В сегодняшней производственной среде сжатый воздух широко используется для автоматизации процессов, обеспечения движущей силы и упаковки продуктов. Чистый, сухой и сжатый воздух необходим для того, чтобы производственные предприятия поддерживали эффективные производственные процессы по выпуску продукции.
На выбор предлагается множество типов компрессорных технологий, в том числе безмасляный вариант. Реклама безмасляных компрессоров часто нацелена на такие отрасли, как продукты питания и напитки, фармацевтика и электроника, где загрязнение маслом из сжатого воздуха является серьезной проблемой. К сожалению, при выборе, покупке и установке безмасляного компрессора часто пренебрегают системой очистки воздуха на выходе. По этой причине руководители производства и управляющие объектами часто разочаровываются тем, что масло и вода все еще содержатся в сжатом воздухе даже после установки нового безмасляного компрессора.
В этой статье мы определим:
Источники масляного загрязнения.
Заблуждения об установке безмасляного компрессора.
Риски загрязнения, связанные с безмасляными компрессорами.
Как снизить риски за счет установки правильного очистного оборудования воздухоподготовки для подачи чистого, технически безмасляного сжатого воздуха.
Источники масла в системе сжатого воздуха
Двумя основными источниками масла в сжатом воздухе являются:
Окружающий воздух который содержит пары масла.
Воздушный компрессор (жидкое масло, масляные аэрозоли, масляные пары).
Если не устранить эти источники загрязнения, масло будет проникать в воздушный ресивер и распределительный трубопровод, что является распространенной проблемой на производственном предприятии.
Масло в окружающем воздухе
Окружающий воздух содержит газообразное масло (пар). Это комбинация углеводородов и ЛОС (летучих органических соединений), которые поступают из природных источников, а также из выхлопных газов автомобилей и промышленных предприятий. Хотя масляный пар в воздухе регулярно присутствует в относительно небольшом объеме, он будет сравнительно выше в городских районах, промышленных условиях, а также возле парковок, дорог и автомагистралей.
Как масло в окружающем воздухе загрязняет сжатый воздух?
Через воздухозаборники компрессора всасываются большие объемы окружающего воздуха. Пары масла в окружающем воздухе не видны в газообразном состоянии. Однако, попав в компрессор, некоторая его часть охлаждается, конденсируется и образует жидкое и аэрозольное масло. Эта проблема усиливается, когда воздух сжимается, создавая более высокую концентрацию масла в замкнутом пространстве системы сжатого воздуха.
Масло из компрессора
Одним из очевидных решений, к которому обращаются руководители производства и предприятия, стремясь уменьшить количество масла в системе сжатого воздуха, является использование безмасляного винтового компрессора.
Хотя использование этого типа компрессора дает определенные преимущества, ошибочно полагают, что он полностью устранит потенциальный источник загрязнения масла. Хотя безмасляные компрессоры не используют масло на стадии сжатия, масло может попасть из следующих источников:
Пары масла из окружающего воздуха - Пары масла из окружающего воздуха втягиваются на входе в компрессора, сжимаются и концентрируются и конденсируются. Эти концентрированные пары затем попадают в систему распределения сжатого воздуха, где они могут охлаждаться и конденсироваться.
Унос масла из безмасляного компрессора - масло, используемое в замкнутой системе для охлаждения, смазки подшипников и редуктора, нагревается и испаряется во время работы. Эта замкнутая система вентилируется внутри компрессорного шкафа, выделяя пары масла. Может быть источником загрязнения сжатого воздуха маслом. В случае роста давления в картере редуктора, к примеру если забит сапун, приводит к уносу масла в камеру сжатия сухого безмасляного компрессора даже через уплотнения.
Промежуточное охлаждение / концевое охлаждение - в безмасляных компрессорах обычно используются две ступени сжатия. Промежуточный охладитель обычно размещается между двумя ступенями для охлаждения воздуха. Перед выходом из компрессора сжатый воздух проходит через теплообменник, чтобы охладить его до уровня пригодного для использования.
Подача жидкости и мелких частиц - поскольку промежуточный охладитель и теплообменник охлаждают сжатый воздух, это уменьшает способность воздуха удерживать воду и пары масла. При охлаждении пары конденсируются в жидкую воду и жидкое масло, которые разносятся по воздуху с большой скоростью. Шероховатые внутренние поверхности трубопроводов, колен, фитингов и т. д. нарушают поток конденсированных жидкостей, что приводит к их распылению и образованию капель или аэрозолей воды и масла.
Редукция жидкости - многие воздушные компрессоры оснащены встроенным водоотделителем для уменьшения количества жидкостей. Это помогает удалить большие объемы жидких загрязнений; однако он не удаляет мелкие капли (мельчайшие частицы, аерозоль) и пары масла.
Хотя безмасляные винтовые воздушные компрессоры являются обычным выбором промышленных производителей, следует по возможности уделять внимание размещению компрессора вдали от источников с высокой концентрацией масляных паров в окружающем воздухе, таких как автостоянки и шоссе. Кроме того, очень важно знать о других потребностях в смазочных материалах и угрозе которую они представляют. Очень важна вентиляция замкнутой системы самого компрессора. Наконец, признание того, что очищение сжатого воздуха от масла и других загрязняющих веществ все еще необходима, даже при использовании безмасляного компрессора, и имеет решающее значение для эффективной работы установки. Давайте подробнее рассмотрим подготовку воздуха.
Использование международных стандартов для точного определения безмасляного сжатого воздуха.
Серия ISO8573 - это наиболее часто используемый стандарт для сжатого воздуха. Он состоит из 9 отдельных частей. Для получения дополнительной информации о таблицах классификации ISO прочитайте нашу статью «Шесть пунктов, которые следует учитывать при применении ISO8573-1 на производственном предприятии».
ISO8573-1
ISO88573-1 предоставляет пользователям способ определения чистоты воздуха, необходимой для всей системы сжатого воздуха и / или для отдельных точек использования для каждого загрязнителя (твердые частицы / вода / общее количество масла).
Что такое класс 0?
Класс 0 является ссылкой на классификацию чистоты воздуха ISO8573-1. Его также часто называют классификацией загрязнения маслом, но он также может применяться к твердым частицам и воде.
Почти все безмасляные винтовые компрессоры продаются под лозунгом Класса 0. К сожалению, классификация ISO 8573-1 Класса 0 часто неправильно понимается или неправильно применяется поставщиками воздушных компрессоров. Важно помнить:
Класс 0 не означает нулевого загрязнения или безмасляного воздуха.
Класс 0 относится не только к масляному загрязнению.
Характеристика сжатого воздуха Класса 0 должна быть чище, чем характеристика Класса 1, по каждому виду загрязнений.
Уровни загрязнения, указанные для характеристики Класса 0, также должны находиться в пределах измерительных возможностей испытательного оборудования и методов испытаний, указанных в ISO8573, части 2-9.
В характеристике Класса 0 должно быть четко указано, к каким загрязняющим веществам она относится, например, к твердым частицам, воде или маслу в целом (аэрозоль, жидкость, пар).
Класс 0 требует, чтобы пользователь поставщика оборудования указывал уровень загрязнения как часть технического задания.
Согласованная характеристика Класса 0 должна быть написана во всей документации, соответствия стандарту.
Указания Класса 0 без сопутствующей характеристики загрязняющих веществ бессмысленно и не соответствует стандартам.
Безмасляный сжатый воздух
Подразумевается, что безмасляный означает что производимый сжатый воздух не содержит следов масла. Это вводит в заблуждение, также это трудно подтвердить или гарантировать на практике. Это связано с тем, что измерение 0,003 мг / м3 и 30,003 мг / м3 должно проводиться в рамках методологии, представленной в серии стандартов ISO8573. Однако минимальный точности измерения общего количества масла составляет 0,003 мг / м3, а не ноль.
Технически безмасляный воздух
Определение технически безмасляного воздуха создано для определения системы сжатого воздуха, которая обеспечивает снижение уровня масла до нижнего предела измеряемости: 0,003 мг / м3.
Иногда он используется для обозначения более низкого качества сжатого воздуха по сравнению с подачей безмасляного воздуха безмасляным компрессором - тогда как на самом деле очищенный воздух будет более высокого качества.
Таким образом, технически безмасляный сжатый воздух максимально приближен к безмасляному сжатому воздуху с общим уровнем масла до 0,003 мг / м3.
Могут ли безмасляные компрессоры без оборудования для очистки гарантировать безмасляный воздух?
В кратце, не могут по следующим причинам:
Загрязнение окружающего воздуха: существует постоянный источник паров масла, втягиваемых в компрессор с окружающим воздухом. Его необходимо очищать, чтобы предотвратить загрязнение масла на выходе.
Загрязнение от безмасляного компрессора: в безмасляных компрессорах по-прежнему используется смазочное масло. Эти системы смазки необходимо вентилировать, в результате чего образуется еще один источник масляных паров во всасываемом воздухе. Также существует риск уноса масла в систему.
Загрязнение уже в системе распределения: даже если установлен новый безмасляный компрессор, остаточное масло и другие загрязнения останутся в системе трубопроводов и будут влиять на оборудование и процессы в точках использования.
Следует ли использовать безмасляный компрессор или технически безмасляный сжатый воздух для защиты моих продуктов, процессов и репутации бренда?
Такие отрасли, как пищевая, фармацевтическая и электроника, должны быть обеспокоены попаданием масла и других загрязняющих веществ в свои продукты через сжатый воздух. Ниже приведены некоторые распространенные заблуждения:
Типичные ошибки с характеристиками: Если настаивают на установке компрессора без масла - или ISO 8573-1 Класса 0 - то часто возникает ложное убеждение, что сжатый воздух гарантировано подается без масла. Это не так, поскольку не существует средств измерения до нулевого значения содержания масла в сжатом воздухе.
Компенсирующие расходы: Когда рассматривается стоимость безмасляного компрессора, часто возникает желание уменьшить расходы в других местах. Внимание часто сосредоточено на снижении фильтрации сжатого воздуха в компрессорном помещении и на выходе из-за убеждения, что компрессор будет производить сжатый воздух без масла для всего объекта. Как уже отмечалось, входящий воздух и система распределения воздуха часто доказывают, что это не так.
В заключение следует отметить, что технически свободный от масла сжатый воздух, определен ISO 8573-1:2010 Класс 1 для общего масла или ISO8573-1:2010 Класс 0 (0,003 мг/м3 для общего количества масла.
Как получить технически безмасленный сжатый воздух?
Для получения не содержащего масла сжатого воздуха необходимо установить следующее очистное оборудование воздухоподготовки.
Влагоотделители
Коалесцентные фильтры
Адсорбционные фильтры
Они будут удалять масляной пар, попавший в компрессор, и остаточное масло в распределительных трубопроводах по всему объекту. Также они удаляют другие твердые и жидкие загрязнители.
Следует ли устанавливать оборудование для очистки воздуха в компрессорном цехе или в точках использования?
Для получения технически безмасляного сжатого воздуха требуется тщательный подход к проектированию системы. Очистка в компрессорной должна быть достаточно надежной для защиты системы трубопроводов ниже по потоку. Затем в точках использования следует установить дополнительную очистку для удовлетворения конкретных потребностей каждого отдельного участка.
Помимо масла
Масло в системе сжатого воздуха не является единственной заботой пользователей. В системе сжатого воздуха содержится не менее 10 загрязняющих веществ, в том числе масло, требующих очистки:
Микроорганизмы
Водяной пар
Атмосферные частицы
Масляные пары (углеводороды и ЛОС)
Водяные аэрозоли
Конденсированная жидкая вода
Жидкое масло
Масляные аэрозоли
Ржавчина
Окалина
Для безопасной, эффективной эксплуатации любой системы сжатого воздуха загрязнения должны быть сокращены до приемлемых пределов. Неспособность контролировать загрязнение может привести к множеству проблем для производителей и потребителей, включая:
Загрязненный продукт/провальный аудит
Увеличение расходов на производство
Снижение эффективности производства
Судебные иски
Урон бренду
Неисправность и простои оборудования
Незапланированное техническое обслуживание
Контроль загрязнения
Для обеспечения эффективного контроля за загрязнением сжатого воздуха требуется ряд технологий очистки. По сути, очистное оборудование воздухоподготовки, которое требуется на выходе из безмасленого компрессора, идентично оборудованию, используемому в масляном компрессоре. В таблице ниже показаны технологии фильтрации и сушки и загрязняющие вещества, которые они уменьшают
Решение для каждого из загрязнений:
Влагоотделители - обычно первый элемент оборудования воздухоподготовки, устанавливаемый после концевого охладителя или влажного ресивера, используется для защиты коалесирующих фильтров от загрязнения жидкостью. Они не оказывают никакого воздействия на воду или масло в аэрозольной или парообразной фазе.
Коалесцентные фильтры - жизненно важные для эффективной с точки зрения затрат работы любой системы сжатого воздуха, коалесцентные фильтры (установленные последовательно) очищают водные аэрозоли, масляные аэрозоли, атмосферные частицы, микроорганизмы, ржавчину и окалину.
Адсорбционные фильтры - фильтры с активированным углем обеспечивают технически свободный от масла воздух путем обработки масляных паров и ароматических углеводородов.
Осушители сжатого воздуха - водяной пар (вода в газообразной форме) будет проходить через водоотделители и коалесцентные фильтры. Осушители сжатого воздуха используются для очистки от водяного пара.
Сухие фильтры твердых частиц обеспечивают уменьшение частиц до 0,01 микрон с эффективностью удаления 99,9999%. В сочетании с температурой точки росы при давлении -40 °C сухие фильтры твердых частиц могут обеспечить значительное уменьшение микробиологических загрязнителей.
Стерильные воздушные фильтры - обеспечение абсолютного (100%) удаления твердых частиц и микроорганизмов
Вывод
Из-за финансовых и коммерческих последствий загрязненного продукта многие компании указывают на использование безмасляного компрессора, ошибочно полагая, что это доставит безмасленный сжатый воздух в критические области применения. Системы сжатого воздуха, не содержащие масла, как правило, устанавливаются без очистного оборудования, предназначенного для обработки масла, поскольку в них нет необходимости. Хотя в безмасляных компрессорах масло не используется на стадии сжатия, масло может поступать из других источников. Поэтому обработка сжатого воздуха для удаления масла и других загрязнений необходима, даже при использовании безмасляного компрессора. Неспособность контролировать загрязнение может сказаться на производстве, репутации компании и финансовых показателях.
