О сжатом воздухе

Сжатый воздух на сегодняшний день является важнейшим и незаменимым источником энергии для промышленных предприятий, сравнимым по важности разве что с электричеством.

В данной статье мы подробно расскажем о том, что же такое сжатый воздух, какие он имеет особенности и характеристики при сжатии, и как следует с ним обращаться в рамках рабочего процесса.

По своей сути, сжатый воздух представляет собой воздух под давлением, которое превышает атмосферное, то есть сжатый атмосферный воздух. Состав атмосферного воздуха известен, это сочетание следующих газов:

• азот в концентрации около 78%;
• кислород в концентрации около 21%;
• остальные газы в общем соотношении около 1%.

Основными параметрами описания состояния воздуха являются следующие:

• давление (bar);
• температура (°C);
• удельный объем (л. или м3).

Последний параметр (удельный объем) обычно используется для расчета объема ресивера или расхода сжатого воздуха компрессором.

В процессе сжатия воздух проходит следующие этапы:

• Атмосфера;
• Компрессор;
• Пневмомагистраль;
• Потребитель.

Основной процесс сжатия воздуха происходит в компрессоре, после него по пневмомагистрали сжатый воздух поступает к потребителю. Для задач сжатия воздуха наибольшее распространение получили поршневые, винтовые и турбокомпрессоры.

Далее посмотрим, как меняются параметры воздуха в процессе сжатия.

Температура

После всасывания воздуха в компрессор, он начинает сжиматься. При сжатии воздуха в компрессоре температура может повыситься до 180 градусов, но после попадания в ресивер, температура снижается примерно до 40 градусов. В течение процесса понижения температуры начинает образовываться конденсат, то есть выпадение влаги.

Особенности сжатия воздуха:

• в процессе сжатия воздуха его температура всегда повышается, поскольку молекулы начинают двигаться быстрее, и выделяется тепло, при этом существует прямая зависимость повышения температуры от степени сжатия. Другими словами, чем сильнее мы сжимаем воздух, тем больше становится его температура. Это справедливо и для небольших величин давления.
• пары воды также сжимаются и впоследствии конденсируются
• конденсат представляет собой загрязнение, аккумулирующее в себе частицы пыли, масла, окалины и т.д.
• Конденсат и прочие загрязнения необходимо удалять, иначе они могут повредить пневмосистеме, являясь причиной коррозии, повышенного износа и поломки.

Состав сжатого воздуха

Поступающий в компрессор воздух может содержать до 2 миллиардов частиц пыли, что уже является загрязнением в виде твердых частиц. Далее к ним прибавляется влага, масляные пары и частицы углерода. Масляный туман может повредить компрессор во время работа, а если мы эксплуатируем компрессор в условиях медицинского, фармацевтического производства или при производстве продуктов питания, вредные вещества могут попасть в организм человека или в продукты. Масляный туман сложно отделить от основного потока воздуха. Соответственно, для предотвращения износа оборудования и обеспечения его долгосрочной работы, воздух необходимо очищать. Кроме того, важным моментом является обеспечение соответствия качества сжатого воздуха нормам и стандартам DIN ISO 8573-1:2001 или ГОСТ 17433-80.

Очистка сжатого воздуха

Для соответствия высоким требованиям к сжатому воздуху, предъявляемым современными производствами, и, как следствие, к продукту, необходимо использовать комплексные системы подготовки и очистки воздуха.
В последнее время производство качественного сжатого воздуха приобрело особое значение, так как современная промышленность предъявляет высокие требования к оборудованию, а потребитель - к качеству выпускаемой продукции.

В связи с этим существуют комплексные системы подготовки и очистки сжатого воздуха. Например, для удаления влаги применяются охладители воздуха, которые способствуют выпадению конденсата путем охлаждения воздуха примерно до 10 градусов относительно температуры окружающей среды. Далее используются осушители воздуха для получения сжатого воздуха с требуемым содержанием влаги (точкой росы). Чтобы удалить примеси и загрязнения, например пыль, окалину, ржавчину, масляные пары необходимо использовать фильтры очистки.

Преимущества использования сжатого воздуха

• Безопасность – по сравнению с электричеством, куда более безопасным является использование сжатого воздуха. В этом случае исключены перегрузки, поражение током, возгорание и прочий ущерб, особенно при работе в условиях повышенной влажности.
• Удобство применения – проще использовать на удаленных строительных объектах, буровых установках, шахтах. Важными особенностями является возможность работы с переменной частотой и крутящим моментом.
• Меньший вес и эргономичность – удобство работы, снижение утомляемости персонала и расходов на эксплуатацию.
• Стоимость – по последним подсчетам, стоимость электричества ниже, чем стоимость сжатого воздуха, но само оборудование для получения сжатого воздуха стоит существенно дешевле, при этом отличается простотой конструкции и большей долговечностью.
• Сжатый воздух является отличной универсальной, гибкой и безопасной средой для хранения и передачи энергии. Учитывая все возрастающее потребление сжатого воздуха в промышленности, стоит заметить, что правильное использование указанных выше средств подготовки и очистки воздуха позволит длительно эксплуатировать вашу пневмосистему и избежать поломок и выхода из строя.