Система стисненого повітря, у вузькому сенсі, складається з обладнання джерела повітря, обладнання для очищення джерела повітря та відповідних трубопроводів. У широкому сенсі, пневматичні допоміжні компоненти, пневматичні приводи, компоненти пневматичного керування, вакуумні компоненти тощо належать до категорії систем стисненого повітря. Зазвичай обладнання повітряної компресорної станції є системою стисненого повітря у вузькому сенсі. На наступному рисунку показано типову блок-схему системи стисненого повітря:
Повітряний компресор (повітряний компресор) всмоктує повітря з атмосфери, стискає повітря в природному стані у стиснене повітря з вищим тиском та видаляє вологу, олію та інші домішки зі стисненого повітря за допомогою очищувального обладнання.
Повітря в природі складається із суміші різних газів (O₂, N₂, CO₂ тощо), і водяна пара є одним із них. Повітря, яке містить певну кількість водяної пари, називається вологим повітрям, а повітря, яке не містить водяної пари, називається сухим повітрям. Повітря навколо нас є вологим повітрям, тому робочим тілом повітряного компресора є природно вологе повітря.
Хоча вміст водяної пари у вологому повітрі відносно невеликий, його вміст має великий вплив на фізичні властивості вологого повітря. У системі очищення стисненого повітря осушення стисненого повітря є одним з основних етапів.
За певних температурних і тискових умов вміст водяної пари у вологому повітрі (тобто густина водяної пари) обмежений. За певної температури, коли кількість водяної пари, що міститься, досягає максимально можливого вмісту, вологе повітря в цей момент називається насиченим повітрям. Вологе повітря без максимально можливого вмісту водяної пари називається ненасиченим повітрям.
У момент, коли ненасичене повітря стає насиченим, у вологому повітрі конденсуються рідкі краплі води, що називається «конденсацією». Конденсація є поширеним явищем. Наприклад, влітку вологість повітря висока, і на поверхні водопровідної труби легко утворюються краплі води. Взимку вранці краплі води з'являються на склі вікон мешканців. Все це утворюється внаслідок охолодження вологого повітря під постійним тиском. Результати Лу.
Як згадувалося вище, температура, за якої ненасичене повітря досягає насичення, називається точкою роси, коли парціальний тиск водяної пари підтримується постійним (тобто абсолютний вміст води підтримується постійним). Коли температура падає до температури точки роси, відбувається «конденсація».
Точка роси вологого повітря пов'язана не лише з температурою, але й з кількістю вологи у вологому повітрі. Висока точка роси знаходиться в місці з високим вмістом води, а низька — в місці з низьким вмістом води.
Температура точки роси має важливе значення в компресобудуванні. Наприклад, коли температура на виході повітряного компресора занадто низька, суміш нафти та газу конденсуватиметься через низьку температуру в бочці з нафтою та газом, що призведе до вмісту води в мастилі та вплине на ефект змащування. Тому температура на виході повітряного компресора повинна бути розрахована так, щоб вона не була нижчою за температуру точки роси за відповідного парціального тиску.
Точка роси в атмосфері — це температура точки роси за атмосферного тиску. Аналогічно, точка роси під тиском — це температура точки роси повітря під тиском.
Відповідне співвідношення між точкою роси під тиском і точкою роси за нормального тиску пов'язане зі ступенем стиснення. За однакової точки роси під тиском, чим більший ступінь стиснення, тим нижча відповідна точка роси за нормального тиску.
Стиснене повітря, що виходить з повітряного компресора, брудне. Основними забруднювачами є: вода (краплі води, водяний туман та газоподібна водяна пара), залишковий туман мастила (краплі оливи та пара оливи), тверді домішки (іржа, металевий порошок, гумові дрібні частинки, частинки смоли та фільтрувальних матеріалів, дрібний порошок ущільнювальних матеріалів тощо), шкідливі хімічні домішки та інші забруднення.
Знецінена мастильна олива погіршує стан гуми, пластику та ущільнювальних матеріалів, що призводить до несправності клапанів та забруднення навколишнього середовища. Волога та пил призводять до іржі та корозії металевих деталей і труб, що призводить до заклинювання або зносу рухомих частин, а також до несправності пневматичних компонентів або витоку повітря. Волога та пил також блокують дросельні отвори або фільтрувальні сітки. Після цього лід призводить до замерзання або розтріскування трубопроводу.
Через погану якість повітря надійність та термін служби пневматичної системи значно знижуються, а втрати, що виникають у результаті цього, часто значно перевищують вартість та витрати на обслуговування пристрою для очищення повітря, тому абсолютно необхідно правильно вибрати систему очищення повітря.
Які основні джерела вологи у стисненому повітрі?
Основним джерелом вологи у стисненому повітрі є водяна пара, яку разом з повітрям всмоктує повітряний компресор. Після потрапляння вологого повітря в повітряний компресор велика кількість водяної пари стискається в рідку воду під час процесу стиснення, що значно знижує відносну вологість стисненого повітря на виході з повітряного компресора.
Наприклад, коли тиск у системі становить 0,7 МПа, а відносна вологість вдихуваного повітря — 80%, то, хоча стиснене повітря, що виходить з повітряного компресора, насичене під тиском, якщо перед стисненням його перевести в стан атмосферного тиску, його відносна вологість становитиме лише 6~10%. Тобто вміст вологи у стисненому повітрі значно знижується. Однак, оскільки температура в газопроводі та газовому обладнанні поступово знижується, у стисненому повітрі продовжуватиме конденсуватися велика кількість рідкої води.
Як відбувається забруднення стисненого повітря маслом?
Мастило повітряного компресора, пари олії та зважені краплі олії в навколишньому повітрі, а також мастило пневматичних компонентів системи є основними джерелами забруднення стисненого повітря олією.
За винятком відцентрових та діафрагмових повітряних компресорів, майже всі повітряні компресори, що використовуються зараз (включаючи різні безмасляні повітряні компресори), матимуть більш-менш забруднену оливу (краплі оливи, масляний туман, масляна пара та вуглецевий поділ) у газопроводі.
Висока температура компресійної камери повітряного компресора призведе до випаровування, розтріскування та окислення приблизно 5%~6% оливи, яка осідатиме на внутрішній стінці труби повітряного компресора у вигляді вуглецевої та лакової плівки, а легка фракція буде зважена у вигляді пари та мікрочастинок. Ця форма речовини подається в систему стисненим повітрям.
Коротше кажучи, для систем, які не потребують мастильних матеріалів під час роботи, всі олії та мастильні матеріали, змішані з використаним стисненим повітрям, можна вважати забрудненими олією матеріалами. Для систем, яким потрібно додавати мастильні матеріали під час роботи, вся антикорозійна фарба та компресорна олива, що містяться у стисненому повітрі, вважаються забрудненими олією домішками.
Як тверді домішки потрапляють у стиснене повітря?
Основними джерелами твердих домішок у стисненому повітрі є:
①Навколишня атмосфера змішана з різними домішками частинок різного розміру. Навіть якщо всмоктувальний отвір повітряного компресора оснащений повітряним фільтром, зазвичай «аерозольні» домішки розміром менше 5 мкм все одно можуть потрапляти в повітряний компресор разом із вдихуваним повітрям, змішуючись з маслом та водою у вихлопній трубі під час процесу стиснення.
②Під час роботи повітряного компресора тертя та зіткнення між різними деталями, старіння та відшаровування ущільнень, а також карбонізація та розщеплення мастила за високої температури призводять до потрапляння в газопровід твердих частинок, таких як металеві частинки, гумовий пил та вуглецеві рештки.
Час публікації: 18 квітня 2023 р.
