Підготовка стисненого повітря

В атмосферному повітрі завжди є кілька водяної пари, більше — при високих температурах і менше при низьких температурах. При стисканні повітря концентрація води зростає, наприклад, компресор з робочим тиском 7 бар і продуктивністю 200 л/с, який всмоктує повітря з температурою 20°З відносною вологістю 80%, видасть за восьмигодинний робочий день у лінію стисненого повітря 80 л води.

Важливо пам'ятати, що точку роси атмосферного повітря не можна плутати з ТРД у порівнянні різних осушувачів. Наприклад, ТРД, що дорівнює +2°С при 7 бар, еквівалентна -23°С при атмосферному тиску. Використання фільтра для видалення вологи (нижче за точку роси) нічого не дасть, оскільки подальше охолодження означає продовження осадження конденсаційної води. Основний тип осушувального обладнання можна вибирати, орієнтуючись на температуру точки роси під тиском. З погляду витрат нижча точка роси вимагатиме більш високих капітальних та експлуатаційних витрат на осушення повітря. У принципі існує чотири способи видалення вологи зі стисненого повітря: охолодження, надмірне стиснення, абсорбція та адсорбція. На основі цих способів випускається обладнання для різних типів систем стисненого повітря.

Компресор, що виробляє 200 літрів повітря на секунду, на добу видає приблизно 240 літрів води, якщо компресор працює при температурі повітря 20°С. Щоб уникнути проблем та порушень роботи, викликаних осадженням води в трубопроводах та підключеному до системи стисненого повітря обладнанні, стиснене повітря потрібно осушувати. Осушення проводиться в кінцевому охолоджувачі та в осушувальному устаткуванні (див. рисунок).

Кінцевий охолоджувач

Кінцевий охолоджувач є теплообмінником, який охолоджує гаряче стиснене повітря,щоб виділити з нього воду, інакше вона конденсувалася б у трубопровідній системі. Кінцеві охолоджувачі бувають водяного або повітряного охолодження, зазвичай оснащуються вологосепаратором з автоматичним зливом конденсату та розміщуються безпосередньо за компресором.

Близько 80-90% вологи, що конденсується, збирається у вологовідділювачі кінцевого охолоджувача. Температура стисненого повітря після кінцевого охолоджувача зазвичай на 10°З вище температури теплоносія, але в залежності від типу теплоносія може змінюватися. Кінцеві охолоджувачі використовуються практично у всіх стаціонарних установках. Найчастіше кінцеві охолоджувачі вбудовуються в сучасні компресори.

Різні кінцеві охолоджувачі та вологовідділювачі. Водовідділювач може відокремлювати воду, наприклад, циклонним відділенням або відділенням за допомогою зміни напрямку і швидкості.

Холодильний осушувач

Застосування холодильного осушення означає, що стиснене повітря охолоджується; це дозволяє сконденсувати та відокремити велику кількість води. Після охолодження та конденсації стиснене повітря знову підігрівається до температури, близької до кімнатної; тому на зовнішніх поверхнях системи трубопроводів не утворюється конденсат. Охолодження стисненого повітря відбувається за допомогою замкнутої системи з холодоагентом. За рахунок охолодження в теплообміннику стисненого повітря, що надходить охолодженим повітрям, енергоспоживання холодильного осушувача зменшується. Осушувачі холодильного типу використовуються з точкою роси від +2°С до +10°С і обмежені знизу точкою замерзання води, що сконденсувалася.

Принцип холодильного осушення


Приклади зміни різних параметрів при стисканні, остаточному охолодженні і холодильному осушенні.


Приклади зміни різних параметрівпри стисканні, остаточному охолодженніі холодильному осушенні.


	Принцип холодильного осушення

Надмірний стиск

Надмірне стиснення, ймовірно, є найлегшим способом осушення стисненого повітря.

Спочатку повітря стискається до тиску вищого, ніж передбачуване робоче, а це означає, що концентрація водяної пари збільшується. Потім повітря охолоджується, у процесі чого відокремлюється вода. На завершальному етапі повітря розширюється до робочого тиску і тим самим досягається нижча точка роси під тиском.

Однак через великі енерговитрати цей метод застосовується тільки при малих витратах повітря. Абсорбційне осушення

Абсорбційне осушенняявляє собою хімічний процес, в якому водяна пара зв'язується поглинаючим матеріалом. Поглинаючий матеріал може бути або твердим або рідким. Часто використовуються кухонна сіль та сірчана кислота, а це означає, що потрібно враховувати можливість корозії.

Цей спосіб рідко використовується та пов'язаний з великою витратою абсорбційного матеріалу. Точка роси знижується лише обмеженою мірою. Адсорбційне осушення

Адсорбційні осушувачі бувають двох типів: холодної та гарячої регенерації. Осушувачі холодної регенерації найкраще підходять для компресорів з невеликою продуктивністю. Процес регенерації відбувається за допомогою стисненого повітря і вимагає приблизно 15-20% номінальної продуктивності осушувача при робочому тиску 7 бар (ізб.) і ТРД -20 ° С Нижча ТРД вимагатиме більшого витоку повітряного потоку. При гарячому регенеративному адсорбційному осушенні вологопоглинач регенерується за допомогою електричного нагріву або нагрівання від компресора, що робить процес економічнішим, ніж холодна регенерація. Можуть бути отримані дуже низькі точки роси (-30 ° С і нижче).

Перед адсорбційним осушенням потрібно обов'язково забезпечити відділення та відведення конденсаційної води. Якщо стиснене повітря виробляється мастильним компресором, перед осушувачем потрібно також встановлювати маслоотделітельний фільтр. У більшості випадків після адсорбційного осушувача потрібна установка пиловловлюючого фільтра.

Існують адсорбційні осушувачі для безмасляних гвинтових компресорів, у яких тепло, що виділяється компресором, використовується для регенерації вологопоглинача. Осушувачі цього типу зазвичай оснащуються обертовим барабаном з вологопоглиначем, в якому один сектор (одна чверть) регенерується частиною гарячого потокустиснутого повітря (130-200 ° С), що надходить з компресорного ступеня. Потім повітря, що регенерує, охолоджується, відводиться конденсат, і повітря повертається через ежектор в основний потік повітря. Поверхня сушильного барабана (три чверті), що залишилася, використовується для осушення стисненого повітря, що надходить з остаточного охолоджувача компресора. Ця система працює без втрат стисненого повітря. Споживання енергії таким осушувачем обмежується енергією, яка витрачається на обертання барабана. Наприклад, осушувачу продуктивністю 1000 л/с потрібно лише 120 Вт. Крім того, не втрачається стиснене повітря, і не потрібно ні масляного фільтра, ні пиловловлюючого фільтра.


	Холодне регенеративне адсорбційне осушення


	На схемі показано, що ліва вежа осушує стиснене повітря, тоді як права вежа регенерується. Режими остаточного охолодження і вирівнювання тисків веж перемикаються автоматично.


	Осушувач МD

Фільтри

Частинки, що містяться в повітряному потоці, що проходить через фільтр, можуть бути видалені декількома способами. Якщо ці частинки більше отворів у матеріалі, що фільтрує, то вони відокремлюються механічним шляхом.

Зазвичай це стосується частинок з розмірами, що перевищують 1 мкм. З цієї точки зору ефективність фільтра тим вища, чим щільніше фільтруючий матеріал, що складається з тонших волокон. Частинки розміром 0,1-1 мкм можуть бути відокремлені, тому що повітря огинає волокна фільтра, тоді як частинки за інерцією рухаютьсяпрямо до волокна. Частки, що вдарилися об волокна фільтра, прилипають.

З цієї точки зору ефективність фільтра тим вище, чим вище швидкість потоку і чим щільніше матеріал, що фільтрує, що складається з більш тонких волокон.