Vandenį atskiriantis filtras kompresoriams: išsamus vadovas
Suspaustas oras yra daugelio pramoninių procesų ir įrenginių pagrindas. Tačiau kompresoriaus veikimo metu susidaro kondensatas - vandens ir alyvos mišinys, kuris gali pakenkti įrangai ir pabloginti produktų kokybę. Vandenį atskiriantis filtras yra esminė suspausto oro sistemos dalis, užtikrinanti sauso ir švaraus oro tiekimą. Šiame straipsnyje detaliai aptarsime kompresorių veikimo principus, vandens susidarymo priežastis, vandenį atskiriančių filtrų paskirtį, veikimo principus, technines charakteristikas, priežiūrą ir žiemos sezono iššūkius.
Kompresorių veikimo principai ir vandens susidarymas
Sraigtiniai oro kompresoriai veikia rotaciniu principu, naudodami išorinius ir vidinius rotorius dujų suspaudimui. Kiekvienas kompresorius turi kelias pagrindines sistemas: maitinimo, aušinimo/atskyrimo, reguliavimo ir valdymo. Suspaudžiant orą, ypač aukštoje temperatūroje, ore esantys vandens garai kondensuojasi. Šis kondensatas, sumaišytas su alyva, tampa emulsija, kurią būtina atskirti ir pašalinti.
Suspaudžiant orą, ypač sraigtiniuose ir stūmokliniuose kompresoriuose, susidaro kondensatas. Tai yra emulsijos pavidalo vandens ir alyvos mišinys, paprastai sudarytas iš maždaug 99% vandens ir 1% tepalų. Dėl alyvos dalelių užteršimo, šis kondensatas negali būti išleidžiamas tiesiai į nuotekų sistemą.
Vandenį atskiriančio filtro paskirtis ir veikimo principas
Vandens paruošimo filtras, dar žinomas kaip vandens nugeležinimo filtras, skirtas pašalinti kietas daleles ir geležį iš vandens. Filtruojamas vanduo gali būti naudojamas buitinėms ir technologinėms reikmėms. Filtro veikimas grindžiamas ištirpusios dvivalentės geležies (Fe2+) oksidavimu ore esančiu deguonimi iki netirpios trivalentės geležies (Fe3+). Šios netirpios nuosėdos sulaikomos ant filtruojančios įkrovos.
Proceso aprašymas: Vandens filtravimo įrenginys susideda iš korpuso, filtruojančios įkrovos, elektromechaninio valdymo vožtuvo ir oro įvedimo mazgo. Prieš filtravimo įrenginį, į paduodamo vandens liniją per inžektorių patiekiamas oras. Vandenyje esantys dvivalenčiai geležies junginiai, veikiami ore esančio deguonies, oksiduojasi iki trivalentės geležies junginių. Siekiant geresnio geležies oksidavimo, gali būti sumontuota tarpinė oksidacinė talpa. Dauguma trivalentės geležies junginių yra netirpūs ir po oksidacijos iškrinta nuosėdų pavidalu. Tekant filtruojamam vandeniui per filtruojančią įkrovą, sulaikomos trivalentės geležies nuosėdos ir kitos vandenyje esančios kietos dalelės. Šiame filtre nėra šalinamos vandens kietumo druskos, nesumažėja bendras vandens druskingumas.
Filtrui sukaupus pakankamai sulaikytų dalelių, jis regeneruojamas. Regeneracijos metu vandens srautas paduodamas į apatinę filtro dalį ir perplaudžia filtruojančią įkrovą, o kartu išplaunamos susikaupusios dalelės į kanalizaciją. Filtro regeneracija atliekama periodiškai, nustatytu laiko intervalu.
Techninės charakteristikos ir naudojimo sąlygos
Vandens nugeležinimo įrengimas paprastai susideda iš: oro pasiurbimo inžektoriaus (arba oro kompresoriaus ir statinio mikserio), oksidacinės talpos su automatiniu oro nuleidėju, elektromechaninio valdymo vožtuvo bei filtro korpuso su filtruojančia įkrova.
Reikalavimai filtruojamo vandens kokybei:
- Pakibusios dalelės - ne daugiau 5 mg/l.
- Bendras geležies kiekis - ne daugiau 10 mg/l.
- Sieros vandenilis ir sulfidai - iki 5 mg/l.
- Laisvas chloras - ne daugiau 0,5 mg/l.
- Temperatūra - 5-35 °C.
- Įeinančio vandens slėgis - min. 2 bar.
Prieš montuojant vandens apdirbimo įrangą, būtina atlikti cheminę vandens analizę. Jei vandens kokybės rodikliai neatitinka aukščiau pateiktų reikalavimų, būtina statyti pirminio apdorojimo įrangą (mechaninį filtrą, dechloracijos įrangą ir kt.).
Vandens ir alyvos separatoriai
Kiekvienas alyvos kompresorius gamina kondensatą, susidedantį iš vandens ir alyvos mišinio. Šių dviejų medžiagų atskyrimas leidžia lengviau ir pigiau šalinti kondensatą, prisidedant prie aplinkos apsaugos. Lenkijos įstatymai draudžia išpilti kondensatą į kanalizaciją be išankstinio valymo. Pagal reglamentus, į tinklą gali būti išleidžiamas tik kondensatas, išvalytas nuo naftos angliavandenilių iki didžiausios 15 mg/l koncentracijos.
Vandens ir alyvos separatoriaus pasirinkimas priklauso nuo sistemos efektyvumo, džiovyklių naudojimo įrenginyje ir klimato, kuriame veiks kompresorius. Rinkoje yra separatoriai, kurie gali išvalyti tiek nestabilų, tiek stabilų, labai emulsuotą kondensatą. Tokius įrenginius siūlo gamintojai, teikiantys dviejų pakopų vandens ir alyvos separatorius su oleofilininiais, anglies ar glikozilikatiniais filtrais. Šie separatoriai gali būti naudojami visų tipų suslėgto oro įrenginiuose, nepriklausomai nuo naudojamo tepalo rūšies. Jie užtikrina mažas kondensato saugojimo išlaidas ir yra lengvai aptarnaujami, naudojant keičiamus įdėklus, kurie užtikrina aukštą vandens šalinimo efektyvumą iki 5 ppm.
Suspausto oro sausintuvai ir filtrai
Suspausto oro sausintuvai naudojami vandens garams pašalinti, o kietųjų dalelių ir alyvos šalinimui būtina naudoti suspausto oro filtrus. Drėgmės pašalinimas iš suspausto oro yra svarbus, nes drėgnas oras gali sukelti koroziją, pažeidimus ar kitus gedimus pramoninėse įrangos dalyse.
Kietos dalelės šalinamos priklausomai nuo pradinio užterštumo ir galutinio poreikio. Paprastai išėjime filtruojamos dalelės didesnės nei 0,01 mikrono, tačiau galima naudoti ir smulkesnius filtrus. Dažniausiai naudojami šaldymo tipo sausintuvai, o laboratorijoms ar lauko sąlygomis dirbančiai įrangai - adsorbciniai sausintuvai.
Alyvos likutis kontroliuojamas tais pačiais filtrais kaip ir kietųjų dalelių filtrai. Maisto pramonei, medicinai ar kitur, kur reikalingas dar švaresnis oras, papildomai naudojamas aktyvuotos anglies filtras.
Suspausto oro kondensatas, kuriame yra alyvos emulsija bei kietos dalelės, reikalauja periodinio aptarnavimo, valymo ir remontinių komplektų keitimo.
Suspausto oro kokybė ir jos svarba
Aukštos kokybės suspaustas oras sumažina priežiūros poreikį, padidina pneumatinės sistemos, valdymo sistemos ir instrumentų veikimo patikimumą bei sumažina oro varomų mašinų nusidėvėjimą. Jei suspausto oro sistema nuo pat pradžių yra pritaikyta sauso oro tiekimui, instaliacija tampa pigesnė ir paprastesnė, nes nereikia įrengti vandens atskirtuvų ar „gulbių kaklų“. Tokiu atveju nereikia išleisti oro į atmosferą kondensato šalinimui, o tai reiškia mažesnes instaliacijos ir priežiūros išlaidas.
Geriausias ekonominis sprendimas yra įrengti centrinį suspausto oro džiovintuvą. Oro valymo decentralizavimas, naudojant kelis mažesnius įrenginius skirtingose sistemos vietose, yra brangesnis ir apsunkina sistemos priežiūrą. Paprastai skaičiuojama, kad sumažintos instaliacijos ir priežiūros išlaidos sistemoje su sausu suspaustu oru kompensuoja džiovinimo įrangos kainą.
Vandens garai ir alyva suspaustame ore
Atmosferos oras visada turi drėgmės vandens garų pavidalu. Dalį šių garų įtraukia suspaustas oras, ir tai gali sukelti problemas: dideles priežiūros sąnaudas, sutrumpėjusią įrankių eksploatacijos trukmę, padidėjusį broko lygį, sutrikimus valdymo sistemoje, trumpesnę vamzdyno eksploatacijos trukmę dėl korozijos. Vandens šalinimui gali būti naudojami aušintuvai, kondensato separatoriai, šaldymo džiovintuvai, adsorbciniai džiovintuvai. Pavyzdžiui, 100 kW kompresorius, įsiurbiantis orą 20°C temperatūroje ir 60% santykinėje drėgmėje, per 8 valandų darbo pamainą išskiria apie 85 litrus vandens.
Alyvos kiekis suspaustame ore priklauso nuo kompresoriaus tipo, konstrukcijos, amžiaus ir būklės. Tepaliniuose kompresoriuose alyva dalyvauja suspaudimo procese ir patenka į suspaustą orą. Moderniuose kompresoriuose alyvos kiekis ore yra labai mažas (pvz., mažesnis nei 3 mg/m³ sraigtiniuose kompresoriuose). Alyvos kiekį galima dar labiau sumažinti naudojant daugiaetapius filtrus.
Mikroorganizmai suspaustame ore
Daugiau nei 80% dalelių, užteršiančių suspaustą orą, yra mažesnės nei 2 μm ir gali lengvai praeiti per kompresoriaus įleidimo filtrą. Šios dalelės, susimaišiusios su vandens, alyvos likučiais ir vamzdynų nuosėdomis, sudaro palankias sąlygas mikroorganizmų augimui. Bakterijos gali būti nuo 0,2 μm iki 4 μm dydžio, o virusai - nuo 0,3 μm iki 0,04 μm. Mikroorganizmai klesti suspausto oro sistemose, kuriose yra nedžiovintas oras su 100% santykine drėgme. Alyva ir kitos priemaišos veikia kaip maistinės medžiagos ir skatina mikroorganizmų dauginimąsi. Efektyviausias sprendimas - oro džiovinimas iki <40% santykinės drėgmės ir sterilaus filtro montavimas sistemoje.
Sraigtinis kompresorius AIRPOL KT11 su integruotu sausintuvu bei dviem suspausto oro filtrais
Suspausto oro filtrai ir jų priežiūra
Modernūs pluošto filtrai yra labai efektyvūs šalinant alyvą, tačiau sunku tiksliai kontroliuoti likusį alyvos kiekį ore po filtravimo. Filtro efektyvumui įtaką daro alyvos koncentracija suspaustame ore ir laisvo vandens kiekis. Oro džiovinimas iki kuo mažesnės drėgmės leidžia pasiekti geriausius rezultatus. Laisvas vanduo ore mažina alyvos, aktyvintos anglies ir sterilių filtrų efektyvumą.
Pluošto filtrai gali pašalinti tik alyvos lašelius ar aerozolius, o alyvos garus galima pašalinti tik naudojant aktyvintos anglies filtrą. Aktyvintos anglies filtras gali sumažinti alyvos kiekį iki 0,003 mg/m³. Tūriniai aktyvintos anglies filtrai yra tinkamesni daugeliui pritaikymų.
Filtro tarnavimo laikui įtaką daro oro temperatūra. Aktyvintos anglies filtrai turi būti tinkamai suprojektuoti, kad sumažintų slėgio kritimą, ir jie turėtų būti naudojami kartu su kitais filtrais. Norint pasiekti geriausią efektą, filtrus reikia montuoti kuo arčiau naudojimo vietos, reguliariai tikrinti ir dažnai keisti.
Aušintuvas ir vandens separatorius
Kompresoriaus suspaustas oras yra karštas (70-200 °C). Aušintuvas naudojamas šiai temperatūrai sumažinti, taip pat mažinant vandens kiekį ore. Ši įranga dažnai yra standartinė kompresoriaus instaliacijos dalis ir turi būti montuojama tiesiai po kompresoriumi. Aušintuvas atvėsina karštą orą ir nukreipia daugumą kondensato vandens. Jis gali būti aušinamas vandeniu arba oru ir paprastai turi vandens separatoriumi su automatiniu drenažu.
Daugumoje kompresorių instaliacijų įrengtas aušintuvas ir vandens separatorius, siekiant atskirti kuo daugiau kondensato vandens. Tinkamai parinkus ir suprojektavus vandens separatorius, galima pasiekti 80-90% efektyvumą.
Alyvos ir vandens atskyrimas ir aplinkosauga
Alyva, esanti lašelių pavidalu, iš dalies atskiriama aušintuvuose, kondensato separatoriuose. Ši alyvos ir vandens emulsija laikoma pavojingomis atliekomis ir negali būti išleidžiama į kanalizacijos sistemą ar gamtą. Nuolat įvedami nauji ir griežtesni teisės aktai dėl aplinkai pavojingų atliekų tvarkymo.
Žiemos sezono iššūkiai suspausto oro sistemose
PSA (slėgio sūpynių adsorbcijos) oro atskyrimo sistemoms žiema yra ypatingas laikotarpis, nes žema temperatūra gali neigiamai paveikti kelis sistemos prietaisus ir sukelti problemas, kurios paprastai nėra susiduriamos įprastomis operacijomis.
- Nuteikimo vožtuvas ir vamzdynų sistema: Kai šaltas oras patenka į oro kompresorių ir sistemoje įkaista, susidaro didelis kiekis vandens garų. Kai ši drėgmė praeina per kanalizacijos vožtuvą, dėl išorinės žemos temperatūros jis gali užšalti. Todėl būtina apsaugoti kanalizacijos vožtuvą ir vamzdynų sistemą nuo šalčio.
- Oro laikymo bakas: Oro laikymo bakas taip pat gali sukaupti per didelį kondensacinį vandenį žemos temperatūros aplinkoje, todėl rezervuaro viduje susidaro ledas, paveikiantis drenažą. Reikia reguliariai nutekėti ir atlikti priežiūrą.
- Oro kompresorius: Žemos temperatūros poveikis oro kompresoriui padidina našta ant vėlesnio oro kompresoriaus vandens garų filtravimo. Todėl būtina dažnai išleisti vandenį iš papildomo apdorojimo įrangos. Žema temperatūra yra naudinga alyvos grandinės sistemai, kuriai reikia vėsinimo, tačiau budėjimo režimo įrangai ar neveikiantiems kompresoriams, paleidžiant žemoje temperatūroje, alyvos grandinė gali būti nenormalioje būsenoje dėl tepimo alyvos kondensacijos.
- Oro kompresoriaus apsauga nuo šalčio: Šildymo ar šildymo įrangą galima pridėti, kad oro kompresoriaus kambario temperatūra būtų aukščiau 0 laipsnių.
- Oro kompresoriaus išjungimo valdymas: Išjungimo atveju reikia nusausinti vandenį ir teršalus iš oro laikymo rezervuaro, šaldymo džiovintuvo ir filtro. Oro slėgis oro kompresoriaus bloke ir kitoje papildomo apdorojimo įrangoje turėtų būti paleistas, o išmetimo prievadai ir kiti oro tiekimo prievadai turėtų būti uždaryti.
- Šaldymo džiovintuvas: Žiemą šaltam džiovintuvui lengva turėti vidinį kondensaciją ir šaldymo komponentų užšalimą. Norint užtikrinti normalų įrangos veikimą, reikia reguliariai valyti ir tikrinti pagrindinius komponentus. Krovinio valdymas: Ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas šalto džiovintuvo apkrovai suslėgtam orui žiemą. Kai apkrova yra per didelė, vandens kiekis suslėgtame ore negali būti tinkamai apdorojamas.
Sėkmingai imantis šalto apsaugos priemonių PSA oro atskyrimo įrangai žiemos metu užtikrinamas normalus įrangos veikimas, gerinamas gamybos efektyvumas ir ilgėja įrangos tarnavimo laikas.
Kompresoriaus filtro pakeitimo metodai
Oro kompresoriaus filtro funkcija yra sulaikyti dulkes ir alyvos daleles, esančias ore. Alyvos lašeliai grąžinami į tepimo sistemą, gaunamas švarus suslėgtas oras.
- Alyvos separatoriaus keitimas: Jei slėgio skirtumas tarp dviejų alyvos separatoriaus galų pasiekia 0,15 MPa, jį reikia pakeisti. Jei slėgio skirtumas yra 0, tai rodo, kad oro kompresoriaus filtras yra sugedęs arba oro srautas buvo trumpai sujungtas.
- Alyvos filtro keitimas: Atsukite seną filtrą, nuvalykite korpusą, sutepkite naujo filtro tarpinę ir sumontuokite. Po paleidimo patikrinkite, ar nėra nuotėkio.
- Oro filtro keitimas: Oro filtru užblokuojamos įsiurbiamos dulkės. Dažniausiai reikia išvalyti arba pakeisti oro filtrą po 500 valandų veikimo. Dulkių aplinkoje pakeitimo laikas turėtų būti sutrumpintas.
Tinkamai prižiūrimi ir prižiūrimi vandenį atskiriantys filtrai ir kiti suspausto oro sistemos komponentai yra gyvybiškai svarbūs efektyviam, patikimam ir ekonomiškam pramoninių procesų veikimui.
tags: #kompresoriaus #vandens #atskyrimo #filtras
