Комплексные решения по подготовке сжатого воздуха

ПОДГОТОВКА СЖАТОГО ВОЗДУХА

Подготовка сжатого воздуха на базе оборудования российского производства. Схема обвязки винтового воздушного компрессора.

Схемы и эскизы расстановки оборудования.

Требования по подготовке сжатого (воздушных сетей и магистралей) воздуха для конкретного оборудования и инструмента.

Для создания схемы подготовки сжатого воздуха в первую очередь надо определиться с объемом потребления и давлением. Для этого ниже представлена таблица. Тем не менее, более правильным подходом будет подбор оборудования по ТЗ (Техническому Заданию) Заказчика, в которым должны быть четко определены требуемые характеристики и указаны нюансы.

Таблица с показателями качества сжатого воздуха для различного оборудования и инструмента:

Важно о сжатом воздухе.

Сжатый воздух на сегодняшний день является вторым по важности источником энергии после электричества для очень многих промышленных предприятий. Он начинает свой путь в компрессоре, охлаждается, проходит стадию очистки и осушки, долее по сети доставляется до точек потребления, где и совершает полезную работу. На каждом этапе производства сжатого воздуха затрачиваются материальные и энергетические ресурсы, в результате его стоимость возрастает.

При использовании сжатого воздуха в качестве источника энергии в металлургическом производстве необходимо обеспечивать стабильность ряда параметров: давления, объема, температуры, точки росы. В случае, когда стабильность данных параметров не обеспечивается, показатели бесперебойности, надежности, долговечности и эффективности работы пневмоисполнительных механизмов в значительной степени снижаются.

Поскольку пневмоисполнительные механизмы сложно исключить из всего комплекса производства, их нестабильная работа влияет на эффективность всего процесса производства в целом.

По оценкам многих крупных предприятий, лишь 60% произведенного сжатого воздуха поступает основным потребителям. Остальные 40% производимого сжатого воздуха, а значит и потраченной для этого электроэнергии, теряются из-за следующих факторов:

- утечек в воздухопроводе, изношенных превмотрубопроводах;
- несанкционированно открытых дренажных кранов: чаще всего это отрезок воздухопровода, через который вместе с отводимой водомасляной эмульсией в атмосферу поступает драгоценный сжатый воздух;
- прочих источников утечек сжатого воздуха.

В конечном итоге эти непроизводственные потери удорожают само производство.

Таблица с классами очистки сжатого воздуха.

Таким образом следует, что для разных потребителей (инструменты, машины, станки, оборудование и т.д.) и для различных материалов (гранулированных, сыпучих, порошкообразных и пр.) предъявляются разные классы качества воздуха.

Для производства и подготовки такого (требуемого) класса качества воздуха требуется определенный комплект оборудования. А также, надо учитывать то, что кроме качества очистки надо ещё обеспечить самые основные параметры, по которым производится выбор оборудования: производительность (в л/мин или м3/мин) и давление (бар, МПа или атм.).

ВНИМАНИЕ!

В качестве примера можно привести следующий расчет.

Через отверстие диаметром в 1 мм при давлении в сети 6 бар в атмосферу из сети поступает 65 л/мин воздуха, а при диаметре отверстия в 10 мм - 6500 л/мин или 6,5 м3/мин (390 м3/час) воздуха.

На производство этого объема (6500 л/мин) потребуется ориентировочно 37 кВт·ч. С учетом того, что на заводе (предприятии) длина воздухопровода (магистрали) может измеряться километрами, можно только догадываться, сколько электроэнергии может расходоваться "в холостую", т.е. зря.

ГЛАВНОЕ - ОБ ЭКОНОМИКЕ!

Две основных составляющих:

1) наиболее точное определение Ваших потребностей в сжатом воздухе по двум основным параметрам: производительность и максимальное рабочее давление;

2) требуемое качество сжатого воздуха ( с учетом подбора оборудования по критериям, указанным в Таблице 1).

Для помощи, в качестве примера, приведена ниже таблица с потреблением сжатого воздуха различным оборудованием и инструментом

О ПОДГОТОВКЕ СЖАТОГО ВОЗДУХА

При сжатии в компрессоре воздух сильно нагревается, поэтому в качестве вспомогательного оборудования включают охладители и доохладители.

Собственно, осушка начинается после циклонного сепаратора, в котором влага, содержащаяся в сжатом воздухе в виде пара, не могла быть удалена механическим путем.

Осушка сжатого воздуха с охлаждением

Главная цель процесса осушки с охлаждением — понизить температуру сжатого воздуха до уровня конденсации находящейся в нем в виде пара жидкости. Температура, при которой начинает конденсироваться содержащийся в сжатом воздухе водяной пар, называется «точкой росы».
Рефрижераторные осушители, как правило, полностью собраны и укомплектованы изготовителем. Существуют рефрижераторные осушители различных размеров, отличающиеся мощностью, объемным расходом, температурой точки конденсации влаги. Диапазон производительности по объемному расходу таких рефрижераторных осушителей лежит в пределах от 350 до 84000 л/мин и более. Очевидно, что с увеличением объемного расхода увеличивается потребность и в мощности встроенной холодильной машины. Основные параметры, учитываемые при выборе рефрижераторного осушителя, таковы: объем ный расход воздуха, давление на входе, температура на входе, температура на выходе, точка росы под давлением, температура окружающей среды/хладагента, потребляемая мощность, перепад давления.
Считается, что использование рефрижераторных осушителей экономически выгодно в 90% случаев. Эксплуатационные расходы и затраты энергии при этом способе осушки ниже, чем при использовании других процессов осушения сжатого воздуха.
Однако применение осушителей, основанных на принципе охлаждения, имеет свои ограничения. При отрицательных температурах (если температура окружающей среды ниже температуры замерзания воды) для надежной защиты трубопроводов и клапанов от замерзания необходимо использовать адсорбционный осушитель. При одном и том же объемном расходе воз духа осушитель потребляет меньше энергии с ростом рабочего давления и при повышении точки росы. Больше энергии потребляется с ростом температуры сжатого воздуха на входе и с ростом температуры хладагента. Для определения необходимой точки росы полезно учитывать минимальную температуру окружающей среды, в которой будет находиться линия сжатого воздуха. Если температура точки росы всего на несколько градусов ниже минимальной температуры окружающего воздуха, то образование конденсата в оборудовании исключено. Выбор слишком низкой точки росы ведет к повышенным затратам и не всегда оправдан экономически.
При проектировании пневмосистем с рефрижераторными осушителями следует иметь в виду, что высокая темпера тура в компрессорной станции может быть причиной снижения их производительности по сравнению с заявленной изготовителем.

Осушка сжатого воздуха адсорбентом

В отличие от рефрижераторных осушителей воздух при адсорбционной осушке не охлаждается. Влага удерживается на поверхности гранул осушающего вещества — адсорбента. Сам процесс адсорбции не требует затрат энергии, она необходима только для восстановления (регенерации) адсорбента, то есть для удаления осажденной на его поверхности влаги. Так как для процесса регенерации необходимо время, адсорбционный осушитель состоит из двух сосудов: в одном воз дух осушается, а в другом адсорбент регенерируется.
Для восстановления адсорбента на практике используются два способа: холодная и горячая регенерация.
При холодной регенерации часть потока сжатого осушенного воздуха направляется в сосуд с адсорбентом, где он поглощает и выносит влагу. Этот воздух — отработанный, и в систему он больше не возвращается. Поэтому при проектировании пневмосистемы осушитель учитывают в качестве дополнительного потребителя сжатого воздуха. Чередующиеся циклы регенерации длятся от 3 до 10 минут.

Фильтрация сжатого воздуха

Окончательную очистку сжатого воздуха, после предварительного применения охладителей, сепараторов и осушителей, до требуемого класса чистоты можно осуществить с помощью фильтров.
Ниже приведем таблицу с сериями воздушных магистральный фильтров Ceccato Aria Compressa SpA (Италия).

ПРИМЕР типовой схемы подготовки сжатого воздуха с адсорбционным осушителем

3D модели и 3D визуализация созданы в программе SketchUp.

Автор Фадеев Д.А.

Россия, Санкт-Петербург.

Просим уважать авторские права.