабжают устройствами для автоматического или ручного удаления конденсата и предохранительным клапаном.

Многоступенчатая система фильтрации воздуха состоит: из предварительного керамического фильтра, керамический фильтрующий элемент которого, выполненный из керамики, предназначен для понижения концентрации масляного тумана и предотвращения образования крупных капель воды; абсорбционного фильтра для улавливания частиц до 0,01 мкм; фильтров-поглотителей на базе активированного угля; осушителя воздуха рефрижераторного типа, служащего для понижения влажности и позволяющего удалить до 95. 97% всего конденсата паров воды и масла (системы, не оборудованные таким осушителем, позволяют удалить не более 80% конденсата). Идеальное место рефрижераторного осушителя — после предварительного керамического фильтра; сепаратора воды и масла, позволяющего разделить эмульсию на техническую воду, которую допустимо сливать в канализацию, и отработанное масло, утилизируемое обычным путем.

F.A.Q. о котлах и отоплении

Безмасляный сжатый воздух — система очистки сжатого воздуха EcoTec

Ответ

Главная / Полезная информация

Безмасляный сжатый воздух — система очистки сжатого воздуха EcoTec

Воздух после компрессора, как поршневого, так и винтового во многих случаях непригоден для непосредственного использования. Он содержит некоторое количество пыли, влаги, компрессорного масла и т.д. Все эти факторы весьма негативно влияют на ресурс пневмооборудования, могут привести к порче продукта при непосредственной подаче в него сжатого воздуха. В данной статье мы постарамся раскрыть проблему удаления частиц масла из сжатого воздуха после компрессора.

Существуют отрасли и технологические процессы, где вопрос присутствия масла в воздухе достаточно критичен. К примеру, фармацевтика, пищевая промышленность. Здесь часто стоит вопрос не просто о низком уровне содержания масла, а о его полном отсутствии. До недавнего времени этот вопрос решался двумя стандартными путями: использование обычных маслозаполненных винтовых компрессоров с установкой фильтров многоступенчатой очистки либо безмасляных компрессоров.

Фильтр на основе активированного угля?

Первый способ, являющийся сегодня наиболее распространенным, сводится к установке цепи фильтров многоступенчатой очистки. Качество работы очистных фильтров зависит от температуры окружающего воздуха, уровня содержания масла и других факторов

. При этом приходится использовать фильтры с большим запасом, причем, конечное качество не гарантируется на 100%. Частая замена фильтрующих элементов приводит к дополнительным издержкам. Образующийся конденсат, согласно принятым нормам, также требует утилизации.

Основные неудобства, связанные с использованием фильтров, это:

  • Отсутствие эксплуатационной надежности при создании безмасляного сжатого воздуха, поскольку срок службы и эффективность работы зависят от:
    — температуры (10ºС повышения температуры уменьшают срок службы приблизительно на 90%);
    — влажности воздуха;
    — концентрации масла на входе;
  • Короткий срок службы. Средний срок службы фильтра с активированным углем приблизительно 500-3000 часов (зависит от режима работы);
  • Высокие затраты на техобслуживание. Фильтры с активированным углем не могут быть регенерированы, поэтому подлежат утилизации.

Вторая проблема, связанная с очисткой сжатого воздуха от примесей масла при помощи обычных фильтров, — поступление этого масла в конденсат, получаемый от осушки воздуха при помощи осушителя. Это проблема и стоимости, и экологии. Содержание масла в концентрате доходит до 2000 мг/л. Эту эмульсию нужно утилизировать как специфические отходы или перерабатывать отдельно в специальных агрегатах. Как последствия, мы имеем огромные затраты на утилизацию, инвестиции в переработку конденсата и, что тоже очень важно, высокие риски для окружающей среды в случае некачественной утилизации.

Безмасляные компрессоры?

Второй способ получения сжатого воздуха, чистого от примесей масла, — это использование винтовых бесмасляных компресоров. Этот способ намного эффективнее первого,

но и с ним сопряжено много проблем. Всасываемый воздух, как правило, загрязнен выхлопом автомобилей. Это значит, что в воздухе уже присутствует большое количество примесей масла (4 — 20 мг/м 3 ). Как следствие, нет 100% гарантии отсутствия масла в получаемом сжатом воздухе. Поэтому, для того, чтобы соответствовать нормам качества ISO 8573-1, класс 1, сжимаемый воздух должен быть дополнительно обработан. Кроме этого, безмасляные компрессоры имеют очень высокую стоимость по сравнению с аналогичными маслозаполненными. И как следствие, высокие эксплуатационные затраты.

Кроме этого, использование безмасляных компрессоров приводит к ряду других дополнительных проблем.

  • Агрессивный конденсат, который может повредить последующие элементы (очень низкий рН, возможное содержание фтора и плавиковой кислоты);
  • Ограниченная область применения в отношении давления (макс. до 11,5 бар абс.) для винтовых компрессоров;
  • Износ. Наносимые покрытия (ротор, корпус, поршни) подвергаются износу, что приводит в последующем к ухудшению показателей (увеличенные потери, повышение температуры роторов);
  • Очень чувствительны к рабочим условиям, в частности, к температуре на входе на 2 ступень;
  • Температура воздуха на выходе из последней ступени очень высокая;
  • Малое количество производителей. Абсолютно безмасляные компрессоры предлагаются очень ограниченным количеством производителей.

Безмасляный сжатый воздух с EcoTec Converter – революция в области подготовки сжатого воздуха.

Система очистки сжатого воздуха от примесей масла EcoTec — это инновационная разработка Rotorcomp. Она является очень выгодной альтернативой фильтрам с активированным углем и безмасляным компрессорам. Инвестиции при применении маслозаполненных компрессоров с системой EcoTec по сравнению с так называемыми безмасляными системами существенно ниже, с тем дополнительным преимуществом, что ВСЕ углеводы, попадающие во всасываемый воздух, будут также полностью окислены.

Система Ecotec может быть доустановлена в любой момент к существующей компрессорной системе. За счет энергосберегающего типа окислительного процесса (приблизительно 5 ватт/м 3 /мин), а также исключения необходимости утилизации отходов, данная система обеспечивает экологически и экономически уверенную перспективу применения. После использования катализатор заново регенерируется, таким образом общий энергетический и экологический баланс выглядит более чем позитивно.

Затраты на техобслуживание очень незначительны, а во время гарантийного эксплуатационного периода их не требуется вовсе. Достаточно зрительного контроля во время периодической инспекции компрессорного агрегата в целом.

Расщепление углеводородов происходит при помощи катализатора, через который пропускается сжатый воздух. Катализатор представляет собой твердую высокопористую систему с мега-, макро- и микропорами. За счет высокой пористости катализатора, которая обеспечивает активную площадь порядка 200 м 2 /г, вероятность того, что часть молекул углеводородов останется нерасщепленной, практически равна нулю.

Поверхность катализатора или так называемая «рабочая зона» насыщена активными центрами. Молекулы воздуха и масла, попадая на эти «активные центры», удерживаются и разбиваются на части. Высвобождаемые атомы немедленно вступают в реакцию с кислородом. Происходит замещение электронов кислородом. Этот процесс повторяется до тех пор, пока молекулы масла не будут полностью расщеплены на двуокись углерода и воду (рис. 2). Как естественные составные части сжатого воздуха Converter покидают углекислый газ и вода.

Преимущества системы EcoTec в сравнении с безмасляными компрессорами и фильтрами с активированным углем

Гарантированный срок службы конвертера (рис. 3) при одновременном сохранении качества воздуха на уровне класса 1 по нормам ISO 8573-1 в течении всего эксплутационного периода — не менее 15000 часов. Отфильтрованный конденсат гарантированно не содержит масла (по сути, не отличается от питьевой воды), а значит, не возникает проблем с его утилизацией. За счет постоянного окисления и одновременного «обновления» катализатора исключено текущее ухудшение эффективности работы и качества воздуха. Прочие углеводороды, попавшие в систему из окружающей среды, будут также окислены. Система EcoTec может применяться для любых типов компрессоров. Катализатор работает равномерно в течении всего срока службы, независимо от:

  • Влажности воздуха;
  • Температуры на выходе компрессора;
  • Концентрации масла на входе в компрессор.

ИТОГО: 100% эффективность в течении всего срока службы

· Принцип действия EcoTec – превращение масла и других углеводородов во время физико-химического процесса посредством специального катализатора в воду и СО2

· Сжатый воздух с 0,001 мг/м 3 является технически абсолютно безмасляным и может быть использован в любых областях, где качество безмасляного сжатого воздуха должно удовлетворять, например, нормам DIN 8573-1.

Конструктивная схема (исполнение в виде отдельного узла без кожуха). 1- компрессор, 2 — пластинчатый теплообменник, 3 — EcoTec-конвертер; 4 — узел охлаждения/осушки, 5 — безмасляный сжатый воздух, 6 — конденсат в виде воды.

EcoTec конвертер устанавливается непосредственно после компрессора, перед осушителем (4). Воздух подогревается в пластинчатом теплообменнике (2) и подается в заполненный катализатором конвертер (3). Необходимая для очистки сжатого воздуха рабочая температура катализатора поддерживается посредством электроподогрева.

На рынок Украины систему EcoTec Converter поставляет копания Далгакиран, которая является стратегическим партнером компании Rotorcomp Verdichter. Компания DALGAKIRAN, в последнее время занимающая все более прочные позиции на рынке стран СНГ, известна как производитель и поставщик компрессорного оборудования. Компания входит в холдинговую структуру, состоящую из трех фирм. Все они, так или иначе, связаны с производством, производственными разработками и экспортом компрессорного промышленного оборудования. Две из них находятся в Стамбуле (Турция), одна — в Штутгарте (Германия). Группа компаний DALGAKIRAN включает в себя 10 различных предприятий, строительное и сервисное подразделения, а также 5 зарубежных представительств.

DALGAKIRAN — динамично развивающийся поставщик компрессорной техники на рынки восточной Европы, ближнего Востока, стран северной Африки и Азии. Компания является одним из лидеров по производству винтовых воздушных компрессоров и поршневых воздушных компрессоров и систем воздухоподготовки на международном рынке.

Сеодня компания DALGAKIRAN успешно работает и на территории Украины. В марте 2005 г. в Киеве было открыто ее официальное представительство — ООО «Далгакиран Компрессор Украина». Развивается дилерская сеть по продажам и обслуживанию оборудования компании в таких городах как Днепропетровск, Донецк, Харьков, Запорожье, Одесса.

Компания DALGAKIRAN предлагает своим клиентам следующее современное промышленное компрессорное оборудование:

  • Компрессоры маслосмазываемые винтовые
  • Компрессоры маслосмазываемые винтовые с регулируемой производительностью (энергосберегающие).
  • Компрессоры маслосмазываемые поршневые высокого давления с воздушным охлаждением (Бустеры)
  • Компрессоры маслосмазываемые поршневые низкого давления с воздушным охлаждением
  • Компрессоры маслосмазываемые поршневые с воздушным охлаждением
  • Компрессоры безмасляные
  • Систмы воздухоподготовки

Обеспечивает:

  • Полное гарантийное и сервисное обслуживание
  • Обучение персонала
  • Поставку запасных частей и расходных материалов по стабильным ценам и в согласованные сроки

Все поставляемое оборудование соответствует европейским стандартам — CE и ISO 9001.