Повне знання системи стисненого повітря
Система стисненого повітря складається з обладнання джерела повітря, обладнання для очищення джерела повітря та відповідних трубопроводів у вузькому сенсі.У широкому розумінні пневматичні допоміжні компоненти, пневматичні виконавчі компоненти, пневматичні компоненти керування та вакуумні компоненти належать до категорії систем стисненого повітря.Зазвичай обладнання повітряної компресорної станції є системою стисненого повітря у вузькому розумінні.На наступному малюнку показана типова блок-схема системи стисненого повітря:
Обладнання джерела повітря (повітряний компресор) всмоктує атмосферу, стискає природне повітря в стиснене повітря під високим тиском і видаляє забруднюючі речовини, такі як волога, масло та інші домішки зі стисненого повітря за допомогою обладнання для очищення.Повітря в природі є сумішшю багатьох газів (O, N, CO та ін.), і водяна пара є одним із них.Повітря з певною кількістю водяної пари називають вологим, а повітря без водяної пари — сухим.Повітря навколо нас є вологим, тому робочим середовищем повітряного компресора є природне вологе повітря.Хоча вміст водяної пари у вологому повітрі відносно невеликий, його вміст має великий вплив на фізичні властивості вологого повітря.У системі очищення стисненого повітря осушення стисненого повітря є одним із основних компонентів.За певних умов температури і тиску вміст водяної пари у вологому повітрі (тобто щільність водяної пари) обмежена.При певній температурі, коли кількість водяної пари досягає максимально можливого вмісту, вологе повітря в цей час називається насиченим.Вологе повітря, коли водяна пара не досягає максимально можливого вмісту, називається ненасиченим.Коли ненасичене повітря стає насиченим, рідкі краплі води конденсуються з вологого повітря, що називається «конденсацією».Конденсація роси є звичайним явищем, наприклад, влітку вологість повітря дуже висока, і на поверхні водопровідних труб легко утворюються краплі води, а взимку вранці краплі води з’являться на скляних вікнах мешканців, які є всі результати конденсації роси, викликаної охолодженням вологого повітря під постійним тиском.Як згадувалося вище, температура ненасиченого повітря називається точкою роси, коли температура знижується до стану насичення, зберігаючи незмінним парціальний тиск водяної пари (тобто зберігаючи незмінним абсолютний вміст води).Коли температура падає до температури точки роси, відбувається «конденсація».Точка роси вологого повітря залежить не тільки від температури, але й від вмісту вологи у вологому повітрі.Точка роси висока при великому вмісті води і низька при малому вмісті води.
Температура точки роси відіграє важливу роль у компресорній техніці.Наприклад, коли температура на виході повітряного компресора занадто низька, масляно-газова суміш конденсуватиметься в масляно-газовому циліндрі через низьку температуру, що змусить мастило містити воду та вплине на ефект змащення.тому.Температура на виході повітряного компресора повинна бути не нижчою за температуру точки роси при відповідному парціальному тиску.Атмосферна точка роси також є температурою точки роси при атмосферному тиску.Подібним чином, точка роси під тиском відноситься до температури точки роси повітря під тиском.Відповідне співвідношення між точкою роси під тиском і точкою роси в атмосфері пов’язане зі ступенем стиснення.За однакової точки роси під тиском, чим більший ступінь стиснення, тим нижча відповідна атмосферна точка роси.Стиснене повітря з повітряного компресора дуже брудне.Основними забруднювачами є: вода (краплі рідкої води, водяний туман і газоподібна водяна пара), залишковий туман мастила (розпилені краплі олії та пари олії), тверді домішки (іржа, металевий порошок, гумовий порошок, частинки смоли та фільтрувальні матеріали, ущільнювальні матеріали тощо), шкідливі хімічні домішки та інші домішки.Зіпсоване мастило призведе до пошкодження гуми, пластику та ущільнювальних матеріалів, спричинить несправність клапана та забруднює продукти.Волога та пил спричинять іржу та корозію металевих пристроїв і трубопроводів, призведуть до застрягання або зносу рухомих частин, призведуть до несправності або витоку пневматичних компонентів, а волога та пил також заблокують дросельні отвори чи сітки фільтрів.У холодних регіонах трубопроводи замерзають або тріскаються після замерзання вологи.Через погану якість повітря надійність і термін служби пневматичної системи значно знижуються, а втрати, спричинені цим, часто значно перевищують вартість і вартість обслуговування пристрою для очищення джерела повітря, тому абсолютно необхідно вибрати систему очищення джерела повітря правильно.
Що є основним джерелом вологи в стисненому повітрі?Основним джерелом вологи в стисненому повітрі є водяна пара, що всмоктується повітряним компресором разом з повітрям.Коли вологе повітря надходить у повітряний компресор, велика кількість водяної пари стискується в рідку воду під час процесу стиснення, що значно знизить відносну вологість стисненого повітря на виході з повітряного компресора.Якщо тиск у системі становить 0,7 МПа, а відносна вологість вдихуваного повітря становить 80%, стиснене повітря, що виходить з повітряного компресора, є насиченим під тиском, але якщо перед стисненням його перетворити на атмосферний тиск, його відносна вологість становить лише 6 ~10%.Тобто вміст води в стисненому повітрі значно зменшено.Однак при поступовому зниженні температури в газопроводах і газовому обладнанні велика кількість рідкої води буде продовжувати конденсуватися в стисненому повітрі.Як спричинене масляне забруднення стисненого повітря?Масло повітряного компресора, масляні пари та зважені краплі масла в навколишньому повітрі та мастило пневматичних компонентів у системі є основними джерелами масляного забруднення стисненого повітря.В даний час, за винятком відцентрових і мембранних повітряних компресорів, майже всі повітряні компресори (включаючи всі види безмасляних повітряних компресорів з мастилом) подають брудну нафту (краплі нафти, масляний туман, масляні пари та карбонізовані продукти ділення) у газопровід до деяких ступінь.Висока температура камери стиснення повітряного компресора призведе до випаровування, розтріскування та окислення приблизно 5% ~ 6% масла, яке накопичуватиметься у внутрішній стінці трубопроводу повітряного компресора у вигляді вуглецевої та лакової плівки, а легка фракція буде введена в систему стисненим повітрям у вигляді пари та крихітної зваженої речовини.Одним словом, усі масла та мастильні матеріали, змішані зі стисненим повітрям, можна розглядати як забруднені маслом матеріали для систем, які не потребують додавання мастильних матеріалів під час роботи.Для системи, яка потребує додавання мастильних матеріалів у роботу, уся антикорозійна фарба та компресорне масло, що містяться в стисненому повітрі, вважаються забрудненнями мастила.
Як тверді домішки потрапляють у стиснене повітря?Основні джерела твердих домішок у стисненому повітрі: (1) У навколишній атмосфері є різні домішки з різними розмірами частинок.Навіть якщо повітряний фільтр встановлено на впускному отворі повітряного компресора, зазвичай «аерозольні» домішки розміром менше 5 мкм можуть потрапляти в повітряний компресор разом із повітрям, що вдихається, і змішуватися з маслом і водою, потрапляючи у вихлопний трубопровід під час стиснення.(2) Коли повітряний компресор працює, деталі труться і стикаються одна з одною, ущільнення старіють і відпадають, а мастило карбонізується і розщеплюється при високій температурі, що, можна сказати, тверді частинки, такі як частинки металу, , гумовий пил і вуглецевий поділ потрапляють у газопровід.Що таке обладнання джерела повітря?Що там?Вихідним обладнанням є генератор стисненого повітря-повітряний компресор (повітряний компресор).Існує багато типів повітряних компресорів, таких як поршневий, відцентровий, гвинтовий, розсувний і спіральний.
Стиснене повітря, що виходить з повітряного компресора, містить багато забруднюючих речовин, таких як волога, масло та пил, тому необхідно використовувати очисне обладнання для належного видалення цих забруднюючих речовин, щоб уникнути їх шкоди нормальній роботі пневматичної системи.Обладнання для очищення джерела повітря є загальним терміном для багатьох обладнання та пристроїв.Обладнання для очищення джерела газу в промисловості також часто називають обладнанням для подальшої обробки, яке зазвичай відноситься до резервуарів для зберігання газу, осушувачів, фільтрів тощо.● Резервуар для зберігання газу Функція резервуара для зберігання газу полягає в усуненні пульсації тиску, подальшому відділенні води та масла від стисненого повітря шляхом адіабатичного розширення та природного охолодження, а також у зберіганні певної кількості газу.З одного боку, це може пом'якшити протиріччя, коли споживання газу перевищує вихідний газ повітряного компресора за короткий час, з іншого боку, воно може підтримувати подачу газу протягом короткого часу, коли повітряний компресор виходить з ладу або втрачає потужність, щоб забезпечити безпеку пневматичного обладнання.
Стиснене повітря, що виходить з повітряного компресора, містить багато забруднюючих речовин, таких як волога, масло та пил, тому необхідно використовувати очисне обладнання для належного видалення цих забруднюючих речовин, щоб уникнути їх шкоди нормальній роботі пневматичної системи.Обладнання для очищення джерела повітря є загальним терміном для багатьох обладнання та пристроїв.Обладнання для очищення джерела газу в промисловості також часто називають обладнанням для подальшої обробки, яке зазвичай відноситься до резервуарів для зберігання газу, осушувачів, фільтрів тощо.● Резервуар для зберігання газу Функція резервуара для зберігання газу полягає в усуненні пульсації тиску, подальшому відділенні води та масла від стисненого повітря шляхом адіабатичного розширення та природного охолодження, а також у зберіганні певної кількості газу.З одного боку, це може пом'якшити протиріччя, коли споживання газу перевищує вихідний газ повітряного компресора за короткий час, з іншого боку, воно може підтримувати подачу газу протягом короткого часу, коли повітряний компресор виходить з ладу або втрачає потужність, щоб забезпечити безпеку пневматичного обладнання.
● Осушувач Осушувач стисненого повітря, як випливає з його назви, є різновидом обладнання для видалення води зі стисненого повітря.Існує два типи, які зазвичай використовуються: сублімаційна сушарка та адсорбційна сушарка, а також сушарка для розрідження та сушарка з полімерною діафрагмою.Ліофілізаційна сушарка є найбільш часто використовуваним обладнанням для зневоднення стисненого повітря, яке зазвичай використовується в ситуаціях, коли потрібна якість загальних джерел газу.У сублімаційній сушарці використовується така характеристика, що парціальний тиск водяної пари в стисненому повітрі визначається температурою стисненого повітря для охолодження та зневоднення.Сушарка для сублімації зі стисненим повітрям у промисловості зазвичай називається «холодною сушаркою».Його основною функцією є зменшення вмісту води в стисненому повітрі, тобто зниження температури точки роси стисненого повітря.У загальній промисловій системі стисненого повітря це одне з необхідних пристроїв для сушіння та очищення стисненого повітря (також відомого як дообробка).
1 Основні принципи Стиснене повітря можна стискати, охолоджувати, поглинати та іншими методами для досягнення мети видалення водяної пари.Ліофілізаційна сушка - це метод застосування охолодження.Як ми знаємо, повітря, стиснуте повітряним компресором, містить усілякі гази та водяну пару, тому все це вологе повітря.Вологість вологого повітря обернено пропорційна тиску в цілому, тобто чим вищий тиск, тим менше вологість.Після підвищення тиску повітря водяна пара в повітрі, яка перевищує можливий вміст, конденсуватиметься у воду (тобто об’єм стисненого повітря стає меншим і не може вмістити вихідну водяну пару).Це порівняно з вихідним повітрям при вдиханні, вміст вологи менший (тут відноситься до того, що ця частина стисненого повітря відновлюється до нестиснутого стану).Однак вихлоп повітряного компресора все ще є стисненим повітрям, і його вміст водяної пари знаходиться на максимально можливому значенні, тобто він знаходиться в критичному стані газу та рідини.У цей час стиснене повітря називається насиченим станом, тому, доки воно знаходиться під невеликим тиском, водяна пара відразу перетворюється з газу в рідину, тобто вода конденсується.Припустимо, що повітря - це волога губка, яка вбирає воду, а його вологість - це волога, що вдихається.Якщо трохи води вичавити з губки силою, вміст вологи в цій губці відносно зменшиться.Якщо ви дасте губці відновитися, вона, природно, буде сухішою, ніж оригінальна губка.Це також досягає мети зневоднення та сушіння шляхом підвищення тиску.Якщо після досягнення певної сили в процесі стискання губки не застосовувати силу, вода перестане видавлюватися, що є станом насичення.Продовжуйте збільшувати інтенсивність екструзії, вода все ще витікає.Таким чином, повітряний компресор сам по собі виконує функцію видалення води, а метод, який використовується, - це наддув.Однак це не призначення повітряного компресора, а «неприємність».Чому б не використовувати «наддув» як засіб для видалення води зі стисненого повітря?Це в основному через економію, збільшення тиску на 1 кг.Досить неекономно споживати близько 7% енергії.Але «охолодження» для видалення води є відносно економічним, і морозильна сушарка для досягнення своєї мети використовує подібний принцип, як осушення кондиціонером повітря.Оскільки щільність насиченої водяної пари обмежена в діапазоні аеродинамічного тиску (2 МПа), можна вважати, що щільність водяної пари в насиченому повітрі залежить лише від температури, але не має нічого спільного з тиском повітря.Чим вища температура, тим більша густина водяної пари в насиченому повітрі і тим більше води.Навпаки, чим нижче температура, тим менше води (це можна зрозуміти зі здорового глузду життя, сухо і холодно взимку і волого і жарко влітку).Стиснене повітря охолоджується до найнижчої можливої температури, так що щільність водяної пари, що міститься в ньому, стає меншою, і утворюється «конденсат», а маленькі краплі води, утворені цією конденсацією, збираються та викидаються, таким чином досягаючи мети видалення води зі стисненого повітря.Оскільки це включає процес конденсації та конденсації у воду, температура не повинна бути нижчою за «точку замерзання», інакше явище замерзання не призведе до ефективного відведення води.Зазвичай номінальна «температура точки роси під тиском» сублімаційної сушарки становить переважно 2~10 ℃.Наприклад, «точка роси під тиском» 0,7 МПа при 10 ℃ перетворюється на «атмосферну точку роси» -16 ℃.Можна зрозуміти, що коли стиснене повітря використовується в навколишньому середовищі не нижче -16 ℃, води в рідкому стані не буде, коли воно викидається в атмосферу.Усі методи видалення води стисненим повітрям є лише відносно сухими, що відповідають певній необхідній сухості.Абсолютне видалення вологи неможливо, і дуже неекономічно шукати сухість поза межами використання.2 Принцип роботи Сушарка для заморожування зі стисненим повітрям може зменшити вміст вологи в стисненому повітрі шляхом охолодження стисненого повітря та конденсації водяної пари в стисненому повітрі до крапель.Конденсовані краплі рідини виводяться з машини через автоматичну дренажну систему.Поки температура навколишнього середовища в трубопроводі після виходу з сушарки не буде нижчою за температуру точки роси на виході з випарника, явище вторинної конденсації не відбудеться.
Процес стисненого повітря: стиснене повітря надходить у повітряний теплообмінник (попередній нагрівач) [1], щоб спочатку знизити температуру високотемпературного стисненого повітря, а потім надходить у фреон/повітряний теплообмінник (випарник) [2], де стиснене повітря повітря надзвичайно охолоджується, і температура значно знижується до температури точки роси.Відокремлена рідка вода та стиснене повітря відокремлюються у водовіддільнику [3], а відокремлена вода скидається з машини за допомогою автоматичного дренажного пристрою.Стиснене повітря обмінюється теплом із низькотемпературним холодоагентом у випарнику [2], і температура стисненого повітря в цей час дуже низька, приблизно дорівнює температурі точки роси 2~10 ℃.Якщо немає особливих вимог (тобто для стисненого повітря немає вимоги до низької температури), зазвичай стиснене повітря повертається до повітряного теплообмінника (попереднього нагрівача) [1] для обміну теплом зі стисненим повітрям високої температури, яке щойно отримало. увійшов до холодної сушарки.Метою цього є: (1) ефективне використання «відпрацьованого холоду» осушеного стисненого повітря для попереднього охолодження високотемпературного стисненого повітря, що тільки що надходить у холодну сушарку, щоб зменшити холодильне навантаження на холодну сушарку;(2) для запобігання вторинним проблемам, таким як конденсація, капання, іржа тощо за межами заднього кінця трубопроводу, викликані низькотемпературним стисненим повітрям після сушіння.Процес охолодження: холодоагент фреон надходить у компресор [4], і після стиснення тиск зростає (температура також підвищується).Коли воно трохи вище тиску в конденсаторі, пари холодоагенту під високим тиском викидаються в конденсатор [6].У конденсаторі пари холодоагенту з вищою температурою та тиском обмінюються теплом з повітрям (повітряне охолодження) або охолоджувальною водою (водяне охолодження) з нижчою температурою, таким чином конденсуючи холодоагент фреон у рідкий стан.У цей час рідкий холодоагент знижується (охолоджується) за допомогою капілярного/розширювального клапана [8], а потім надходить у фреон/повітряний теплообмінник (випарник) [2], де він поглинає тепло стисненого повітря та газифікується.Охолоджене повітря, стиснене об’єктом, охолоджується, а випарована пара холодоагенту всмоктується компресором для запуску наступного циклу.
Холодоагент у системі завершує цикл за допомогою чотирьох процесів: стиснення, конденсації, розширення (дроселювання) і випаровування.Завдяки безперервному циклу охолодження реалізується мета заморожування стисненого повітря.4 Функція кожного компонента Повітряний теплообмінник Щоб запобігти утворенню конденсату на зовнішній стінці зовнішнього трубопроводу, повітря після сублімаційної сушки виходить із випарника та обмінюється теплом зі стисненим повітрям із високою температурою та вологим теплом у повітрі. знову теплообмінник.При цьому температура повітря, що надходить у випарник, значно знижується.теплообмін Холодоагент поглинає тепло і розширюється у випарнику, перетворюючись із рідини на газ, а стиснене повітря обмінюється теплом, щоб охолонути, так що водяна пара в стисненому повітрі перетворюється з газу на рідину.Водовіддільник Відокремлена рідка вода відокремлюється від стисненого повітря у водовіддільнику.Чим вища ефективність розділення водовіддільника, тим менша частка рідкої води, яка повторно випаровується в стиснене повітря, і тим нижча точка роси під тиском стисненого повітря.компресор Газоподібний холодоагент потрапляє в холодильний компресор і стискається, перетворюючись на газоподібний холодоагент високої температури та високого тиску.перепускний клапан Якщо температура відокремленої рідкої води падає нижче точки замерзання, конденсований лід спричинить блокування льоду.Перепускний клапан може контролювати температуру охолодження та точку роси під тиском при стабільній температурі (1~6 ℃).конденсатор Конденсатор знижує температуру холодоагенту, і холодоагент переходить із високотемпературного газоподібного стану в низькотемпературний рідкий стан.фільтр Фільтр ефективно фільтрує домішки холодоагенту.Капілярний/розширювальний клапан Після проходження через капілярний/розширювальний клапан холодоагент збільшується в об’ємі та знижується за температурою, перетворюючись на рідину з низькою температурою та низьким тиском.газорідинний сепаратор Коли рідкий холодоагент потрапляє в компресор, він може спричинити явище рідинного молотка, що може призвести до пошкодження холодильного компресора.Лише газоподібний холодоагент може надходити в холодильний компресор через газо-рідинний сепаратор холодоагенту.Автоматичний дренаж Автоматичний дренаж регулярно скидає рідку воду, що накопичилася в нижній частині сепаратора, за межі машини.Ліофілізатор має такі переваги, як компактна конструкція, зручне використання та обслуговування, низька вартість обслуговування тощо, і підходить для випадків, коли температура точки роси тиску стисненого повітря не надто низька (вище 0 ℃).Адсорбційний осушувач використовує осушувач для осушення та осушення примусового стисненого повітря.Регенеративний адсорбційний осушувач часто використовується в повсякденному житті.
● Фільтр Фільтри поділяються на головний трубопровідний фільтр, газо-водяний сепаратор, дезодоруючий фільтр з активованим вугіллям, паровий стерилізаційний фільтр тощо. Їх функціями є видалення масла, пилу, вологи та інших домішок у повітрі для отримання чистого стисненого повітря.Джерело: компресорна технологія Застереження: ця стаття відтворена з мережі, а вміст статті призначений лише для ознайомлення та спілкування.Повітряна компресорна мережа нейтральна до поглядів у статті.Авторські права на статтю належать оригінальному автору та платформі.Якщо є порушення, зв’яжіться з нами, щоб видалити їх.
