Очистка сжатого воздуха после компрессора

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.

Источник

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.

Источник

Очистка сжатого воздуха: как удалить загрязняющие вещества из сжатого воздуха?

Очистка сжатого воздуха

В предыдущих статьях мы разобрали, что такое сжатый воздух и где он используется, что означает понятие «Качество сжатого воздуха», а также узнали, какие нормативные документы определяют виды включений и Классы чистоты сжатого воздуха. В данной статье мы рассмотрим, какие фильтры нужно использовать, чтобы удалить загрязнения из сжатого воздуха непосредственно перед его применением в пневмоинструменте.

1 Краткий обзор: виды и размеры загрязнителей сжатого воздуха.

Для начала вспомним, какие вещества и какого размера попадают в компрессорную систему вместе со сжатым воздухом. Принцип работы компрессора схож с пылесосом: вместе с атмосферным воздухом он втягивает в себя все включения (пыль, влагу и др.).

В данной таблице наглядно показаны виды и размеры частиц, а также разновидности фильтров, которые могут с ними справиться:

Из вышеуказанных данных можно сделать следующие выводы:

• Сжатый воздух содержит большое разнообразие включений: микроорганизмы, пары, твердые частицы, пыль, масла;
• Загрязняющие частицы можно условно разделить на три типа по способу обнаружения:
  • Пар / туман / дымка (размер частиц 0,001-1,0 нм) – нельзя увидеть через обычный микроскоп,
  • Пар / туман / дымка (размер частиц 1,0-100 нм) – определение микроскопом,
  • Спрей / влага (размер частиц 100-1000 нм) – визуальный метод обнаружения.
• Газы и пары беспрепятственно проходят через любые виды фильтров, кроме угольных;

2 Этапы подготовки сжатого воздуха перед использованием

Сжатый воздух широко используют в промышленных целях, но поступающая из компрессора воздушная струя содержит твердые частицы, масла и влагу в больших количествах. Поэтому, прежде чем задействовать такую среду в технологических процессах, сжатый воздух должен пройти следующие этапы подготовки:

• Снижение содержания влаги,
• Осушение сжатого воздуха (выведение паров влаги и частично масла),
• Удаление твердых включений и масел.

Рис. Установленные и смонтированные основные компоненты системы получения сжатого воздуха:

3 Использование охладителя для отведения влаги из сжатого воздуха

Известно, что поступающий в компрессор атмосферный воздух содержат до 65% паров влаги, а после сжатия влажность увеличивается до 100% при температуре +70°С…+200°С. Чтобы уменьшить содержание влаги, нужно понизить температурный режим, для этого можно использовать концевые охладители (В большинстве случаев современные компрессоры оснащены встроенным концевым охладителем, например компрессоры Атлас Копко с аббревиатурой FF в названии, она означает, что концевой охладитель для отведения влаги уже есть в комплекте).

Компрессор винтовой Atlas Copco GX3 10FF без N / CE TM(200l) на ресивере, с осушителем

Компрессор винтовой Atlas Copco G11 7,5FF без N / CE FM без ресивера, с осушителем

Компрессор винтовой Atlas Copco G18 13FF без N/ CE/ TM на ресивере, с осушителем

Охладитель остужает сжатый воздух, после чего образуется конденсат, который механически отводится. При правильном выборе параметров оборудования, эффективность данного процесса составляет 80-90%.

4 Очистка сжатого воздуха перед поступлением в ресивер

После выхода из влагоотделителя рабочая среда содержит влагу в виде аэрозоля, масло и пыль. Поэтому второй этап подготовки сжатого воздуха, включает в себя фильтр грубой и тонкой очистки. Мы рекомендуем использовать магистральный фильтр Атлас Копко UD+.

Данный фильтр является магистральным, то есть встраивается в систему очистки сжатого воздуха, он совмещает в себе фильтр общего пользования, предназначеныый для удаления влаги, масла и твердых частиц, а также фильтр тонкой очистки, который гарантирует остаточное содержание влаги, масла и твердых частиц размером не более 0,01 мг/куб.м. Такие фильтры предотвращают коррозию и засорение пневмосистемы.

После очистки через фильтр UD+ сжатый воздух попадает в ресивер.

5 Осушитель сжатого воздуха — очистка до точки росы

Заключительным этапом в очистке сжатого воздуха следует осушитель, который который доводит точку росы сжатого воздуха до требуемого значения. Он находится после ресивера. Точка росы — это температура, при которой начинает конденсироваться влага.

Есть 3 варианта точки росы:

• Точка росы +3С. Для общепромышленного применения, не подходит для отрицательных температур.
• Точка росы -40С. Обеспечивает точку росы +40 градусов по Цельсию, которая необходима в соответствии с требованиями технологий или параметров окружающей среды.
• Точка росы -70С. В специальном исполнении часть осушителей может обеспечить точку росы -70 градусов Цельсия, которая удовлетворяет самым жестким требованиям к качеству сжатого воздуха.

В зависимости от сферы применения сжатого воздуха, используются разные осушители:

Точка росы +3. Осушитель рефрижераторного типа FD

Точка росы -40. Адсорбционный осушитель типа CD+/BD+

Точка росы -70. Адсорбционный осушитель типа CD+/BD+/BD ZP+

Источник