Проблемы с конденсатом при производстве сжатого воздуха

Конденсация воды является естественным явлением и побочным эффектом при сжатии воздуха. Количество конденсата, образующегося при работе компрессора, в значительной степени зависит от состояния воздуха на входе, качества атмосферного воздуха и давления.

Проще говоря, температура и влажность воздуха, типоразмер компрессора и требуемое давление определяют количество воды, поступающей из устройства. Конденсат влияет на всю систему, включая трубопроводы. Поскольку горячий влажный воздух содержит больше влаги, чем холодный, в компрессоре образуется водяной пар.

Такую влагу можно отделить с помощью дополнительного оборудования, в том числе, концевых охладителей, сепараторов конденсата, рефрижераторных осушителей и адсорбционных осушителей. 

Компрессор, работающий при избыточном давлении 7 бар (изб.), сжимает воздух до 7/8 от его объема. Это также снижает способность воздуха удерживать водяной пар на 7/8.

Эти факторы определяют подходящее сочетание охладителей и осушителей.

Чтобы оценить влажность сжатого воздуха, необходимо проанализировать температуру окружающего воздуха, расход (размер компрессора) давление и температуру на входе, точку росы под давлением (ТРД).

• Расход или размер компрессора. В областях применения, требующих более высокого расхода (куб. фут/мин или л/с), в системе будет образовываться большее количество воды.
• Температура/влажность окружающей среды. В компрессорах, работающих при более высоких температурах окружающей среды и более высокой влажности, образуется больше водяного пара.
• Температура воздуха на входе. Чем выше температура на входе в компрессор, тем больше воды содержит сжатый воздух.
• Давление. В отличие от расхода, температуры или влажности, высокий уровень давления приводит к низкому уровню влажности. В качестве иллюстрации представьте себе мокрую губку: если ее сжать, вода будет вытеснена наружу.
• Точка росы под давлением (ТРД). Точка росы под давлением — это обычный способ измерить содержание воды в сжатом воздухе. ТРД — это температура, при которой воздух или газ насыщаются водой, и вода начинает переходить в жидкое состояние, то есть конденсироваться. В точке росы под давлением воздух больше не может удерживать водяной пар.

Для минимизации содержания воды в сжатом воздухе нужна более низкая ТРД. Это важно, поскольку более высокие значения ТРД соответствуют большему количеству водяного пара в системе. Тип и размер осушителя определяют ТРД и уровень конденсации в сжатом воздухе.

Более низкая точка росы под давлением в системах осушения означает более высокие затраты на электроэнергию, поскольку для удаления влаги требуется больше усилий. Чтобы снизить затраты, важно не использовать слишком мощное решение для осушения, которое превосходит ваши фактические потребности. Вместо этого выберите систему осушения, соответствующую вашим требованиям, для поддержания эффективности и контроля расходов.

При проведении проверки сжатого воздуха важно знать о различных типах доступных датчиков точки росы:

• Емкостные датчики точки росы: идеально подходят для непрерывного контроля точки росы в системах сжатого воздуха. Они измеряют изменения емкости из-за уровня влажности, предоставляя данные в режиме реального времени. Это помогает поддерживать оптимальные условия осушения и может привести к экономии энергии при использовании с соответствующими органами управления осушителем.

• Охлаждаемое зеркало: эта технология обеспечивает наиболее точное измерение точки росы за счет охлаждения зеркала до образования конденсата. Температура, при которой это происходит, является точкой росы. Однако устройства, использующие эту технологию, дорогие, требуют частой очистки, обучения оператора и периодической калибровки, что делает их менее подходящими для непрерывного контроля.

• Индикатор влажности: экономичный инструмент, изменяющий цвет для индикации уровня влажности. Его можно установить в любом месте системы после осушителя воздуха. Несмотря на то, что он обеспечивает быструю визуальную индикацию повышения уровня влажности, индикатор не является точным измерительным инструментом.

Знание этих инструментов может значительно повысить эффективность вашего процесса проверки сжатого воздуха.

При отсутствии обработки сжатого воздуха возможно повреждение и нарушение работы пневматических систем, пневматических двигателей и клапанов. Кроме того, возможно негативное воздействие на любые компоненты или машины, подключенные к системе, что может привести к загрязнению конечного продукта.

Ниже приведен список, в котором более подробно описываются нежелательные эффекты влажности:

• Коррозия системы трубопроводов и оборудования (например, станков с ЧПУ и других производственных машин).
• Повреждение пневматических элементов управления, которое может привести к дорогостоящим отключениям.
• Ржавчина и повышенный износ производственного оборудования за счет вымывания смазки.
• Проблемы качества, связанные с риском обесцвечивания, пониженным качеством и прилипанием краски.
• Холодные погодные условия могут привести к замерзанию и повреждению линий управления.
• Увеличенная потребность в техническом обслуживании воздушного компрессора и сокращение срока службы оборудования.

Кроме того, содержащаяся в сжатом воздухе влага может негативно влиять на технологический и приборный воздух, клапаны и цилиндры, а также на пневматические инструменты. Во избежание излишних и избыточных затрат на техническое обслуживание и возможных простоев рекомендуется принимать соответствующие профилактические меры. Настоятельно рекомендуется своевременно принимать необходимые действия для поддержания чистоты, сухости и надлежащего качества сжатого воздуха.

Выбор правильного метода осушения сжатого воздуха в значительной степени зависит от конкретных требований, которые должны обеспечить соответствие стандартам контроля качества в вашей области применения.

1. Один из первых этапов удаления влаги из сжатого воздуха происходит внутри компрессора. Это важно, поскольку сепаратор или концевой охладитель могут удалить 40 – 60% испаренной воды.
2. После того как сжатый воздух выходит из концевого охладителя, он остается насыщенным водой и при отсутствии дальнейшей обработки может нанести вред системе в целом.
3. Поскольку температура резервуара воздушного компрессора намного ниже, чем температура поступающего горячего сжатого воздуха, снижению содержания влаги может способствовать применение воздушного ресивера. Важно помнить о том, что во влажном резервуаре накапливается избыточная влага, которую необходимо ежедневно сливать. Это важно для предотвращения коррозии и износа.
4. Если в вашем случае требуется дальнейшее удаление влаги, необходимо установить внешний или внутренний (встроенный) осушитель. 

• При использовании рефрижераторных осушителей температура воздуха снижается до 3 градусов Цельсия (37 градусов Фаренгейта). В результате водяной пар конденсируется из сжатого воздуха. Если точка росы рефрижераторных осушителей недостаточна, следует использовать адсорбционный осушитель воздуха.
• Адсорбционный осушитель снижает точку росы по меньшей мере до -40 градусов Цельсия, то есть полностью осушает воздух. Такая степень осушения необходима при покраске распылением, печати и использовании пневматических инструментов.