Ринципы сжатия воздуха

Скачать 2.08 Mb.

Название	Ринципы сжатия воздуха
страница	6/15
Тип	Документы

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Документы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 15

Циклонный сепаратор
Когда сжатый воздух выходит из компрессора, он содержит влагу в виде взвеси воды и пара. В качестве первой ступени подготовки сжатого воздуха к использованию используется циклонный сепаратор, установленный на выходе из компрессора, который механически удаляет аэрозоль воды из сжатого воздуха. Работает он следующим образом:

Сжатый воздух с аэрозолью воды попадает в циклон. После выхода из направляющего патрубка (1) сжатый воздух вовлекается во вращательное движение с высокой скоростью вокруг оси цилиндра в циклонной области (2). Под воздействием сильных центробежных сил капельки воды оседают на стенках сепаратора и затем стекают в коллекторную область (3). Коллекторная область отделяется от циклонной области при помощи изогнутого экрана (4) для того чтобы поток воздуха не уносил часть конденсата с собой. Сжатый воздух выходит из циклонного сепаратора через газоотводный патрубок (5). Конденсат удаляется через отверстие (6), расположенное в нижней части коллекторной области. Для отвода конденсата устанавливается электронный конденсатоотводчик, так как уровень конденсата не должен выходить за пределы изогнутого экрана. Большие циклонные сепараторы имеют дополнительное смотровое окно в нижней части сепаратора (7); оно предназначено в основном для демонтажа и очистки коллектора.

Так как эффективная работа циклонного сепаратора напрямую зависит от скорости потока сжатого воздуха в циклонной области, то для компрессоров с переменной производительности в качестве первой степени очистки устанавливается фильтр грубой очистки (типа PE или SB).
2.6. Осушка сжатого воздуха
После выхода сжатого воздуха из циклонного сепаратора, он теоретически содержит только остаточную влагу в виде пара, так как она не может быть механически удалена и проходит через циклонный сепаратор вместе со сжатым воздухом. Для дальнейшей осушки сжатого воздуха могут использоваться различные процессы в зависимости от последующего его применения. Следующее описание даёт общее представление об этих процессах. Так как мы не хотим представлять материал в чисто академическом виде, мы выделили важные процессы жирными стрелками и чёрным фоном. Все другие процессы необходимы для специальных применений или просто неэкономичны (сверхсжатие).
Методы

осушки

Сорбция

(удаление жидкости)

Твёрдый осушающий материал

Адсорбция

(физическое связывание осушающего вещества)

Абсорбция

(химическое восстановление осушающего вещества)

Твёрдый хладагент

Гелевый хладагент

Жидкий хладагент

Охлаждение

Сверх-сжатие и разрежение

Конденсация

Регенерация

Холодная регенерация сухим сжатым воздухом

Подогрев регенирирующего воздуха

Подогрев осушающего вещества

Утилизация тепла сжатия (безмасляный компрессор, принцип полной и частичной нагрузки)

О специальных процессах
Осушение с охлаждением

Рис. 19: Рефрижераторный осушитель сжатого воздуха с электронным управлением для объёмных расходов до 8000 м3/час. Здесь должен быть UF
Осушение с охлаждением – это процесс, при котором сжатый воздух охлаждается хладагентом в теплообменнике. Влага, содержащаяся в сжатом воздухе, конденсируется и удаляется. Чем больше разница температур между сжатым воздухом на входе и на выходе из рефрижераторного осушителя, тем большее количество влаги конденсируется. Чем ниже температура охлаждения сжатого воздуха, тем меньшее количество влаги остаётся в нём.

Осушка осуществляется в две стадии:

Первая стадия: В теплообменнике воздух/воздух тепло, приносимое сжатым воздухом, поглощается движущимся в противоположном направлении уже охлаждённым воздухом. Дополнительная энергия для этого не затрачивается. На этой стадии, около 60% содержащейся в сжатом воздухе влаги, конденсируется.

Вторая фаза: Сжатый воздух проходит через рефрижераторный теплообменник и охлаждается, достигая температуры точки росы. Оставшаяся влага в сжатом воздухе охлаждается, конденсируется и автоматически удаляется.

Рис. 20: Функциональная схема рефрижераторного осушителя сжатого воздуха

Рисунок заменить

Рис. 20а: Функциональная схема теплообменника
Циркуляцию хладагента обеспечивает фреоновый компрессор. Этот компрессор сжимает газообразный хладагент и вытесняет его в конденсатор. В конденсаторе он сжижается и впрыскивается через расширительный клапан в контур циркуляции хладагента, где он снова принимает газообразную форму. Для этого необходима тепловая энергия, которая забирается из сжатого воздуха. Сжатый воздух охлаждается и достигает значения температуры соответствующей температуре точки росы (см. рис. 20).

Вместе с конденсатом удаляется основное количество масла, которое содержится в сжатом воздухе, идущем с маслозаполненного компрессора. Водо-маслянная эмульсия не должна сразу сливаться в канализационную систему; предпочтительнее сначала разделить её в соответствующем сепараторе на воду и масло и утилизировать по отдельности.

Рефрижераторные осушители поставляются полностью собранными и укомплектованными, их надо только подключить к питанию и линии сжатого воздуха. Существуют рефрижераторные осушители различных размеров, отличающиеся объёмным расходом, рабочей температурой окружающей среды и температурой точки росы.

Диапазон производительности по объёмному расходу рефрижераторных осушителей колеблется от 15 до 100 000 м³/час, точки росы от +3ºС до +15ºС, при рабочей температуре окружающей среды до +50ºС. Потребность в увеличения мощности фреонового компрессора возрастает с увеличением объёмного расхода, который необходимо обеспечить; например, мощности 15,3 КВт достаточно для объёмного расхода 8750 м3/час при давлении 7 бар. Так же мощность рефрижераторного осушителя меняется, если сжатый воздух поступает в осушитель с температурой, отличной от стандартной (+35ºС), если температура в помещении отличается от расчетной (25 ⁰С), или давление сжатого воздуха отличается от стандартного 7 бар.

В 90% случаев использование рефрижераторных осушителей наиболее выгодно с экономической точки зрения, так как необходимые затраты энергии и эксплуатационные расходы значительно ниже чем при использовании других процессов охлаждения и осушения сжатого воздуха.
Сорбция
Сорбцией называется химический или физический процесс удаления влаги из сжатого воздуха.

Принцип адсорбции:

Влага, которая содержится в сжатом воздухе, удерживается при помощи сил взаимодействия на поверхности осушающего вещества в форме гранул (= адсорбент). При этом процессе должна достигаться точка росы до – 70ºС. В отличие от рефрижераторных осушителей сжатый воздух не охлаждается. Сам процесс адсорбции не требует затрат энергии; они необходимы только для регенерации адсорбента, то есть для удаления осаждённой на его поверхности влаги. Так как для процесса регенерации необходимо определённое время, адсорбционный осушитель всегда состоит из двух сосудов; один осушает воздух, в это время другой регенерируется. До этой стадии все осушители работают в соответствии с данным принципом; однако, они отличаются типом регенерации. В основном, для удаления влаги из адсорбента используются два процесса: холодная и горячая регенерация.
Холодная регенерация
При использовании осушителей с холодной регенерацией адсорбента, регенерация происходит без нагрева, т.е. без затрат тепла. Часть осушенного в адсорбере воздуха отбирается через сопло (дюзу), расширяется до давления, чуть выше атмосферного, (при этом относительная влажность, а значит, и способность поглощать влагу, становится еще выше) и подается в регенерируемый адсорбер. В процессе прохождения через слой адсорбента этот воздух поглощает влагу, находящеюся на поверхности зерен адсорбента, и затем выводится в атмосферу через открытый разгрузочный клапан и фильтр-глушитель.

Для того чтобы предотвратить попадание в осушитель компрессорного масла и жидкой влаги, способных снизить эффективность адсорбента и уменьшить его срок службы, на входе в осушитель устанавливается фильтр тонкой очистки сжатого воздуха. На выходе, как правило, устанавливается фильтр грубой очистки, предназначенный для удаления адсорбентной пыли.

Воздух после регенерации не должен снова попадать в поток сжатого воздуха. После регенерации выходящий из колонны воздух несет в себе всю набранную в процессе адсорбции влагу. Если вы проектируете компрессорную станцию, вы должны учитывать потери воздуха на регенерацию.

Рисунок: Принципиальная схема работы адсорбционного осушителя

1: Процесс адсорбции

2: Процесс десорбции

3: Многоходовой клапан

4: Верхний блок клапанов

5: Вентиль

6: Выпускной клапан

7: Выход регенерирующего воздуха с глушителем
Так как баланс между остаточной насыщенностью адсорбента влагой и потока регенерирующего воздуха устанавливается относительно быстро, для холодной регенерации необходимы автоматически переключающиеся циклы регенерации продолжительностью от 3 до 10 минут.
Горячая регенерация
При использовании горячей регенерации адсорбента, воздух, подаваемый на регенерацию, подогревается с использованием внешних источников энергии (электричества, пара и т.д.). Благодаря высокой температуре регенерации, появляется возможность разорвать адгезивные связи между адсорбентом и молекулами воды и регенерировать не только поверхностные слои зерен адсорбента, как в случае с холодной регенерацией, но и глубинные слои. Раз их можно регенерировать, то, разумеется, их нужно и использовать для адсорбции.

В свою очередь, возможность использования глубинных слоев адсорбента значительно увеличивает площадь адсорбирующих поверхностей, а значит, и количество влаги, которое адсорбент может задержать без регенерации. Поэтому, типичное время фазы адсорбции для осушителей с горячей внешней регенерацией составляет 4-8 часов.

Особенность осушителей с горячей регенерацией состоит в том, что для нагревания используется не сжатый воздух, а воздух, забираемый из атмосферы с помощью воздуходувки. Для охлаждения также используется атмосферный воздух или небольшое количество осушенного сжатого воздуха.

Срок службы адсорбента составляет от 2000 до 4000 циклов регенерации. Следующие факторы могут уменьшать способность адсорбента поглощать влагу и соответственно его срок эксплуатации:

- окисление и утрата влагопоглощающих свойств;

- уменьшение рабочей поверхности гранул адсорбента вследствие её износа;

- загрязнение аэрозолями масла, содержащимися в сжатом воздухе.
2.7. Фильтрация
Несколько факторов влияющих на производство технически чистого сжатого воздуха:

содержание во всасываемом воздухе большего или меньшего количества твёрдых частиц и/или химикатов, в зависимости от местного загрязнения воздуха;

наличие конденсата и образование ржавчины;

аэрозоли масла от маслозаполненных или маслосмазываемых компрессоров;

несвоевременное техническое обслуживание компрессоров

Для обеспечения безаварийной эксплуатации оборудования грязь, вода и масло должны быть удалены из сжатого воздуха. Методы удаления воды были подробно описаны в главе “Методы осушки”.

После осушки воздух содержит аэрозоль масла и примеси в очень малых количествах. Следовательно, имеет смысл использовать фильтры, для очистки воздуха после осушки. Без предварительного охлаждения и предварительного удаления конденсата и грязи фильтроэлементы будут очень быстро забиваться. Вследствие быстрого возрастания потерь давления, происходящих из-за блокировки фильтроэлементов, их необходимо постоянно заменять.

Рис. 23: Фильтр для очистки сжатого воздуха.
С другой стороны, небольших потерь давления избежать не удастся. Эти потери могут быть замерены при помощи манометров установленных до и после фильтра. Рост перепада давления покажет степень засорения фильтроэлемента. По этой причине, в высокоэффективных фильтрах манометры устанавливаются непосредственно на головку фильтра (см. рис. 23). Использование манометра позволяет определять точное время замены фильтра. Как правило, время замены наступает при перепаде давления около 0,6 бар. Для увеличения экономичности эксплуатации, особенно крупноразмерных (и более дорогих) агрегатов, могут применяться фильтры, оборудованные микропроцессорами: фактические потери давления при прохождении сжатого воздуха через фильтр постоянно контролируются, и энергетические затраты (для выравнивания давления с учётом его перепада) постоянно сравниваются со стоимостью нового фильтроэлемента. Как только энергетические затраты превысят стоимость нового фильтроэлемента, будет подаваться сигнал о необходимости замены фильтроэлемента.

Фильтры и сепараторы, используемые в технологии сжатия воздуха, могут классифицироваться по различным признакам:

по назначению (всасывающий фильтр, фильтр промежуточной фильтрации, стерильный фильтр, фильтр для адсорбционной фильтрации паров масла, и т.д.);

по способу фильтрации (сепаратор, мембранный фильтр, глубинный);

по тонкости фильтрации:

РЕ – фильтоэлемент для грубой очистки сжатого воздуха. Материал – полипропилен, удерживающая способность по отношению к частицам более 25 мкм – 100%.

SB - фильтоэлемент для грубой очистки сжатого воздуха. Материал – спеченная бронза, регенерируемый, удерживающая способность по отношению к частицам более 25 мкм – 100%.

FF – фильтоэлемент для тонкой очистки сжатого воздуха. Материал – микрофибра, задерживает 99,999% частиц размером 0,01 мкм, остаточное содержание масла 0,1 мг/м3.

MF– фильтоэлемент для тонкой очистки сжатого воздуха. Материал – микрофибра, задерживает 99,99998% частиц размером 0,01 мкм, остаточное содержание масла 0,03 мг/м3.

SMF– фильтоэлемент для тонкой очистки сжатого воздуха. Материал – микрофибра, задерживает 99,99999% частиц размером 0,01 мкм, остаточное содержание масла 0,01 мг/м3.

AK – фильтроэлемент для устранения запахов. Фильтрующим материалом угольных фильтров служит боросиликатное микроволокно с активированным углем. Молекулы углеводородов, из которых состоят пары компрессорного масла, а также некоторые другие молекулы, связываются с активированным углем под воздействием сорбционных сил.

Перед попаданием в угольный фильтр, сжатый воздух обязательно должен быть очищен от жидкого компрессорного масла (например, в фильтре тонкой очистки серии SMF). Попадание аэрозолей компрессорного масла в угольный фильтр неизбежно ведет к значительному снижению эффективности его работы и непригодности угольного фильтроэлемента к эксплуатации! Более того, крайне желательно также и предварительное осушение сжатого воздуха, до точки росы не выше +3 °C.

Остаточное содержание масла менее 0,003 мг/м3 (при использовании предварительного фильтра SMF).

P-SRF – стерилизующий фильтр. Материал - боросиликатное микроволокно, обеспечивающее абсолютную стерильность воздуха или иного газа

по фильтрующему материалу (тканевый фильтр, бумажный фильтр, волоконный фильтр, спечённые фильтры из частиц металла, керамики, пластика).

Для фильтрации сжатого воздуха, преимущественно используются два типа фильтрации: поверхностная фильтрация и глубинная фильтрация.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 15

	Техническая документация агрегат дополнительного сжатия Поставляемый компрессорный агрегат предназначен исключительно для сжатия воздуха		Техническая документация агрегат дополнительного сжатия Поставляемый компрессорный агрегат предназначен исключительно для сжатия воздуха
	Руководство пользователя Видеорегистраторы Tigris 200-й серии В данной серии регистраторов установлена операционная система Linux и используется прогрессивный формат сжатия видео H. 264, для...		Увлажнитель-очиститель воздуха Поздравляем Вас с покупкой «мойки воздуха» air-o-swiss 1355N. Использование увлажнителя значительно улучшит качество воздуха а Вашем...
	Руководство по эксплуатации газовый генератор горячего воздуха Генераторы горячего воздуха, о которых идет речь в этом руководстве, должны применяться исключительно на открытом воздухе или в помещениях...		Инструкция по эксплуатации регулятора расхода воздуха ррв1 в системе вентиляции версия 2016 01 Ррв1 это регулятор расхода воздуха, предназначенный для автоматического поддержания скорости расхода воздуха в системе вентиляции,...
	П аровый увлажнитель воздуха Через влажную капиллярную ткань проходит сухой воздух, и, уже увлажненным возвращается в помещение. Кроме того, при этом происходит...		Техническое задание на поставку передвижного механического фильтра очистки воздуха Цель приобретения товара: для очистки загрязненного воздуха на сварочных постах от сварочного аэрозоля, а также для очистки воздуха...
	Инструкция по пользованию Измерение скорости потока воздуха Вычисление объёма воздуха в потоке (кубические футы в минуту, кубометры в минуту)		Трактор t 1 2 Техническая спецификация Фильтр очистки воздуха с сменным сухим элементом и системой предварительной очистки воздуха от загрязненных частиц
	Руководство по эксплуатации генераторов горячего воздуха Мы очень рады, что вы сдели выбор в пользу новейших систем горячего воздуха от Ermaf		Модель и ее обозначение согласно стандартной карты Фильтр очистки воздуха с сменным сухим элементом и системой предварительной очистки воздуха от загрязненных частиц
	Обслуживание главного двигателя в холодном состоянии На номинальной нагрузке давление продувочного воздуха составляет 1,94 бара. Режим минимальных нагрузок обеспечивается двумя электровоздуходувками,...		Методические рекомендации по осуществлению государственного надзора... Федеральной службы по надзору в сфере природопользования, повышения качества проведения мероприятий по надзору в области охраны атмосферного...
	Реферата: «Система пуска тракторного дизеля» При этом частота вращения вала должна быть доведена до некоторой величины,обеспечивающей удовлетворительное протекание процессов...		Инструкция по эксплуатации Увлажнитель воздуха «СуперФог» (SuperFog) Вы приобрели ультразвуковой увлажнитель «СуперФог», предназначенный для увлажнения воздуха в помещениях, террариумах, теплицах, зимних...

Ринципы сжатия воздуха

Похожие: