Загрязнения cжатoгo вoздуха oказывают oтрицательнoе физичеcкoе и химичеcкoе вoздейcтвие на пневмoуcтрoйcтва и cнижают их дoлгoвечнocть в 3-7 раз и бoлее. Дo 80% oтказoв в пневмocиcтемах прoиcходит именно по этой причине. В чиcло загрязнителей входит и вода, которая cодержитcя в атмоcферном воздухе. Вот почему незаменимой cоcтавляющей cовременной компреccорной установки является осушитель.
Количество влаги, выделяемой в компрессорной установке, может достигать значительных величин. Например, при относительной влажности 70% и температуре всасывания 32oС в компрессоре производительностью 14 м3/мин и давлением 0,8 МПа абс. за 8-часовую смену выделяется более 160 л конденсата. И если наличие пара в воздухе не оказывает сколь-нибудь ощутимого влияния на уровень эксплуатации пневмосистем, то сконденсировавшаяся в сжатом воздухе капельная влага вызывает серьёзные проблемы:
• смывание защитной масляной пленки на пневмоинструментах и механизмах;
• коррозию металлов и образование ржавчины в воздухопроводах;
• повышенный износ и увеличение стоимости техобслуживания пневмоинструмента;
• нарушения работы пневматических вентилей и пневмоцилиндров (прилипание, заедание и т.п.);
• нарушения работы КИП и повышение стоимости их технического обслуживания;
• при понижении температуры конденсат может замерзнуть в трубопроводах и вызвать разрывы.
И это далеко не полный перечень. До создания современных технологий осушки с последствиями от наличия воды в сжатом воздухе приходилось только мириться. Было подсчитано, что коррозия в трубопроводах, уплотнениях и арматуре, вызванная присутствием капельной влаги, увеличивает расход сжатого воздуха на 30-40%. А в холодную погоду настоящим бичом становится еще и обмерзание.
Причем нельзя сказать, что с вредным явлением не боролись. Например, в систему впрыскивали метиловый спирт для предотвращения образования льда. В других случаях применяли электрические подогреватели.
На многих предприятиях до сих пор для удаления конденсата из систем распределения сжатого воздуха применяют так называемые
продувки. Из наиболее низких точек трубопроводов через клапан с ручным приводом стравливают влагу совместно со сжатым воздухом. Такой клапан может оставаться открытым в течение всего времени работы цеха либо участка, особенно в случае, если в сжатом воздухе немало влаги. На первый взгляд, расходы воздуха на продувку невелики, но в сумме они часто достигают 30% от общего объема потребления. К примеру, через один раскрытый клапан диаметром всего 10 миллиметров расходуется столько сжатого воздуха, что на его выработку только в виде расходов на электроэнергию требуется около 35 000 руб./мес.
В современных системах сжатого воздуха для решения всех этих проблем применяются осушители. Сегодня они являются незаменимой составляющей компрессорной установки. На рынке представлены различные типы осушителей отечественных и зарубежных производителей.
Фреоновые (осушка охлаждением) – это наиболее широко применяемый сейчас в промышленности и наиболее экономичный тип осушителя. Стоимость такого оборудования в диапазоне производительностей от 3 до 20 м3/мин составляет примерно 15-20% от стоимости компрессорной установки. Принцип их работы заключается в принудительной конденсации влаги путем охлаждения сжатого воздуха. Сжатый воздух проходит через два теплообменника «воздух-воздух» и «воздух-хладагент», где охлаждается с помощью холодильной установки. В сепараторе сконденсированная влага отделяется и удаляется с помощью системы автоматического сброса конденсата. Обеспечиваемая ими точка росы сжатого воздуха +3°C достаточна на большинстве производств, где магистраль сжатого воздуха не выходит из отапливаемых помещений. Этот способ позволяет удалить влагу на 85%.
В адсорбционных осушителях воздух проходит через адсорбер с поверхностно активным веществом. Второй, установленный параллельно, адсорбер находится в фазе регенерации. Этот способ позволяет удалить влагу на 99,7%.
Агрегаты с холодной регенерацией адсорбента обеспечивают точку росы сжатого воздуха до -70°C и ниже. Принцип работы заключается в задерживании влаги в поверхностных слоях зерен адсорбента, и ее последующем выведении в атмосферу путем продувки адсорбента частью уже осушенного воздуха. Низкое энергопотребление и простота конструкции являются преимуществами этого типа.
Адсорбционные осушители с горячей регенерацией адсорбента позволяют значительно уменьшить или полностью исключить потери сжатого воздуха на регенерацию. Воздух для регенерации берется из атмосферы с помощью воздуходувки, создающей небольшое избыточное давление, и подогревается внешними нагревательными элементами перед подачей в адсорбер. Для охлаждения адсорбента после регенерации также берется атмосферный воздух, но в конце фазы охлаждения используется и часть осушенного сжатого воздуха, что и обуславливает потери. Потери сжатого воздуха составляют 2,0-2,5%.
Мембранные осушители сжатого воздуха отделяют молекулы воды в процессе прохождения сжатого воздуха через волоконные мембраны и пригодны для осушения небольших объемов сжатого воздуха. Простота конструкции и отсутствие необходимости в электропитании и обслуживании - преимущества этого типа осушителей. Недостаток - потери сжатого воздуха, обычно в объеме 20%.
Оригинальность конструкции бесфреонового осушителя заключается в том, что он изготовлен по блочной схеме на раме и представляет собой установку, состоящую из вертикальных радиаторных секций, охлаждаемых вентиляторами. Простота, надежность и компактность такого осушителя делают возможной его установку на открытой площадке, в удобном месте. Конструктивные особенности позволяют выпускать осушители различной производительности (от 10 до 250 м3/мин), с точкой росы от +5 С(летом) до -23 С(зимой). Принцип работы основан на использовании разности температур атмосферного и осушаемого воздуха. Сжатый воздух, проходя по оребренным трубам радиатора, охлаждается до точки росы. При этом происходит конденсация и выпадение влаги, которая стекает в конденсатоотводчики с последующим автоматическим сливом.
Конечно, приобретение такого оборудования потребует затрат, причем не только на покупку. К примеру, на практике считается нормальным, если адсорбционный осушитель повышает цену выработки сжатого воздуха на 25%. При неправильном выборе осушителя либо при его работе не в оптимальном режиме такие расходы довольно легко могут вырасти и до 50%.
Но что же делать, когда бюджет, который отпущен на подготовку воздуха, ограничен? Простейшее решение – проанализировав
потенциальные потери от низкого качества используемого сжатого воздуха, приобретать ту систему его подготовки, которая может гарантированно уберечь дорогостоящее современное оборудование от преждевременного выхода из строя. Иной способ – более внимательно подойти в расчету осушителя: весьма есть вероятность, что точка росы в +3оС избыточна, а для вашего промышленного оборудования довольно +10оС. В данном случае, например, поток через осушитель серии FD производства корпорации «Атлас Копко» можно увеличить на 70%, а при точке росы на выходе +15оС производительность возрастает более чем вдвое. В таблице приведены некоторые технические параметры этой серии.
Владимир БАРАНОВ
