Типичные ошибки в проектировании системы подготовки сжатого воздуха. Как снизить риски резкого падения давления?

Как подобрать фильтр для системы сжатого воздуха?

Неправильный расчет системы подготовки сжатого воздуха приводит к нарушениям ее работы, потерям сжатого воздуха и перерасходу электроэнергии. Очень часто при подборе компрессора и других компонентов покупатели обращают внимание на технические параметры: производительность и рабочее давление аппаратов. При этом совершенно забывая, что давление сжатого воздуха, поступающее потребителю, может существенно разниться от давления на выходе из компрессора.

Стандартная производственная схема система подготовки сжатого воздуха выглядит следующим образом:

1Система подготовки сжатого воздуха

Рис. 1. Система подготовки сжатого воздуха

1 – компрессор, 2 – сепаратор, 3 – вентиль, 4 – ресивер, 5- устройство отведения конденсата из ресивера, 6 – предварительный фильтр, 7 – осушитель, 8- слив конденсата, 9 – фильтр тонкой очистки, 10 – фильтр тонкой очистки, 11 – угольный фильтр, 12 – водно-масляный сепаратор.

В данной схеме на пути от компрессора к потребителю заложено 15 различных компонентов – фильтры, сепараторы, ресивер и т.д. Все они являются своего рода препятствием для свободного прохождения рабочей среды, и оказывают сопротивление, при котором неизменно падает первоначальное давление. Еще одной преградой являются изгибы трубопровода и вентили.

2Ошибки в расчетах системы сжатого воздуха

Рассмотрим пример типичной ошибки в расчетах системы сжатого воздуха. Имеются входные данные: расстояние между компрессором и потребителями (R) = 150 м, диаметр трубы - 1". Минимальное рабочее давление потребителей – 6,5 бар. Требуемая производительность по воздуху – 5,7 м3/мин. Требования по качеству воздуха – наличие осушителя и трех фильтров (1 – грубой очистки, 2 – тонкой очистки). Наличие ресивера.

Готовый проект. Покупатель выбирает маслосмазываемый компрессор с рабочим давлением 7,5 бар и max производительностью по воздуху – 6 м3/мин. Режим работы компрессора «разгрузка-нагрузка». По расчетам рабочего давления должно хватить, чтобы обеспечить потребителей при запросе в 6,5 бар. Однако по факту давления не хватает, чтобы полноценно обеспечить сжатым воздухом всех потребителей.

В чем же ошибка?

• Во-первых, расчет рабочего давления необходимо осуществлять с учетом неблагоприятных условий эксплуатации (смена температурного режима и т .д.).
• Во-вторых, режим работы «разгрузка-нагрузка» в 1 бар предполагает, что давление от компрессора до потребителя может снизиться до 6,5 бар.
• В-третьих, учитывая, что в системе присутствуют три фильтра, падение давления по мере загрязнения фильтров может составить до 0,5 бар (максимально) на каждом. В сумме это может дать до 1,5 бар. Также, стоит учитывать падение давление в осушителе может составить до 0,1 бар, в ресивере – 0,1 бар.
• В-четвертых, длина трубной магистрали равняется 150 метров. При указанном расходе сжатого воздуха, падение давления при таком расстоянии может составить до 0,3 бар.

Расчеты показывают, что общее падение давление в системе составит: 7,5 бар (компрессор) – 1 бар (режим работы) – 1,5 бар (падение давления в фильтрах) – 0,1 бар (осушитель) – 0,1 бар (ресивер) – 0,3 бар (магистраль с диаметром трубы 1") = 4,5 бар. Получаем, что в среднем потребители получат рабочее давление по сжатому воздуху 4,5 бар, при минимально допустимых значениях – 6,5 бар.

Таким образом, пневматическая система будет недополучать давление в 2 бара, что приведет к нарушению технологического процесса, появлению брака или полной остановке системы. Правильное решение поставленной задачи должно быть следующим: компрессор с рабочим давлением – 10 бар, диаметр трубопровода - 2".

3Как правильно рассчитать давление постоянной сети распределения сжатого воздуха?

Расчет стационарных систем сжатого воздуха выполняют таким образом, чтобы падение давление от исходной точки к потребителю было минимальным. Для этого необходимо учесть следующие факторы.

Длина трубопровода. Максимально допустимую длину трубной магистрали от компрессора к потребителям с учетом перепадов давления рассчитывают следующим образом:

где: L = общая длина трубы (м), ∆p = допустимое падение давления в сети (бар), p = абсолютное давление на входе (бар), qc = подача атмосферного воздуха (FAD) в компрессор (л/с), d = внутренний диаметр трубы (мм).

Во многих случаях трубопровод проводят по замкнутому контуру, который смонтирован вокруг зоны потребления сжатого воздуха. Кольцевую трубную магистраль с точками потребления соединяют с помощью отводящих труб. Это позволяет избежать утечек сжатого воздуха из системы, и обеспечить равномерную подачу рабочей среды каждому потребителю. Подобную схему рекомендуют использовать при любом количестве потребителей. Единственным ограничением может стать значительная удаленность точки потребления от компрессора.

Наличие компонентов пневмосети (фильтры, сепараторы, осушители, ресивер), шланговых муфт, переходников и других соединительных элементов. При расчетах рабочего давления рекомендуется добавлять к требуемому давлению значения падения давления в пневмосети, которые приходятся на другие компоненты (Таблица 1):

Воздушный ресивер. В составе каждой системы подготовки сжатого воздуха присутствуют один или несколько ресиверов для накопления сжатого воздуха. Ранее мы рассматривали, что такое воздушный ресивер, каковы его функции и зачем ресивер подключают к компрессору.

Цена по запросу

Запросить КП

Написать на почту

Скачать каталог

Предлагаем ресиверы с давлением 10-16-40 бар и объемом бака от 3 до 900 литров. Всегда в наличии ресиверы объемом 250-500-900 литров. Перейти в раздел >>>

Подбор ресивера напрямую зависит от требуемых параметров системы:производительности компрессора, графика потребления рабочей среды и системы подачи сжатого воздуха. Для эффективного и своевременного отвода конденсата каждый воздухосборник обязательно оснащается конденсатоотводчиком. Чтобы воздушный ресивер полностью обеспечивал потребности производства в постоянном хранении сжатого воздуха, а также охлаждал и осушал воздух до требуемых параметров, необходимо правильно рассчитать его внутренний объем. Данное правило распространяется на компрессоры с режимом работы «разгрузка/нагрузка».

где: V - объем воздушного ресивера, Qс (л) - подача атмосферного воздуха в компрессор (л/с), p1 =-давление на входе в компрессор (бар), T1 = max температура на входе в компрессор (K), T0 = температура сжатого воздуха в ресивере (K), (pU-pL) = заданная разница давлений при работе в режиме нагрузки и разгрузки, fmax = максимальная частота нагружения (на компрессорах «Атлас Копко» 1 цикл в 30 секунд).

4Способы снижения перепадов давления в работающей системе распределения

Вышеуказанные расчеты и рекомендации касаются проектируемых сетей распределения сжатого воздуха. А что же делать, если в уже работающей системе происходят перепады давления? С этой целью оборудование и трубопроводы сети регулярно обследуют и проводят профилактические мероприятия:

Замена неисправных компонентов. Гибкие шланги, как правило, имеют изгибы, которые со временем могут протираться. Как результат, образовываются утечки сжатого воздуха и снижение рабочего давления. Следует проверить весь трубопровод на наличие свищей, отверстий, изломов.

Изменение структуры пневмосети. Реорганизация системы подготовки сжатого воздуха позволит исключить потери рабочего давления. В данном случае в систему могут добавить регуляторы давления, сократить длину труб, перенос системы в другое помещение и тд.

Очистка и замена фильтров. Старые фильтры работают не на полную мощность. Регулярная очистка и замена добавит системе до 0,5 бар.

Осмотр фитингов, регуляторов давления.

Замена компонентов (охладителя, сепаратора, осушителя). Снижение эффективности данных приборов негативно влияет на работу системы сжатого воздуха, возникает риск попадания влаги в рабочую среду, что негативно сказывается на всем процессе подготовки сжатого воздуха.

Снижение расстояния от компрессора до точки потребления.

Длинные трубные магистрали способствуют снижению давления в пневмосети даже при условии идеально работающих компонентов. Сокращение расстояния поможет выровнять значения рабочего давления в системе.

Если вам нужна консультация по оборудованию или сервисному обслуживанию компонентов пневмосети, свяжитесь с нашим менеджером одним из способов:

• По телефону: 8-800-555-95-28 (звонок бесплатный)
• По электронной почте: to@novatecs.ru
• Заполнив заявку в нашем онлайн-чате.