Системата за сгъстен въздух, в тесен смисъл, се състои от оборудване за източник на въздух, оборудване за пречистване на източника на въздух и свързани тръбопроводи. В широк смисъл, пневматичните спомагателни компоненти, пневматичните задвижващи механизми, пневматичните компоненти за управление, вакуумните компоненти и др. принадлежат към категорията на системата за сгъстен въздух. Обикновено оборудването на компресорната станция е система за сгъстен въздух в тесен смисъл. Следната фигура показва типична блок-схема на системата за сгъстен въздух:
Въздушният източник (въздушен компресор) засмуква атмосферата, компресира въздуха в естествено състояние в сгъстен въздух с по-високо налягане и премахва влага, масло и други примеси в сгъстения въздух чрез пречиствателно оборудване.
Въздухът в природата е съставен от смес от различни газове (O₂, N₂, CO₂... и др.), а водната пара е една от тях. Въздухът, който съдържа определено количество водна пара, се нарича влажен въздух, а въздухът, който не съдържа водна пара, се нарича сух въздух. Въздухът около нас е влажен въздух, така че работната среда на въздушния компресор е естествено влажен въздух.
Въпреки че съдържанието на водна пара във влажния въздух е сравнително малко, то има голямо влияние върху физичните свойства на влажния въздух. В системата за пречистване на сгъстен въздух, изсушаването на сгъстения въздух е едно от основните съставки.
При определени температурни и налягателни условия съдържанието на водна пара във влажния въздух (т.е. плътността на водната пара) е ограничено. При определена температура, когато количеството на съдържащата се водна пара достигне максимално възможното съдържание, влажният въздух в този момент се нарича наситен въздух. Влажният въздух без максимално възможното съдържание на водна пара се нарича ненаситен въздух.
В момента, в който ненаситеният въздух стане наситен, течните водни капчици ще кондензират във влажния въздух, което се нарича „кондензация“. Кондензацията е често срещана. Например, влажността на въздуха е висока през лятото и е лесно да се образуват водни капчици по повърхността на водопровода. През зимата сутрин водни капчици ще се появят по стъклените прозорци на обитателите. Всички те се образуват от охлаждането на влажния въздух под постоянно налягане. Резултатите от Лу.
Както бе споменато по-горе, температурата, при която ненаситеният въздух достига насищане, се нарича точка на оросяване, когато парциалното налягане на водните пари се поддържа постоянно (т.е. абсолютното съдържание на вода се поддържа постоянно). Когато температурата падне до температурата на точката на оросяване, ще има „кондензация“.
Точката на оросяване на влажния въздух е свързана не само с температурата, но и с количеството влага във влажния въздух. Точката на оросяване е висока при високо съдържание на вода, а точката на оросяване е ниска при ниско съдържание на вода.
Температурата на точката на оросяване има важно приложение в компресорното инженерство. Например, когато изходната температура на въздушния компресор е твърде ниска, сместа от масло и газ ще кондензира поради ниската температура в резервоара за масло и газ, което ще доведе до съдържание на вода в смазочното масло и ще повлияе на смазочния ефект. Следователно, изходната температура на въздушния компресор трябва да бъде проектирана така, че да не е по-ниска от температурата на точката на оросяване при съответното парциално налягане.
Точката на атмосферна оросяване е температурата на точката на оросяване при атмосферно налягане. По подобен начин, точката на оросяване под налягане се отнася до температурата на точката на оросяване на въздуха под налягане.
Съответната връзка между точката на оросяване под налягане и точката на оросяване при нормално налягане е свързана със степента на сгъстяване. При една и съща точка на оросяване под налягане, колкото по-голяма е степента на сгъстяване, толкова по-ниска е съответната точка на оросяване при нормално налягане.
Сгъстеният въздух, излизащ от въздушния компресор, е замърсен. Основните замърсители са: вода (течни водни капчици, водна мъгла и газообразни водни пари), остатъчна мъгла от смазочно масло (мъгла, маслени капчици и маслени пари), твърди примеси (ръжда, метален прах, фини гумени частици, частици от катран и филтърни материали, фин прах от уплътнителни материали и др.), вредни химически примеси и други примеси.
Влошеното смазочно масло ще повреди гумените, пластмасовите и уплътнителните материали, причинявайки неизправност на клапаните и замърсяващи продукти. Влагата и прахът ще доведат до ръжда и корозия на металните части и тръбите, което ще доведе до заклещване или износване на движещите се части, а оттам и до неизправност на пневматичните компоненти или изтичане на въздух. Влагата и прахът също ще блокират дроселиращите отвори или филтърните решетки. Ледът ще доведе до замръзване или напукване на тръбопровода.
Поради лошото качество на въздуха, надеждността и експлоатационният живот на пневматичната система са значително намалени, а произтичащите от това загуби често значително надвишават разходите и разходите за поддръжка на устройството за пречистване на въздуха, така че е абсолютно необходимо правилно да се избере системата за пречистване на въздуха.
Кои са основните източници на влага в сгъстения въздух?
Основният източник на влага в сгъстения въздух е водната пара, засмукана от въздушния компресор заедно с въздуха. След като влажният въздух влезе във въздушния компресор, голямо количество водна пара се изстисква в течна вода по време на процеса на компресия, което значително намалява относителната влажност на сгъстения въздух на изхода на въздушния компресор.
Например, когато системното налягане е 0,7 MPa и относителната влажност на вдишвания въздух е 80%, въпреки че сгъстеният въздух, изходящ от въздушния компресор, е наситен под налягане, ако се преобразува в състояние на атмосферно налягане преди компресията, относителната му влажност е само 6~10%. Това означава, че съдържанието на влага в сгъстения въздух е значително намалено. Въпреки това, тъй като температурата в газопровода и газовото оборудване постепенно спада, голямо количество течна вода ще продължи да кондензира в сгъстения въздух.
Как се причинява замърсяването с масло в сгъстен въздух?
Смазочното масло на въздушния компресор, маслените пари и суспендираните маслени капчици в околния въздух, както и смазочното масло на пневматичните компоненти в системата са основните източници на замърсяване с масло в сгъстения въздух.
С изключение на центробежните и диафрагмените въздушни компресори, почти всички въздушни компресори, които се използват в момента (включително различни безмаслени смазочни въздушни компресори), ще имат повече или по-малко замърсено масло (маслени капчици, маслена мъгла, маслени пари и въглеродно делене) в газопровода.
Високата температура на компресионната камера на въздушния компресор ще доведе до изпаряване, напукване и окисляване на около 5%~6% от маслото, което ще се отложи във вътрешната стена на тръбата на въздушния компресор под формата на въглероден и лаков филм, а леката фракция ще бъде суспендирана под формата на пара и микрочастици. Формата на веществото се внася в системата чрез сгъстен въздух.
Накратко, за системи, които не изискват смазочни материали по време на работа, всички масла и смазочни материали, смесени в използвания сгъстен въздух, могат да се считат за замърсени с масло материали. За системи, които трябва да добавят смазочни материали по време на работа, всички антикорозионни бои и компресорно масло, съдържащи се в сгъстения въздух, се считат за замърсяване с масло.
Как твърдите примеси попадат в сгъстен въздух?
Основните източници на твърди примеси в сгъстения въздух са:
①Околната атмосфера е смесена с различни примеси с различни размери на частиците. Дори ако смукателният отвор на въздушния компресор е оборудван с въздушен филтър, обикновено „аерозолни“ примеси под 5 μm все още могат да попаднат във въздушния компресор с вдишания въздух, смесени с масло и вода в изпускателната тръба по време на процеса на компресия.
②Когато въздушният компресор работи, триенето и сблъсъкът между различните части, стареенето и отпадането на уплътненията, както и карбонизацията и деленето на смазочното масло при висока температура, ще доведат до навлизането на твърди частици, като метални частици, каучуков прах и въглероден делене, в газопровода.
Време на публикуване: 18 април 2023 г.
