System sprężonego powietrza, w wąskim znaczeniu, składa się z urządzeń źródła powietrza, sprzętu do oczyszczania źródła powietrza i powiązanych rurociągów.W szerokim znaczeniu pneumatyczne elementy pomocnicze, siłowniki pneumatyczne, pneumatyczne elementy sterujące, elementy próżniowe itp. należą do kategorii układów sprężonego powietrza.Zwykle wyposażeniem stacji sprężarek powietrza jest system sprężonego powietrza w wąskim znaczeniu.Poniższy rysunek przedstawia typowy schemat blokowy instalacji sprężonego powietrza:
Urządzenia źródła powietrza (sprężarka powietrza) zasysają atmosferę, sprężają powietrze w stanie naturalnym do sprężonego powietrza o wyższym ciśnieniu i usuwają wilgoć, olej i inne zanieczyszczenia ze sprężonego powietrza poprzez urządzenia oczyszczające.
Powietrze w przyrodzie składa się z mieszaniny różnych gazów (O₂, N₂, CO₂…itp.), a jednym z nich jest para wodna.Powietrze zawierające pewną ilość pary wodnej nazywa się powietrzem wilgotnym, a powietrze niezawierające pary wodnej nazywa się powietrzem suchym.Powietrze wokół nas jest powietrzem wilgotnym, zatem czynnikiem roboczym sprężarki powietrza jest powietrze naturalnie wilgotne.
Chociaż zawartość pary wodnej w wilgotnym powietrzu jest stosunkowo niewielka, to jej zawartość ma ogromny wpływ na właściwości fizyczne wilgotnego powietrza.W systemie oczyszczania sprężonego powietrza osuszanie sprężonego powietrza jest jednym z głównych elementów.
W pewnych warunkach temperatury i ciśnienia zawartość pary wodnej w wilgotnym powietrzu (czyli gęstość pary wodnej) jest ograniczona.W określonej temperaturze, gdy ilość zawartej pary wodnej osiąga maksymalną możliwą zawartość, wilgotne powietrze w tym czasie nazywa się powietrzem nasyconym.Wilgotne powietrze bez maksymalnej możliwej zawartości pary wodnej nazywa się powietrzem nienasyconym.
W momencie, gdy powietrze nienasycone stanie się powietrzem nasyconym, w wilgotnym powietrzu nastąpi kondensacja kropelek wody w stanie ciekłym, co nazywa się „kondensacją”.Kondensacja jest powszechna.Na przykład latem wilgotność powietrza jest wysoka i łatwo jest tworzyć kropelki wody na powierzchni rury wodociągowej.W zimowy poranek na szybach mieszkańców pojawią się kropelki wody.Wszystkie one powstają w wyniku chłodzenia wilgotnego powietrza pod stałym ciśnieniem.Wyniki Lu.
Jak wspomniano powyżej, temperatura, w której nienasycone powietrze osiąga stan nasycenia, nazywana jest punktem rosy, gdy ciśnienie cząstkowe pary wodnej jest utrzymywane na stałym poziomie (tzn. całkowita zawartość wody jest stała).Kiedy temperatura spadnie do temperatury punktu rosy, nastąpi „kondensacja”.
Punkt rosy wilgotnego powietrza jest powiązany nie tylko z temperaturą, ale także z ilością wilgoci w wilgotnym powietrzu.Punkt rosy jest wysoki przy dużej zawartości wody, a punkt rosy jest niski przy niskiej zawartości wody.
Temperatura punktu rosy ma ważne zastosowanie w inżynierii sprężarek.Na przykład, gdy temperatura na wylocie sprężarki powietrza jest zbyt niska, mieszanina olejowo-gazowa będzie się skraplać z powodu niskiej temperatury w beczce olejowo-gazowej, co spowoduje, że olej smarowy będzie zawierał wodę i wpłynie na efekt smarowania.W związku z tym.Temperatura na wylocie sprężarki powietrza nie może być niższa niż temperatura punktu rosy przy odpowiednim ciśnieniu cząstkowym.
Atmosferyczny punkt rosy to temperatura punktu rosy pod ciśnieniem atmosferycznym.Podobnie ciśnieniowy punkt rosy odnosi się do temperatury punktu rosy sprężonego powietrza.
Odpowiednia zależność między ciśnieniowym punktem rosy a normalnym ciśnieniowym punktem rosy jest powiązana ze stopniem sprężania.Przy tym samym ciśnieniowym punkcie rosy, im większy stopień sprężania, tym niższy odpowiadający mu normalny ciśnieniowy punkt rosy.
Sprężone powietrze wychodzące ze sprężarki powietrza jest zanieczyszczone.Głównymi zanieczyszczeniami są: woda (kropelki wody w postaci ciekłej, mgła wodna i para wodna w postaci gazowej), resztkowa mgła oleju smarowego (kropelki oleju mglistego i opary oleju), zanieczyszczenia stałe (szlam rdzy, proszek metalowy, cząstki gumy, cząstki smoły i materiały filtracyjne), drobny proszek materiałów uszczelniających itp.), szkodliwe zanieczyszczenia chemiczne i inne zanieczyszczenia.
Zużyty olej smarowy powoduje uszkodzenie gumy, tworzyw sztucznych i materiałów uszczelniających, powodując nieprawidłowe działanie zaworów i zanieczyszczając produkty.Wilgoć i kurz powodują rdzewienie i korozję metalowych części i rur, powodując zablokowanie lub zużycie ruchomych części, powodując nieprawidłowe działanie elementów pneumatycznych lub wyciek powietrza.Wilgoć i kurz będą również blokować otwory dławiące lub sita filtrów.Po tym, jak lód powoduje zamarznięcie lub pęknięcie rurociągu.
Ze względu na złą jakość powietrza niezawodność i żywotność układu pneumatycznego są znacznie zmniejszone, a wynikające z tego straty często znacznie przekraczają koszt i koszty konserwacji urządzenia do uzdatniania źródła powietrza, dlatego absolutnie konieczne jest prawidłowe dobranie uzdatniania źródła powietrza system.
Jakie są główne źródła wilgoci w sprężonym powietrzu?
Głównym źródłem wilgoci w sprężonym powietrzu jest para wodna zasysana przez sprężarkę powietrza wraz z powietrzem.Po wejściu wilgotnego powietrza do sprężarki powietrza, podczas procesu sprężania duża ilość pary wodnej jest wyciskana do ciekłej wody, co znacznie zmniejsza wilgotność względną sprężonego powietrza na wylocie sprężarki powietrza.
Na przykład, gdy ciśnienie w układzie wynosi 0,7 MPa, a wilgotność względna wdychanego powietrza wynosi 80%, chociaż sprężone powietrze wychodzące ze sprężarki powietrza jest nasycone pod ciśnieniem, po przeliczeniu na stan ciśnienia atmosferycznego przed sprężaniem, jego wilgotność względna wynosi tylko 6~10%.Oznacza to, że zawartość wilgoci w sprężonym powietrzu została znacznie zmniejszona.Jednakże w miarę stopniowego spadku temperatury w gazociągu i urządzeniach gazowych w sprężonym powietrzu nadal będzie się skraplać duża ilość wody w stanie ciekłym.
Jak dochodzi do zanieczyszczenia oleju sprężonym powietrzem?
Olej smarowy sprężarki powietrza, pary oleju i kropelki oleju zawieszone w otaczającym powietrzu oraz olej smarowy elementów pneumatycznych układu są głównymi źródłami zanieczyszczenia olejem w sprężonym powietrzu.
Z wyjątkiem odśrodkowych i membranowych sprężarek powietrza, prawie wszystkie obecnie używane sprężarki powietrza (w tym różne bezolejowe sprężarki powietrza smarowane) będą wprowadzać do gazociągu mniej lub bardziej zanieczyszczony olej (kropelki oleju, mgła olejowa, opary oleju i rozszczepienie węgla).
Wysoka temperatura w komorze sprężania sprężarki powietrza powoduje odparowanie, pękanie i utlenienie około 5–6% oleju oraz osadzanie się na wewnętrznej ściance rury sprężarki powietrza w postaci warstwy węgla i lakieru oraz frakcja lekka zostanie zawieszona w postaci pary i mikro-postaci materii wprowadzanej do układu za pomocą sprężonego powietrza.
Krótko mówiąc, w przypadku systemów, które podczas pracy nie wymagają materiałów smarnych, wszystkie oleje i materiały smarne zmieszane ze sprężonym powietrzem można uznać za materiały zanieczyszczone olejem.W przypadku systemów, które podczas pracy wymagają dodania środków smarnych, wszelkie farby antykorozyjne i oleje sprężarkowe zawarte w sprężonym powietrzu są uważane za zanieczyszczenia olejowe.
W jaki sposób zanieczyszczenia stałe dostają się do sprężonego powietrza?
Głównymi źródłami zanieczyszczeń stałych w sprężonym powietrzu są:
①Otaczająca atmosfera jest zmieszana z różnymi zanieczyszczeniami o różnej wielkości cząstek.Nawet jeśli króciec ssący sprężarki powietrza jest wyposażony w filtr powietrza, zwykle zanieczyszczenia w postaci aerozolu o wielkości poniżej 5 μm mogą nadal przedostawać się do sprężarki wraz z wdychanym powietrzem, zmieszane z olejem i wodą do rury wydechowej podczas procesu sprężania.
②Podczas pracy sprężarki powietrza tarcie i kolizje pomiędzy różnymi częściami, starzenie się i odpadanie uszczelek oraz karbonizacja i rozszczepianie oleju smarowego w wysokiej temperaturze powodują powstawanie cząstek stałych, takich jak cząstki metalu, pył gumowy i węgiel rozszczepienia, które mają zostać wprowadzone do gazociągu.
Czas publikacji: 18 kwietnia 2023 r
