Jakość sprężonego powietrza

Gdy powietrze jest zbierane do sprężania, gromadzą się również inne cząstki - to powietrze jest zanieczyszczone. Gdy powietrze jest sprężane, stężenie zanieczyszczeń wzrasta wykładniczo. Ponadto podczas procesu sprężania powietrza można było dodać kolejne zanieczyszczenia. 

Aby usunąć zanieczyszczenia z układu sprężonego powietrza, konieczne jest uzdatnianie powietrza. Rodzaje zanieczyszczeń występujących w układzie sprężonego powietrza to:

1. Cząstki stałe / Pył 

2. Woda (w postaci ciekłej lub pary)

3. Zawartość oleju (w postaci pary lub aerozolu)

Gdy powietrze jest odpowiednio oczyszczane, jest uważane za czyste i bezpieczne. Jakość sprężonego powietrza jest jednak określana nie tylko przez to, jak czyste jest, ale także przez to, jak suche jest. Aby określić, jak czyste i suche jest sprężone powietrze, musimy policzyć liczbę cząstek o określonej wielkości obecnych w jednym metrze sześciennym powietrza, punkt rosy oraz ilość aerozoli i oparów oleju.

Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (ISO) opracowała międzynarodową normę do badania jakości sprężonego powietrza, znaną jako ISO 8573-1. Norma jakości powietrza ISO obejmuje trzy rodzaje zanieczyszczeń obecnych w sprężonym powietrzu: Wodę, zawartość oleju i cząstki stałe. Nie uwzględnia mikroorganizmów i gazów. 

Określona klasa sprężonego powietrza jest przypisana w zależności od ilości znalezionych zanieczyszczeń. Klasa jakości powietrza jest ustawiona zgodnie z normą ISO 8573 Ten ustandaryzowany system określa parametry od najmniej do najbardziej zanieczyszczonych źródeł sprężonego powietrza.

W kontekście specyfikacji sprężonego powietrza sprężarki powietrza są klasyfikowane według klasy czystości po sprężaniu. Dzięki temu można zacząć określać, jakiego typu sprężarki potrzebujesz, sprawdzając, jaka klasa czystości powietrza jest wymagana przez Twoje zastosowanie.

Sprężone powietrze jest wykorzystywane w wielu gałęziach przemysłu, takich jak górnictwo, produkcja, produkcja tekstylna i przetwórstwo spożywcze. Jakość powietrza wykorzystywanego w zastosowaniach przemysłowych ma bezpośredni wpływ na proces pracy, zainstalowane maszyny i jakość produktu. Dlatego niezbędne jest, aby sprężone powietrze było czyste i wolne od zanieczyszczeń. 

Im czystsze jest powietrze, tym mniejsze ryzyko zanieczyszczenia, awarii i odrzucenia produktu. Ma to kluczowe znaczenie w takich branżach jak żywność i napoje oraz farmaceutyki. Istnieje szansa, że powietrze wejdzie w bezpośredni kontakt z produktem lub pośrednio z opakowaniem. 

Wysoka jakość powietrza jest ważna w wielu branżach, ale najbardziej wrażliwe zastosowanie ma usługi medyczne. Jeśli chodzi o dostarczanie powietrza medycznego pacjentom szpitalnym, czystość powietrza musi być zagwarantowana w 100%. W tym miejscu niezbędne są sprężarki bezolejowe , które wytwarzają najczystsze powietrze.

W krytycznych procesach zaleca się stosowanie wyłącznie sprężonego powietrza sklasyfikowanego jako klas0 w celu wyeliminowania ryzyka zanieczyszczenia powietrza. Ten poziom klasyfikacji nie oznacza zerowego zanieczyszczenia. Klasa 0 odnosi się do najwyższej możliwej jakości powietrza przy minimalnym zanieczyszczeniu powietrza i musi być niższa w zanieczyszczeniu niż klasa 1. 

W celu uzyskania czystego powietrza można zainstalować kombinację urządzeń sprężonego powietrza. Może to obejmować różne filtry powietrza i osuszacze. Określenie, które zanieczyszczenia muszą zostać usunięte , pomoże określić, jakiego sprzętu potrzebujesz.

Filtr służy do oddzielania cząstek powietrza od zanieczyszczeń. Jednak każdy filtr jest skuteczny tylko w pewnym stopniu, ponieważ żaden filtr nie może oddzielić wszystkich cząstek. Najtrudniejsze do filtrowania są cząstki o wielkości od 0,1 μm do 0,2 μm. 

Olej i woda w postaci aerozolu zachowują się podobnie jak inne cząstki i mogą być oddzielone za pomocą filtra koalescencyjnego. W filtrze te ciekłe kropelki łączą się i stają się cięższe, więc opadają na dno filtra. 

Filtr może oddzielać olej w aerozolu, jak również w postaci płynnej. Jednakże, jeśli olej jest w postaci płynnej, spowoduje to spadek ciśnienia i przeniesienie oleju. Jeśli olej jest w postaci pary, trudniej jest oddzielić i wymaga filtra zawierającego materiał adsorpcyjny, zwykle węgiel aktywny.

Wszystkie filtry nieuchronnie powodują spadek ciśnienia , który układ sprężonego powietrza traci energię. Drobniejsze filtry o ściślejszej strukturze oddzielają więcej zanieczyszczeń, ale powodują również większy spadek ciśnienia i są bardziej prawdopodobne, że zatykają się szybciej. Prowadzi to do częstszej wymiany filtra, a w konsekwencji do wyższych kosztów konserwacji.

Ponadto filtry muszą być odpowiednio dobrane, aby zapewnić prawidłowy przepływ nominalny i mieć większy próg wydajności. Ułatwia to kontrolowanie pewnych spadków ciśnienia w wyniku pewnego zatkania.

Osuszacze kondensacyjne lub adsorpcyjne służą do usuwania wilgoci ze sprężonego powietrza. Osuszacze kondensacyjne są używane, gdy maksymalna wymagana jakość powietrza to klasa 4, co oznacza, że punkt rosy jest niższy niż 3°C. Jeśli wymagane jest sprężone powietrze o mniejszej wilgotności (niższy ciśnieniowy punkt rosy), należy zamontować osuszacz adsorpcyjny.

Filtr zasadniczo oddziela powietrze od zanieczyszczeń . Ta umiejętność oddzielania jest wynikiem połączonych zdolności do filtracji jakimi cechuje się medium filtrujące (dla różnych rozmiarów cząstek), jak podano powyżej. W rzeczywistości każdy filtr jest kompromisem, ponieważ żaden filtr nie jest skuteczny w całym zakresie wielkości cząstek. Nawet wpływ prędkości strumienia na zdolność separacji dla różnych rozmiarów cząstek nie jest czynnikiem decydującym.

Zasadniczo, najtrudniejsze do separacji są cząstki o wielkości od 0,1 μm do 0,2 μm (cząsteczki o najwyższej przenikalności ) 2.35.png. Jak stwierdzono powyżej, całkowita skuteczność filtracji filtra koalescencyjnego jest determinowana przez kombinację wszystkich występujących mechanizmów. Oczywiście znaczenie każdego mechanizmu, wielkości cząstek, w których występują, oraz wartość całkowitej wydajności silnie zależą od rozkładu wielkości cząstek aerozolu, prędkości powietrza i rozkładu włókien ośrodka filtrującego.

Olej i woda w postaci aerozolu zachowują się podobnie do innych cząstek i można je również oddzielić za pomocą filtra koalescencyjnego. W filtrze aerozole te łączą się tworząc krople, które grawitacyjnie opadają na dno filtra. Filtr może oddzielać zarówno olej w aerozolu, jak i w postaci płynnej. Jednak olej w postaci ciekłej, ze względu na wysokie stężenie, powoduje duży spadek ciśnienia. Jeżeli olej w pod postacią par oleju ma być oddzielony ze sprężonego powietrza, filtr musi zawierać odpowiedni materiał adsorpcyjny, zwykle jest to węgiel aktywowany.

Filtracja sprężonego powietrza zawsze wiąże się ze spadkiem ciśnienia , który jest stratą energii w systemie sprężonego powietrza. Filtry dokładne o gęstej strukturze włókien wkładu powodują większy spadek ciśnienia i szybciej się zapychają. Sprawia to, że wymagają częstszej wymiany wkładu filtrującego, co generuje dodatkowe koszty.

Jakość powietrza w odniesieniu do ilości cząsteczek i obecności wody i oleju jest określona w normie ISO 8573-1, przemysłowej normie czystości powietrza. Aby wyeliminować ryzyko zanieczyszczenia powietrza w krytycznym procesie, zaleca się stosowanie tylko sprężonego powietrza klasy 0. Dodatkowo, filtry muszą być tak zwymiarowane, aby nie tylko prawidłowo obsługiwały przepływ nominalny, ale także miały pewna rezerwę w celu kompensacji spadku ciśnienia, który może pojawić się podczas eksploatacji.