Як можна покращити якість стисненого повітря?

Якщо ви відстежували дефекти продукту, залипання пневматичних клапанів або несподівані зупинки сушарки назад у системі стисненого повітря, ви вже знаєте, наскільки дорогим може бути невидиме забруднення.

За 22+ роки нашої роботи з обладнанням для стисненого повітря для міжнародних клієнтів ми виявили, що-проблеми з якістю повітря рідко спричинені одним компонентом. Частіше проблема починається з неправильної -цільової якості повітря, недостатньої попередньої-обробки, невідповідного осушувача, поганої послідовності фільтрації або системи розподілу, яка не розроблена відповідно до необхідного класу ISO 8573-1.

Стиснене повітря, що виходить із компресора, не є автоматично чистим або сухим. Залежно від технології компресора, умов навколишнього середовища, повітря, що всмоктується, методу охолодження та обробки, стиснене повітря може містити воду, масляні аерозолі або пари та тверді частинки. Ці забруднення можуть впливати на пневматичні компоненти, виробничі процеси, якість продукції та надійність обладнання.

Доброю новиною є те, що якість стисненого повітря можна систематично покращувати. У цьому посібнику описано основні причини забруднення, як використовувати стандарт ISO 8573-1 для визначення вимірюваної цільової якості, а також конкретні етапи обробки - фільтрування, сушіння, технічне обслуговування та моніторинг, які забезпечують надійну, перевірену чистоту повітря в місці використання.

Чому погіршується якість стисненого повітря: чотири основні причини

Розуміння того, що надходить у систему, є необхідною умовою для вибору правильного лікування.Волога в стисненому повітрі, забруднення нафтою, твердими частками та забруднення трубопроводів вимагають окремої технології очищення -, і всі вони виникають одночасно в більшості промислових систем.

Волога і водяна парає найбільш універсальним забруднювачем. Атмосферне повітря завжди містить водяну пару, а стиснення концентрує її в меншому об’ємі. Коли гаряче стиснене повітря охолоджується вниз по потоку, ця пара конденсується в рідку воду по всьому розподільчому трубопроводу. Типовий промисловий компресор, що працює при тиску 100 psig, може скидати більше 10 галонів рідкої води на день залежно від вологості на вході та температури навколишнього середовища. Ця вода викликає іржу, сприяє росту мікробів і погіршує якість продукту в будь-якому застосуванні, яке потребує сухого чистого повітря.

Забруднення масломвходить з двох сторін. Масляні-компресори виробляють масляні аерозолі та масляні пари як природний побічний продукт процесу змащування - навіть у добре-обслуговуваному агрегаті олива на рівнях від 2 до 25 мг/м³, залежно від віку та конструкції. Навіть безмасляні-компресори не захищені: навколишнє повітря, що всмоктується на вході, може містити масляні пари, що виникають поблизу транспорту, промислових процесів чи іншого обладнання. Потрапляючи в систему, масло покриває стінки трубопроводів, руйнує ущільнення та забруднює продукти, що виходять за потоком.

Тверді частинкипоходять із трьох джерел: атмосфери (пил, пилок, промислові аерозолі), самого компресора (частинки зносу роторів, підшипників і фільтрів) і системи розподілу (іржа, накип на трубах і сміття від робіт з технічного обслуговування). Труби з чорного чавуну та оцинкованої сталі особливо схильні до внутрішньої корозії, утворюючи частинки, які постійно повторно вносять забруднення, навіть якщо очищення на вході працює належним чином.

Забруднення трубопроводуце джерело, яке найчастіше пропускають під час аудиту системи. Давно створені дистриб’юторські мережі накопичують шари іржі, масляні відкладення та біоплівки на внутрішніх поверхнях. Кожен стрибок тиску, кожне падіння швидкості та кожне технічне обслуговування можуть знищити ці відкладення та ввести їх у повітряний потік. Вибір матеріалу труб і періодичне очищення мають таке ж значення, як і саме очисне обладнання.

Визначте свою цільову якість: читайте ISO 8573-1

Перш ніж визначати будь-яке очисне обладнання, вам потрібна вимірювана цільова якість. ISO 8573-1:2010 — це міжнародний стандарт, який забезпечує саме це. Він класифікує чистоту стисненого повітря за допомогою три-цифрового коду - по одній цифрі для частинок, води та олії, де менше число вказує на вищу чистоту.

Специфікація, написана як ISO 8573-1:2010, клас 2.4.1, наприклад, означає: клас частинок 2, клас вологи 4 і клас масла 1. Кожна цифра оцінюється та вказується незалежно.

Класи вологості (цифри 1–6: точка роси під тиском; цифри 7–9: рідка вода)

⚠️ Поширена помилка транскрипції: ISO 8573-1. Класи вологості 1–6 виражаються як точка роси під максимальним тиском (PDP). Класи 7–9 перемикають одиниці повністю і виражаються як максимальна концентрація рідкої води в г/м³. У більшості опублікованих таблиць класи 7–9 невірно вказуються як точки роси – це не так.

Щоб дізнатися більше про те, якточка роси тискустосується вибору обладнання та проектування системи, ця пов’язана стаття детально охоплює механіку.

Класи масла

Кришки масляної цифривсього масла- комбінований аерозоль, рідина та пара. Коалесцуючий фільтр видаляє аерозолі та рідке масло, але не може видалити пари масла. Досягнення олії класу 1 вимагає адсорбційної кінцевої стадії (зазвичай активованого вугілля) на додаток до коалесцуючої фільтрації.

Попередження класу 0:Клас 0 – це договірна специфікація, а не стандартизоване обмеження. Постачальник, який заявляє про «Клас 0», не вказуючи числове порогове значення, робить маркетингову заяву, а не технічну. Завжди вимагайте особливу межу концентрації та-звіт про випробування третьої сторони від акредитованої лабораторії.

Класи частинок

Для класів частинок 1–5 стандарт включає абсолютну мінімальну величину, яку більшість опублікованих таблиць пропускає:частинки розміром більше 5 мкм взагалі не можуть бути присутніми. Це вірно незалежно від встановлених лімітів концентрації для груп меншого розміру. Таблиця нижче охоплює діапазони регламентованих розмірів.

TheКласи ISO для якості стисненого повітрястаття містить повну-розбивку класів забруднюючих речовин із відображенням-на-класи застосування.

Крок 1 - Видаліть масу води, перш ніж вона потрапить у систему розподілу

Перший етап очищення стосується рідкої води, і це має відбутися до того, як повітря досягне будь-якого осушувача чи фільтра. Андодатковий охолоджувач- теплообмінник, встановлений на виході компресора - охолоджує гаряче стиснене повітря від типової температури на виході 80–100 градусів до температури навколишнього середовища. Коли повітря охолоджується, розчинена водяна пара конденсується в краплі рідини.

A водовіддільник(також званий сепаратор вологи) слідує за додатковим охолоджувачем і видаляє цю конденсовану рідину перед тим, як вона потрапить у нижній за потоком трубопровід. Відповідно доПосібник CAGI з обробки стисненого повітря, додатковий охолоджувач і сепаратор правильного розміру можуть усунути 70–80% загального навантаження вологи до того, як буде задіяний будь-який осушувач.

Дія:Переконайтеся, що температура на виході додаткового охолоджувача не перевищує температуру навколишнього середовища на 10 градусів. Якщо температура вхідного повітря висока або навколишнє середовище вологе, перед сушаркою може знадобитися більша площа поверхні додаткового охолоджувача або додатковий попередній{2}}охолоджувач.

Крок 2 - Виберіть технологію сушіння, яка відповідає вашій цільовій точці роси

Тип сушарки має відповідати класу вологості ISO 8573-1, який вимагається на місці використання. Вибір неправильної технології сушарки - або понад-, або нижче-зазначеної - створює непотрібні витрати на електроенергію або постійне погіршення якості.

Холодильні осушувачі повітряохолодити стиснене повітря приблизно до 3 градусів за допомогою механічного контуру охолодження, спричиняючи додаткову конденсацію вологи та відведення. Вони досягають класів вологості ISO 8573-1 від 4 до 6 (діапазон PDP: від +3 градусів до +10 градусів ) і споживають приблизно0,6–0,8 кВт на 100 scfmномінальної витрати. Вони не потребують продування повітря, що робить їх експлуатаційні витрати передбачуваними та відносно низькими для стандартних промислових застосувань.

Десикантні (адсорбційні) осушувачівикористовуйте шар адсорбційного матеріалу - зазвичай активованого оксиду алюмінію або молекулярного сита - для безпосереднього захоплення водяної пари. Вони досягають рівнів PDP від ​​-20 градусів до -70 градусів, охоплюючи класи вологості ISO 8573-1 від 1 до 3. Структура витрат на енергію залежить від методу регенерації:

• Без нагріву (коливання тиску):Використовує ~15–18% обробленого повітря як повітря для очищення для регенерації. Зовнішнє нагрівання не потрібне, але покарання за очищення системи 1000 scfm становить приблизно 150–180 scfm втраченої потужності -, що є значним у масштабі.
• Регенерація нагрітого вентилятора:Зовнішнє тепло + вентилятор навколишнього повітря для регенерації. Втрати при продуванні падають до ~0–3%, що значно зменшує витрати повітря. Рекомендується для великих установок, де енергоефективність є пріоритетом.

Для застосувань, які потребують як контролю вологи, так і низького енергоспоживання - у фармацевтиці, електроніці, середовищі з високою-вологістю - aкомбінована сушаркаінтеграція охолодженої попередньої-сушки зі стадією осушувача може забезпечити показники вологості класу 2 або 3 із значно меншими втратами на продувку, ніж окремий осушувач без тепла.

Більш детальна інформація щодо критеріїв вибору осушувача, включаючи поправочні коефіцієнти для температури на вході, температури навколишнього середовища та робочого тиску, доступна вяк правильно вибрати осушувач повітря для вашого компресора.

Крок 3 - Побудуйте послідовність фільтрації в правильному порядку

Фільтри та осушувачі доповнюють один одного, а не взаємозамінні. Кожен тип фільтра націлений на певний забруднювач на певному етапі циклу обробки. Розміщення фільтрів у неправильному порядку або пропуск етапу створює прогалини, які не може компенсувати жоден наступний пристрій.

Правильна послідовність фільтрів дотримується такої логіки:

Коалесцуючий попередній-фільтр (перед сушаркою):Видаляє масляні аерозолі, тонкий рідкий туман і великі частки перед тим, як повітря потрапить у сушарку. Масло, що потрапляє в шар осушувача, покриває осушувач і постійно погіршує його адсорбційну здатність. Захист сушильної машини коалесцуючим попереднім-фільтром належним чином не є обов’язковим у жодній-зволоженій мастилом системі стисненого повітря.

Сухий сажовий-фільтр (після осушувача):Посібник CAGI рекомендує розміщувати сажевий фільтр після осушувача повітря, перед будь-яким робочим обладнанням або процесом. Адсорбційні сушарки утворюють дрібний адсорбуючий пил у міру старіння ліжка; цей фільтр вловлює ці дрібні частинки до того, як вони досягнуть пневматичних інструментів, клапанів та інструментів. Оцініть фільтр відповідно до класу частинок, який вимагає застосування.

Адсорбційний фільтр з активованим вугіллям (фінальна стадія полірування):Необхідно лише тоді, коли потрібне видалення масляних парів - спеціально для досягнення класу масла 1 (менше або дорівнює 0,01 мг/м³ загального масла). Як зазначалося вище, коалесцуючий фільтр видаляє аерозолі рідкої нафти, але не вловлює пари газоподібної нафти. Шар активованого вугілля адсорбує вуглеводні з паро-фази, знижуючи загальний вміст масла до рівня 1 класу. Цей фільтр є обов’язковим для пристроїв, що контактують з харчовими продуктами, у фармацевтиці та електроніці, де потрібне позначення-без масла.

Замінюйте фільтруючі елементи залежно від падіння тиску на фільтрі, а не за фіксованим календарем. Новий елемент у легкій-службі може тривати 12 місяців; той самий елемент під великим масляним навантаженням може потребувати заміни через 4–6 місяців. Контролюйте манометри падіння тиску та встановіть максимально допустимий перепад - зазвичай 1,0–1,5 psid - як тригер заміни.

Крок 4 - Підтримувати курс лікування за визначеним розкладом

Обладнання для обробки виходить з ладу безшумно. Охолоджувана сушильна машина із забрудненим змійовиком конденсатора все ще може працювати нормально, але подає стиснене повітря на 5–8 градусів тепліше, ніж його номінальна температура на виході - достатньо, щоб підвищити подачу вологи значно вище межі класу 4 без спрацьовування жодного сигналу. Систематичне обслуговування запобігає цьому.

щоденно:Перевірте роботу автоматичного зливу на ресиверах, осушувачах і сепараторах. Застряг зливний клапан є однією з основних причин потрапляння води в систему розподілу. Зливати конденсат з приймальних ємностей вручну, якщо автоматичні зливники не встановлені.

Щотижня:Перевірте наявність витоків повітря у фітингах, з’єднаннях шлангів і з’єднаннях. Кожні 100 psi невідремонтованого витоку в отворі 1" можуть втрачати більше 25 scfm -, і кожна точка витоку також є ризиком проникнення забруднюючих речовин, якщо тиск у системі падає під час зупинки.

Щомісяця:Виміряйте перепад тиску на кожному фільтрі та кожній сушарці. Запишіть показання. Підвищення падіння тиску вказує на навантажений елемент або забруднену поверхню теплообмінника, які необхідно вирішити, перш ніж це змусить вас працювати з вищим тиском системи для компенсації - кожні 2 psi додаткового тиску потребують приблизно на 1% більше енергії компресора.

Щорічно:Перевірте стан осушувача в адсорбційних осушувачах. Ефективність осушувача поступово знижується протягом 3–5 років за звичайних умов і швидше, якщо передня фільтрація була неадекватною. Замініть осушувач до того, як він почне пропускати вологу з номінальною швидкістю потоку.

Після будь-якого технічного обслуговування - заміни фільтра, обслуговування осушувача або ремонту компресора - повторно перевірте якість повітря в точці відбору проб, перш ніж повертати систему в експлуатацію.

Крок 5 - Контролюйте якість повітря в місці використання, а не лише в компресорі

Моніторинг обладнання підтверджує, що лінія лікування працює. Моніторинг якості повітря підтверджує, що саме повітря відповідає специфікаціям у застосуванні. Це різні вимірювання, і потрібні обидва.

Ключові параметри, які слід контролювати на місці використання або на виході з сушарки:

• Точка роси під тиском:Відкалібрований датчик точки роси (зазвичай за допомогою охолодженого дзеркала або ємнісного гігрометра) підтверджує, що осушувач подає повітря на заданому PDP. Виміряйте на виході з сушарки та в критичній точці -забору. Відмінності між цими двома вимірюваннями вказують на потрапляння вологи через витоки або погано обслуговувані трубопроводи.
• Падіння тиску в системі:Збільшення різниці між тиском нагнітання компресора та-точкою-використання вказує на засмічений фільтр, несправну осушувач або вузьке місце в розподільчій мережі.
• Концентрація масла:Для застосувань олії класу 1 або 2 перевірте вміст олії за допомогою методу випробування, узгодженого з ISO 8573-5 (для масляного аерозолю) та ISO 8573-6 (для масляної пари). Вибіркове тестування щокварталу в критичних точках є стандартною практикою на заводах з виробництва продуктів харчування, напоїв і фармацевтичних препаратів.

У Канадському довідковому посібнику з енергоефективності для стисненого повітря зазначено, що підприємства з задокументованою програмою моніторингу якості повітря зазвичай виявляють відхилення якості в середньому на 60 днів раніше, ніж ті, які покладаються виключно на записи про технічне обслуговування обладнання.

Повний курс лікування в порядку

Для більшості промислових застосувань належним чином сконструйована лінія обробки дотримується такої послідовності від випуску компресора до точки використання:

1. Додатковий охолоджувач- Охолоджує вихідне повітря, конденсує об’ємну вологу
2. Водовіддільник- Видаляє конденсовану рідку воду
3. Коалесцуючий попередній-фільтр- Видаляє масляні аерозолі та залишки рідкого туману перед сушаркою
4. Холодильна або адсорбційна сушарка- Зменшує вологість до необхідного PDP (Класи 4–6: охолоджені; Класи 1–3: осушувач)
5. Сухий сажовий{0}}фільтр- Вловлює дрібні частинки осушувача, накип із труб і залишкові частинки
6. Фільтр з активованим вугіллям (якщо потрібне масло 1 класу)- Видаляє масляні пари до рівня 0,01 мг/м³ загальної маси

Стерильний фільтр (якщо потрібно для контакту з їжею, напоями чи фармацевтичними засобами) - Видаляє мікроорганізми та бактеріальні аерозолі

Ключові висновки:Якість стисненого повітря в місці використання залежить від системи обробки в цілому -, а не лише від осушувача чи фільтра. Розриви на будь-якій стадії поширюються вниз за течією незалежно від того, наскільки добре працюють інші стадії. Укажіть повний потяг відповідно до класу ISO 8573-1, необхідного для найвимогливішої точки застосування.

Вибір правильної комбінації технології сушіння, ступенів фільтрації та протоколів технічного обслуговування залежить від швидкості потоку вашого компресора, робочого тиску, умов повітря на вході та класів чистоти, необхідних для ваших кінцевих застосувань. Для детального перегляду того, як ці змінні взаємодіють - або перевірити, чи правильно вказано ваш поточний курс лікування -Обробка солянкамипропонує рішення для обробки стисненого повітря від доохолоджувачів і прецизійних фільтрів до систем охолодження та адсорбційних осушувачів, а також технічні рекомендації для дистриб’юторів, які обслуговують різноманітні промислові застосування.

Поговоріть зі спеціалістом, щоб підтвердити відповідність вашої системи класу ISO 8573-1 перед наступним циклом технічного обслуговування або рішенням про закупівлю.