Консультация по телефону: 8 (843) 212-14-74 | Отправить заявку | Заказать звонок

Выбор осушителя сжатого воздуха

В данной статье мы расскажем об основных типах осушителей и их выборе.

Обычный атмосферный воздух, входящий в компрессор всегда содержит пар. При сжатии увеличивается температура воздуха и концентрация пара. Далее при попадении его в систему распределения воздух охлаждается и влага конденсируется. К примеру при 25 градусах и влажности в 75% компрессор производительностью 20 м3/мин за 8 часов производит 165 л воды и если он не оснащен дохладителем, то она попадает в воздушную систему, вызывая коррозию, нежелательные отложения и снижение давление воздуха. Конденсат приводит к значительному износу оборудования и снижению качества продукции производства. Для уменьшения количества влаги используют дохладители, которые могут уменьшить количество производимого воздуха со 165 л за смену до 50 л за смену.

На Российских предприятиях нередко используют следующий метод для удаления конденсата – это метод продувок. В низких точках трубопровода делают специальные отверстия, через которые выходит вода вместе со сжатым воздухом. У этого метода есть недостаток – это большие потери сжатого воздуха, которые могут достигать до 30% от общего потребления. Из-за этих потерь для компрессора производительностью 20 м3/мин только в месяц затраты на электроэнергию составляют примерно 35 тыс. руб.

Сжатый воздух охлаждается, когда происходит изменение давления от сжатого до атмосферного, например при покраске. Конденсат является негативным продуктом, отрицательно влияя на качество продуктов.
Когда воздух охлаждают настолько, что влажность достигает 100%, то говорят, что он был охлажден до точки росы. Например если температура воздуха 12-14 градусов и 100% влажность, то это ведет к конденсации 50% влаги, содержащейся в воздухе.
Атмосферная точка росы и точка росы под давлением различны. Например если точка росы при атмосферном давлении составляет -34 гардуса, а при избыточном давлении 6,8 атмосфер всего -10 градусов.

Выделяют следующие типы осушителей:
•    Рефрежираторные (холодильные): нециклические, циклические.
•    Адсорбционные: с внутренним нагревом, с принудительной вентиляцией и подогревом, с внешним нагревом, с использованием теплого сжатого воздуха, без нагрева
•    Деликвисцентные
•    Мембранные

Рефрижераторные осушители

В рефрижераторном осушителе используется принцип, который по существу используется в кондиционерах и холодильниках. Они как правило обеспечивают точку росы при температуре 2-4 °С при стандартных условиях.
Преимуществами рефрижераторных осушителей являются:
низкая стоимость, низкие расходы, низкая стоимость обслуживания, наличие масла не влияет на его работу.
Основным недостатком является ограниченная возможность снижения точки росы.

В нециклических рефрижераторных осушителях применяется капиллярная система трубок или клапан расширительный термостатический при соединении с байпасным клапаном горящего газа для компенсации колебаний нагрузки и предотвращения заморозки в условиях малой загруженности.
Его преимущества это: быстрый отклик на изменение воздушного потока, высоко точно устанавливаемая низкая точка росы, непрерывная работа компрессора.
Недостатком является отсутствие экономии при отсутствии воздушного потока или его небольшом потоке.

Циклические рефрижераторные осушители
Они используют тепловую емкость, которая окружает теплообменник охладитель/воздух. Это сосуд с жидкостью или др. в-вом с большой теплоемкостью и высокой теплопроводностью, в которой находится теплообменник. При снижении нагрузки тепловая емкость остается холодной и позволяет компрессору отключиться. Некоторые из более мощных осушителей при снижении нагрузки на компрессор переводят его в режим холостого хода.
Преимуществом является неэкономичная работа при неполном воздушном потоке или его отсутствии.

Недостатками его являются: не точно настраиваемая точка росы, из-за частых запусков и остановок износ установки, увеличенная стоимость и размер.

Адсорбционные осушители

В адсорбционных осушителях регенеративного типа используют адсорбент, который задерживает водяной пар, находящийся в сжатом воздухе. Жидкость удаляется из адсорбента путем продувания осушенным воздухом атмосферного давления, нагрева внутри или снаружи или комбинацией обоих этих способов регенерации.
 Как правило осушители имеют две колонны. В одной из них происходит процесс осушки сжатого воздуха, в то же в время как в другой идет процесс регенерации. В адсорбционных осушителях, где не используется нагрев, на регенерацию расходуется 10-18% воздуха.  Возможно получение точек росы от -20 до -70 °С.
Преимуществами являются низкие значения точек росы без опасности замерзания влаги. Осушители с регенерацией только сжатым воздухом без нагрева могут управляться пневматически и устанавливаться во взрывоопасных местах.
Недостатки: высокая стоимость установок, необходимость замены адсорбента (из-за наличия масла в воздухе адсорбент со временем загрязняется и у него падает производительность), высокая стоимость эксплуатации (применение таких осушителей увеличивает стоимость сжатого воздуха на 25% и более).  

Регенеративные осушители, использующие тепло сжатия, которые используют тепло, выделяющееся в процессе сжатия воздуха, для регенерации адсорбента. Они регенерируются теплом, что очень выгодно в случае использования безмасляных компрессоров, которым в любом случае приходится рассеивать образовавшееся в результате работы тепло.

Эту проблему можно решить двумя путями.
Осушитель с единственным резервуаром или с вращающимся барабаном может обеспечить точки росы -40 и -16 °С. Температура точки росы будет на 50 градусов ниже температуры охлаждения осушителя. Осушитель с двумя башнями с использованием малого количества осушенного воздуха обеспечит постоянную точку росы в -40 грудусов.
Преимущества: небольшие затраты электроэнергии, малая занимаемая площадь, возможность получения низких значений точек росы, практически отсутствие потерь сжатого воздуха.
Недостатком является ограничение использования только в безмасляных винтовых компрессорах или компрессорах, имеющих высокую температуру выходящего сжатого воздуха, точка росы может изменяться в зависимости от нагрузки, наблюдается также зависимость изменения температуры окружающего воздуха и сжатого воздуха на выходе.

Деликвисцентные осушители

В данном типе осушителей влага удаляется благодаря химической реакции с веществом-адсорбентом, продукты которой превращаются в жидкость и удаляются при помощи ручного или автоматического слива конденсата. По мере реагирования активного вещества оно добавляется. Деликвисцентные осушители изготавливаются в виде единой колонны, и им не требуется электроэнергия. В них отсутствуют какие-либо движущиеся части. Этот осушитель представляет собой сосуд, заполненный гигроскопическим веществом на основе солей кальция или натрия, оборудованный клапаном для слива конденсата. Точка росы понижается на 10 градусов и зависит от температуры воздуха на входе. Адсорбент расходуется только когда в осушитель поступает влажный воздух.
Преимущества – это низкая стоимость установки, незначительные потери давления, абсолютная экономия электроэнергии, отсутствие движущихся механизмов, может быть установлен вне помещения, защита от замораживания воздуха, может использоваться в загрязненных или опасных условиях.
Недостатки деликвисцентного осушителя: ограничение понижения точки росы, невозможность глубокого осушения воздуха, расход адсорбента, в случае поломки клапана автоматического слива раствор солей может попасть в магистраль и вызвать поломки, некоторые адсорбенты разрушаются при температуре выше 30 градусов, масло в сжатом воздухе может покрыть адсорбент пленкой тем самым снизить его эффективность, высокие расходы на обслуживание.
Из-за маленьких значений точки росы данный вид осушителей не используется на территории России.


Мембранные осушители

Принцип работы мембранных осушителей основывается на способности специальных мембран пропускать пар и не пропускать воздух. Таким образом с помощью мембранных осушителей возможно понизить точку росы на 32 градуса. До -40 °С можно довести точку росы при дополнительном расходе сжатого воздуха. При этом понижение точки росы составит 55 °С.

Их преимуществами является небольшая стоимость монтажа, небольшой размер, низкая стоимость сервисного обслуживания, возможность установки в различных условиях в том числе и в опасных условиях, отсутствие движущихся частей и работа без потребления энергии.

Недостатком является ограниченная пропускная способность, большие затраты сухого воздуха, издержки энергии, возможность загрязнения мембраны маслом.

Выбор осушителя
Решение о выборе осушителя должен принимать профессионал в этой области, отлично разбирающийся в процессах осушения воздуха. Очень важно знать необходимую степень осушения.
Оптимальная точка росы является необходимым условием успешной работы предприятия. Слишком низкая точка росы может привести к высоким расходам, в то же время высокая точка росы может обойтись гораздо дороже из-за поломки оборудования, остановки производства или повреждения выпускаемой продукции.

Наиболее важными задачами является отсутствие конденсата и заморозки. Из этого определятся оптимальная точка росы.
Для правильного выбора требуется следующая информация:
1.    Давление воздуха на входе
2.    Температура воздуха на входе
3.    Максимальная пропускная способность м3/мин
4.    Температура окружающего воздуха или температура воды (если для охлаждения используется вода)
5.    Желаемая точка росы под давлением

Необходимо рассчитать потери давления на фильтрах и в самом осушителе, потребляемые им электроэнергию и сжатый воздух, стоимость расходных материалов и частоту из замены. При правильном выборе осушителя стоимость воздуха увеличивается не более 25%, а при неправильном потери могут составить более 50%.

Установка осушителя
Осушители обязательно устанавливаться на входе и на выходе. Размещение и тип фильтра зависят от типа осушителя. Чаще всего перед всеми осушителями применяют коалесцирующие фильтры для отсечения капель влаги и масла.
Рекомендуется очищать воздух и от механических примесей перед рефрижераторным осушителем, особенно если конденсат сливается механизмом поплавкового типа. На выходе ставят также коалесцирующие фильтры. Осушители и фильтры необходимо снабжать байпасными клапанами, для их обслуживания или замены без перекрытия всей системы сжатого воздуха.
На всех фильтра обязательно использование индикаторов давления и индикаторов необходимости сервисного обслуживания. Нельзя устанавливать байпасы никаких компонентов в системах дыхания. Некоторые системы сжатого воздуха требуют двойной системы подготовки воздуха для её замены без простоя.

Выбор поставщика осушителей

Мы рассмотрели разнообразные технологии осушки воздуха с перечислением плюсов и минусов. Некоторые технологии эффективнее по сравнению с другими и наоборот в различных условиях. Однако зачастую практические результаты разнятся с теорией. Например, регенерация адсорбента сжатым воздухом более энергозатратна по сравнению с регенерацией теплом. При этом на рынке существует много производителей, с регенерацией теплом, где энергозатраты на нагрев значительно выше по сравнению с затратами на адсорбент.

Подобную ситуацию можно наблюдать в циклических холодильных осушителях с емкостями тепла. При неполной нагрузке он менее эффективет по сравнению с нециклическим, т.к. нельзя избежать потерь энергии в теплообменниках на границах тепловой емкости и воздуха и тепловой емкости с хладогентом.

Большинство компаний производящих фильтры и осушители стараются уменьшить себестоимость, что часто делается в ущерб рабочим параметрам. Доминирующей величиной является потребление электроэнергии.

Еще одним из важных вопросов является соответствие оборудования для подготовки сжатого воздуха и соответствие рабочим параметрам.

Чаще всего основные параметры выглядят одинаково, различается лишь разница в цене. Некоторые параметры, например, могут вообще не указываться. При проведении контрольного тестирования было выявлено, что ни один из испытуемых образцов не соответствовал объявленным требованиям. При этом не тестировалась надежность осушителей. Отклонения, а именно завышенная производительность, и результат несоответствие заявленной точки росы на выходе, перепады давления более 0,5 бар.

В случае если все же бюджет на подготовку воздуха ограничен, следует более скрупулёзно подойти к расчету осушителя. Возможно что точка росы +3 °С избыточна и достаточно всего +10 °С. В этом случае возможно сэкономить до 70% расходов на осушитель. Производительость вырастет в 2 раза. Такой же расчет справедлив и для магистральных фильтров.

Наиболее простой и надежный способ – это обратиться к специалистам компании ООО «ПРОМСНАБГРУПП»  и максимально полно определить задачу и расставить приоритеты. Но не стоит забывать, что мы подбираем только оптимальные решения, конечный выбор конечно же за вами.

 

Специалисты ответят на Ваши вопросы по телефону: 8 (843) 212-14-74, email: info@kraft-air.ru, skype: kraft-air