Jakość sprężonego powietrza

Sprężone powietrze może zawierać niepożądane substancje, na przykład wodę w postaci kropli lub oparów, olej w postaci kropel lub aerozolu, a także pył. W zależności od obszaru zastosowań sprężonego powietrza substancje te mogą negatywnie wpływać na wyniki produkcji, a nawet zwiększać koszty. Celem uzdatniania powietrza jest wytworzenie sprężonego powietrza o jakości określonej przez konsumenta. Gdy rola sprężonego powietrza w procesie jest jasno określona, ustalenie układu, który będzie najbardziej dochodowy i wydajny w tej konkretnej sytuacji, jest proste. Chodzi między innymi o określenie, czy sprężone powietrze będzie miało bezpośredni kontakt z produktem lub czy w środowisku pracy można zaakceptować mgłę olejową. Wybór odpowiedniego sprzętu wymaga więc systemowego podejścia.

Międzynarodowa norma ISO 85731 dotycząca "sprężonego powietrza do zastosowań ogólnych" określa zakres, w jakim należy oczyszczać sprężone powietrze (patrz tabela poniżej). Określa, jakie inne urządzenia mogą być używane do osiągnięcia wymaganej klasy jakości sprężonego powietrza.

Wilgoć lub kondensat powinny być usuwane ze sprężarki tak szybko i skutecznie, jak to możliwe, aby zapobiec uszkodzeniu układu sprężonego powietrza. Bezpośrednio wewnątrz sprężarki lub tuż za nią można zamontować cyklon. Aby spuścić kondensat, można podłączyć automatyczny spust kondensatu do filtrów powietrza i osuszaczy powietrza poprowadzony bezpośrednio do separatora wodno-olejowego (w razie potrzeby).

Zasadnicze działanie filtra polega na oddzieleniu cząstek powietrza od zanieczyszczeń. Wydajność oddzielająca cząstki stałe filtra jest wynikiem połączonych wydajności częściowych (dla różnych rozmiarów cząstek), jak określono powyżej. W rzeczywistości każdy filtr jest kompromisem, ponieważ żaden filtr nie jest wydajny w całym zakresie wielkości cząstek. Nawet wpływ prędkości strumienia na wydajność separacji dla różnych rozmiarów cząstek nie jest czynnikiem decydującym. Ogólnie rzecz biorąc, cząstki o wielkości od 0,1 μm do 0,2 μm są najtrudniejsze do oddzielenia (najbardziej penetrująca wielkość cząstek).2.35.png Jak wspomniano powyżej, całkowitą skuteczność wychwytywania filtra koalescencyjnego można przypisać kombinacji wszystkich występujących mechanizmów. Oczywiście znaczenie każdego mechanizmu, wielkości cząstek, w związku z którymi się je stosuje, oraz wartość całkowitej wydajności zależą w dużym stopniu od rozkładu wielkości cząstek aerozolu, prędkości powietrza i rozkładu średnicy włókien w medium filtrującym. Olej i woda w postaci aerozolu zachowują się podobnie do innych cząstek i mogą być również rozdzielone przy użyciu filtra koalescencyjnego. W filtrze te ciekłe aerozole łączą się z większymi kroplami, które opadają na dno filtra pod wpływem grawitacji. Filtr może oddzielać olej w aerozolu i w postaci płynnej. Jednakże olej w postaci płynnej, ze względu na jego wysokie stężenie, powoduje wysoki spadek ciśnienia i przeniesienie oleju. Jeżeli ma być oddzielony olej w postaci pary, filtr musi zawierać odpowiedni materiał adsorpcyjny, zwykle węgiel aktywny. Wszystkie filtry nieuchronnie powodują spadek ciśnienia, co oznacza stratę energii w układzie sprężonego powietrza. Bardziej precyzyjne filtry o węższej konstrukcji powodują większy spadek ciśnienia i mogą się szybciej zapychać, co wymaga częstszej wymiany filtra i w konsekwencji wyższych kosztów konserwacji. Jakość powietrza pod względem ilości cząstek oraz obecności wody i oleju jest określona w branżowej normie ISO 8573-1 dotyczącej czystości powietrza. Aby wyeliminować ryzyko zanieczyszczenia powietrza w krytycznym procesie, zaleca się stosowanie wyłącznie sprężonego powietrza klasy 0. Ponadto filtry muszą być tak zwymiarowane, aby nie tylko prawidłowo obsługiwać nominalny przepływ, ale także mieć większy próg wydajności i radzić sobie z pewnym spadkiem ciśnienia z powodu niedrożności.

Osuszacze kondensacyjne lub adsorpcyjne służą do usuwania wilgoci ze sprężonego powietrza. Osuszacze kondensacyjne są używane, gdy maksymalna wymagana jakość powietrza to klasa 4, co oznacza, że punkt rosy jest niższy niż 3°C. Jeśli wymagane jest sprężone powietrze o mniejszej wilgotności (niższy ciśnieniowy punkt rosy), należy zamontować osuszacz adsorpcyjny.