Отримання стисненого повітря

У сучасному виробничому середовищі стиснене повітря широко використовується для автоматизації процесів, забезпечення рушійної сили і пакування продуктів харчування. Чисте і сухе стиснене повітря потрібне для того, щоб виробничі підприємства мали ефективні виробничі процеси з випуску продукції.

На ринку пропонується на вибір безліч типів компресорних технологій, в тому числі безмасляний варіант. Реклама безмасляних компресорів часто націлена на такі галузі, як продукти харчування , напої, фармацевтика і електроніка, де забруднення продукції маслом з стисненого повітря є серйозною проблемою. На жаль, при виборі, купівлі та встановленні безмасляного компресора часто нехтують системою очищення повітря на виході. З цієї причини керівники виробництва і керуючі об'єктами часто розчаровуються тим, що масло і вода все ще містяться в стисненому повітрі навіть після установки нового безмасляного компресору.

У цій статті ми визначимо:

Джерела масляного забруднення.

Хибні уявлення про встановлення безмасляного компресора.

Ризики забруднення, пов'язані з безмасляними компресорами.

Як знизити ризики за рахунок установки правильного обладнання підготовки повітря для подачі чистого, технічно безмасляного стисненого повітря.

Джерела масла в системі стисненого повітря

Двома основними джерелами масла в стислому повітрі є:

Навколишнє повітря яке містить пари масла.

Повітряний компресор (рідке масло, масляні аерозолі, масляні пари).

Якщо не усунути ці забруднення, масло буде проникати в повітряний ресивер і розподільний трубопровід, що є поширеною проблемою на виробничому підприємстві.

Масло в навколишньому повітрі

Навколишнє повітря містить газоподібне масло (пар). Це комбінація вуглеводнів і ЛОС (летючих органічних сполук), які надходять з природних джерел, а також з вихлопних газів автомобілів і підприємств. Хоча масляний пар в повітрі регулярно присутній у відносно невеликому обсязі, він буде суттєво вище в міських районах, промислових умовах, а також біля парковок, доріг і автомагістралей.

Як масло в навколишньому повітрі забруднює стиснене повітря?

Через повітрозабірники компресора всмоктуються великі обсяги навколишнього повітря. Пари масла в навколишньому повітрі не видно в газоподібному стані. Однак, потрапивши в компресор, деяка його частина охолоджується, конденсується і утворює рідке і аерозольна масло. Ця проблема посилюється, коли повітря стискається, створюючи більш високу концентрацію масла в замкнутому просторі системи стисненого повітря.

Масло з компресора

Одним з очевидних рішень, до якого звертаються керівники виробництва і підприємства , прагнучи зменшити кількості масла в системі стисненого повітря, є використання безмасляного гвинтового компресора.

Хоча використання цього типу компресора дає певні переваги, помилково вважають, що він повністю усуне потенційне джерело забруднення масла. Хоча безмасляні компресори не використовують масло на стадії стиснення, масло потрапляє з таких джерел:

Пари масла з навколишнього повітря - пари масла з навколишнього повітря втягуються на вході в компресор , стискаються, концентруються і конденсуються . Ці концентровані пари потім потрапляють в систему розподілу стисненого повітря, де вони охолоджуються і конденсуються.

Винос масла з безмасляного компресора - масло, яке використовується в замкнутій системі для охолодження , змащення підшипників і редуктора , нагрівається і випаровується під час роботи. Ця замкнута система вентилюється всередині корпусу компресора, виділяючи пари масла, таким чином є джерелом забруднення стисненого повітря маслом. У разі зростання тиску в картері редуктора, наприклад якщо забитий сапун, призводить до виносу рідкого масла в камеру стискання сухого безмасляного компресора навіть через ущільнення.

Проміжне охолодження / кінцеве охолодження - в безмасляних компресорах зазвичай використовуються два ступені стиснення. Проміжний охолоджувач зазвичай розміщується між двома ступенями для охолодження повітря. Перед виходом з компресора стиснене повітря проходить через теплообмінник , щоб охолодити його до рівня придатного для використання.

Подача рідини і дрібних частинок - оскільки проміжний охолоджувач і теплообмінник охолоджують стиснене повітря, це зменшує здатність повітря утримувати воду і пари масла. При охолодженні пари конденсуються в рідку воду і рідке масло, які розносяться по повітрю з великою швидкістю. Шорсткі внутрішні поверхні трубопроводів, колін, фітингів і т.д. порушують потік конденсованих рідин, що призводить до їх розпорошення і утворення крапель або аерозолів води і масла.

Відведення рідини - багато повітряних компресорів оснащені вбудованим конденсатовідвідником, для зменшення кількості рідин. Це допомагає видалити великі обсяги рідких забруднень; однак він не видаляє дрібні краплі (найдрібніші частинки, аерозоль ) і пари масла.

Хоча безмасляні гвинтові повітряні компресори є звичайним вибором промислових виробників, слід по можливості приділяти увагу розміщенню компресора - якнайдалі від джерел з високою концентрацією масляної пари в навколишньому повітрі, таких як автостоянки, шосе, склади. Дуже важлива вентиляція замкнутої системи самого компресора. Нарешті, визнання того, що очищення стисненого повітря від масла та інших забруднюючих речовин все ще необхідне, навіть при використанні безмасляного компресора, і має вирішальне значення для ефективної роботи системи. Давайте докладніше розглянемо підготовку повітря.

Використання міжнародних стандартів для точного визначення безмасляного стисненого повітря.

Серія ISO8573 - це найбільш часто використовуваний стандарт для стисненого повітря. Він складається з 9 окремих частин. Для отримання додаткової інформації про таблиці класифікації ISO прочитайте нашу статтю «Шість пунктів, які слід враховувати при застосуванні ISO 8573-1 на виробничому підприємстві ». 

ISO8573-1

ISO88573-1 надає користувачам спосіб визначення чистоти повітря, необхідної для всієї системи стисненого повітря і / або для окремих точок використання для кожного забруднювача (тверді частинки / вода / загальна кількість масла).

Що таке клас 0?

Клас 0 є посиланням на класифікацію чистоти повітря ISO8573-1. Його також часто називають класифікацією забруднення маслом, але він також може застосовуватися до твердих частинок і води.

Майже всі безмасляні гвинтові компресори продаються під гаслом Класу 0. На жаль, класифікація ISO 8573-1 Класу 0 часто неправильно розуміється або неправильно застосовується постачальниками повітряних компресорів . Важливо пам'ятати:

Клас 0 не означає нульового забруднення або безмасляного повітря.

Клас 0 відноситься не тільки до масляного забруднення.

Характеристика стисненого повітря Класу 0 повинна бути чистішою, ніж характеристика Класу 1, по кожному виду забруднень.

Рівні забруднення, зазначені для характеристики Класу 0, також повинні знаходитися в межах вимірювальних можливостей випробувального устаткування і методів випробувань, зазначених у ISO8573, частини 2-9.

У характеристиці Класу 0 має бути чітко вказано, до яких забруднюючих речовин вона відноситься, наприклад, до твердих частинок, води або масла в цілому (аерозоль, рідина, пара).

Клас 0 вимагає, щоб користувач постачальника обладнання вказував рівень забруднення як частину технічного завдання.

Узгоджена характеристика Класу 0 повинна бути написана у всій документації, відповідності стандарту.

Вказівка Класу 0 без супутньої характеристики забруднюючих речовин безглуздо і не відповідає стандартам.

Безмасляне стиснене повітря

Мається на увазі, що безмасляний означає що вироблений стиснене повітря не містить слідів масла. Це вводить в оману , також це важко підтвердити або гарантувати на практиці. Це пов'язано з тим, що вимір 0,003 мг / м3 і 30,003 мг / м3 має проводитися в рамках методології, представленої в серії стандартів ISO 8573. Проте мінімальна точность вимірювання загальної кількості масла становить 0,003 мг / м3, а не нуль.

Технічно безмасляне повітря

Визначення технічно безмасляного повітря створено для визначення системи стисненого повітря, яке забеспечує зниження рівня масла до нижньої межі вимірення : 0,003 мг / м3.

Іноді він використовується для позначення більш низької якості стисненого повітря в порівнянні з подачею безмасляного повітря безмасляним компресором - тоді як насправді очищене повітря буде більш високої якості.

Таким чином, технічно безмасляне стиснене повітря максимально наближение до безмасляного стисненого повітря із загальним рівнем масла до 0,003 мг / м3.

Чи можуть безмасляні компресори без обладнання для очищення гарантувати безмасляний повітря?

Якщо коротко, то не можуть з наступних причин:

Забруднення навколишнього повітря: існує постійне джерело парів масла, що втягується в компресор з навколишнім повітрям. Його необхідно очищати, щоб запобігти забрудненню масла на виході.

Забруднення від безмасляного компресора: в безмасляних компресорах як і раніше використовується масло. Ці системи змащення необхідно вентилювати, в результаті чого утворюється ще одне джерело масляних парів у всмоктуваному повітрі. Також існує ризик уносу масла в систему.

Забруднення вже в системі розподілу: навіть якщо встановлений новий безмасляний компресор, залишкове масло та інші забруднення залишаться в системі трубопроводів і будуть впливати на обладнання та процеси в точках використання .

Чи слід використовувати безмасляний компресор або технічно безмасляний стиснене повітря для захисту моїх продуктів, процесів та репутації бренду?

Такі галузі, як харчова , фармацевтична та електроніка , повинні опікуватись що до зменшення попадання масла та інших забруднюючих речовин в свої продукти через стиснене повітря. Нижче наведені деякі поширені помилки:

Типові помилки з характеристиками: Якщо наполягають на установці компресора без масла - або ISO 8573-1 Класу 0 - то часто виникає хибне переконання, що стиснене повітря гарантовано подається без масла. Це не так, оскільки не існує засобів вимірювання до нульового значення вмісту масла в стислому повітрі.

Компенсуючі витрати : Коли розглядається вартість безмасляного компресора, часто виникає бажання зменшити витрати в інших місцях. Увага часто зосереджена на зниженні фільтрації стисненого повітря в компресорному приміщенні та на виході із-за переконання, що компресор буде виробляти стиснене повітря без масла для всього об'єкту. Як вже зазначалося, вхідне повітря і система розподілу повітря часто доводять, що це не так.

На заключення слід зазначити, що технічно вільне від масла стиснене повітря, визначене ISO 8573-1: 2010 Клас 1 для загального масла або ISO8573-1: 2010 Клас 0 (0,003 мг / м3 для загальної кількості масла.

Як отримати технічно безмасленного стиснене повітря?

Для отримання стисненого повітря що не містить масла необхідно встановити наступне очисне обладнання підготовки повітря.

Осушувачі

Коалісцентні фільтри

Адсорбційні фільтри

Вони будуть видаляти масляний пар, що потрапив в компресор, і залишкове масло в розподільних трубопроводах по всьому об'єкту. Також вони видаляють інші тверді і рідкі забруднювачі.

Чи слід встановлювати обладнання для очищення повітря в компресорному цеху або в точках використання?

Для отримання технічно безмасляного стисненого повітря потрібен ретельний підхід до проектування системи. Очищення в компресорній повинно бути достатньо надійним для захисту системи трубопроводів нижче по потоку. Потім в точках використання слід встановити додаткове очищення для задоволення конкретних потреб окремо кожної ділянки.

Окрім масла

Масло в системі стисненого повітря не є єдиною турботою користувачів. В системі стисненого повітря міститься не менше 10 забруднюючих речовин, в тому числі масло, які потребують очищення:

мікроорганізми

водяна пара

атмосферні частки

масляні пари (вуглеводні і ЛОС)

водяні аерозолі

конденсована рідка вода

рідке масло

масляні аерозолі

іржа

окалина

Для безпечної, ефективної експлуатації будь-якої системи стисненого повітря забруднення повинні и бути зменшені до прийнятних меж. Нездатність контролювати забруднення може привести до безлічі проблем для виробників і споживачів, включаючи:

Забруднений продукт / провалений аудит

Збільшення витрат на виробництво

Зниження ефективності виробництва

Судові позови

Втрати бренду

Несправність і простої устаткування

Незаплановане технічне обслуговування

Контроль забруднення

Для забезпечення ефективного контролю за забрудненням стисненого повітря потрібний ряд технологій очищення. По суті, очисне обладнання підготовки повітря , яке потрібно на виході з безмасленного компресора, ідентично устаткуванню, яке використовується в масляному компресорі. У таблиці нижче показані технології фільтрації та сушіння і забруднюючі речовини, які вони зменшують

Рішення для кожного з забруднень:

Водосепаратори - зазвичай перший елемент обладнання підготовки повітря, який встановлюється після кінцевого охолоджувача або вологого ресивера, використовується для захисту коалісцентних фільтрів від забруднення рідиною. Вони не мають жодного впливу на воду або масло в аерозольній або парообразной фазі.

Коалесцентні фільтри - життєво важливі для ефективної з точки зору витрат, роботи будь-якої системи стисненого повітря, коалісцентні фільтри (встановлені послідовно) очищають водні аерозолі, масляні аерозолі, атмосферні частки, мікроорганізми, іржу і окалину.

Адсорбційні фільтри - фільтри з активованим вугіллям забезпечують технічно вільне від масла повітря шляхом обробки масляних парів і ароматичних вуглеводів.

Осушувачі стисненого повітря - водяна пара (вода в газоподібному формі) буде проходити через вологосепаратори і коалісцентні фільтри. Осушувачі стисненого повітря використовуються для очищення від водяної пари.

Сухі фільтри твердих частинок забезпечують зменшення часток до 0,01 мікрон з ефективністю видалення 99,9999%. У поєднанні з температурою точки роси під тиском рівною -40 ° C, сухі фільтри твердих частинок можуть забезпечити значне зменшення мікробіологічних забруднювачів.

Стерильні повітряні фільтри - забезпечення абсолютного (100%) видалення твердих частинок і мікроорганізмів

Висновок

Через фінансові та комерційні наслідки через забруднений продукт багато компаній вказують на використання безмасляного компресора, помилково вважаючи, що це принесе безмасляне стиснене повітря в критичні області застосування. Системи стиснутого повітря, що не містять масла, як правило, встановлюються без очисного обладнання, призначеного для обробки масла, оскільки в них немає необхідності. Хоча в безмасляних компресорах масло не використовується на стадії стиснення, масло може надходити з інших джерел. Тому обробка стисненого повітря для видалення масла та інших забруднень необхідна, навіть при використанні безмасляного компресора. Нездатність контролювати забруднення може позначитися на виробництві, репутації компанії і фінансових показниках.