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, размер компрессора и требуемое давление определяют количество воды, образующейся в устройстве. Конденсат влияет на всю систему, включая трубопроводы. Поскольку горячий влажный воздух содержит больше влаги, чем холодный, в компрессоре образуется водяной пар.

Рассмотрим винтовой воздушный компрессор мощностью 55 кВт (75 л.с.), работающий в помещении при температуре окружающей среды 24 °C (75 °F) и относительной влажности 75%. В этих условиях ежедневно при работе конденсатора будет образовываться 280 литров (75 галлонов) воды. Ниже мы описываем процесс удаления влаги из сжатого воздуха, который позволяет избежать этого. 

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.

Количество образующегося конденсата значительно. Следующий пример дополнительно иллюстрирует этот момент. В компрессоре мощностью 100 кВт, в который поступает воздух с температурой 20 °C при относительной влажности 60%, образуется приблизительно 85 литров воды в течение 8 часов. Следовательно, количество выпадающей влаги зависит от области применения сжатого воздуха. Эти факторы определяют, какое сочетание охладителей и осушителей подходит для конкретной ситуации.

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 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.

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;

●     при низких температурах возможно замерзание и повреждение 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.

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.

После того как сжатый воздух выходит из концевого охладителя, он остается насыщенным водой и при отсутствии дальнейшей обработки может нанести вред системе в целом.

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.

Если в вашем случае применения требуется дальнейшее осушение, необходимо установить внешний или внутренний (встроенный) осушитель. В зависимости от требуемой точки росы выбирается один из двух вариантов осушителя: рефрижераторный или адсорбционный. 

При использовании рефрижераторных осушителей температура воздуха снижается до трех градусов Цельсия (37 градусов Фаренгейта). В результате водяной пар конденсируется и оседает. 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.