Сгъстен въздух в металургията. Използване на сгъстен въздух

Сгъстеният въздух е въздушна маса, която се съдържа в контейнер, докато налягането му надвишава атмосферното налягане. Използва се в промишлеността в различни производствени операции. Типична система за сгъстен въздух е тази, работеща при налягане до десет бара. В такива случаи въздушната маса се компресира десет пъти от първоначалния си обем.

Главна информация

При налягане от седем бара сгъстеният въздух е практически безопасен за работа. Той е в състояние да осигури достатъчно движеща силаинструментът не е по-лош от електрическото захранване. Това изисква по-малко разходи. В допълнение, такава система се характеризира с по-бърза реакция, което в крайна сметка може да я направи много по-удобна. Това обаче ще изисква да се вземат предвид параметрите по-долу.

Приложение на сгъстен въздух

Доста често производителите използват този вид енергия за бързо и ефективно почистване на оборудването от мръсотия и прах. В допълнение, сгъстеният въздух се използва широко за продухване на тръби в котелни помещения. Използва се за почистване на помещения, оборудване и дори дрехи от дървесен прах. В повечето страни вече се появиха стандарти за използване на този вид енергия, например в Европа това е CUVA, а в САЩ - OSHA. В допълнение към използването му в производствените операции, широко се използват инструменти, които работят директно върху въздуха - това са отвертки, пневматични бормашини, гаечни ключове (по време на монтаж и изграждане на оборудване), пистолети за пръскане (по време на основен ремонт). В допълнение, сгъстеният въздух в кутии вече се използва широко в пневматичните оръжия.

Безопасност

Когато използвате сгъстен въздух, трябва да се спазват следните предпазни мерки.

1. Не насочвайте струята към устата, очите, носа, ушите или други места.
2. Не третирайте отворени рани със сгъстен въздух, защото могат да се образуват мехурчета под кожата, ако стигнат до сърцето, ще доведат до инфаркт, а ако стигнат до мозъка, могат да провокират.Освен това, попадайки в раната, въздухът може да го зарази, който се намира в компресорната система или в тръбите.
3. Забранено е да играете и да насочвате струята сгъстен въздух към други хора.
4. Не създавайте свръхналягане на компресорната система.
5. Всички елементи на пневматичната инсталация трябва да бъдат внимателно закрепени, за да се избегне счупване и в резултат на това нараняване.
6. Забранено е почистването на оборудването от прах и мръсотия в присъствието на открит пламък и заваръчни работи. Това може да причини експлозия поради наличието на прах в суспензията.
7. Когато работите със системи за сгъстен въздух, носете лични предпазни средства като очила или маска.
8. Забранено е затягането на съединители, на възли или на тръби под налягане.
9. При монтажа на пневматичната система маркучите трябва да се фиксират на места с най-малък риск от повреда (на тавани, стени).

Предимства на сгъстения въздух

Сега помислете какви са предимствата от използването на този вид енергия на производствените линии.

Мрежи за сгъстен въздух

За оптимална работа и висока икономическа ефективност на инсталацията трябва да бъдат изпълнени следните изисквания. В пневматичната система загубите трябва да бъдат сведени до минимум, освен това въздухът трябва да идва до потребителите сух и чист, това се постига чрез инсталиране на специален обезвлажнител, който позволява кондензация на влага. Също така трябва да се обърне специално внимание на главните тръбопроводи. Правилният монтаж на въздуховодите е ключът към издръжливостта на експлоатация, както и намаляването на разходите за поддръжка. Чрез увеличаване на нивото на налягане в компресора спадът в тръбопровода може да бъде компенсиран.

Изчисляване на консумацията на сгъстен въздух

Винаги включвайте така наречените приемници (въздушни колектори). В зависимост от производителността и мощността на оборудването, системата може да съдържа няколко приемника. Основната им цел е да изгладят пулсациите на налягането, освен това газовата маса се охлажда във въздушния колектор и това води до конденз. Изчисляването на сгъстен въздух е да се определи консумацията на приемника. Това става по следната формула:

• V = (0,25 x Q c x p 1 x T 0) / (f max x (p u -p l) x T l), където:
  - V - обемът на въздушния приемник;
  - Q c - производителност на компресора;
  - p 1 - налягане на изхода на инсталацията;
  - T l - максимална температура;
  - T 0 - температура на сгъстен въздух в приемника;
  - (p u -p l) - зададена разлика в налягането между товарене и разтоварване;
  - f max - максимална честота.

Въздух под налягане

Въздух под налягане- това е въздух, който е под известно налягане, обикновено по-високо от атмосферното. В Европа около 10% от електроенергията се консумира от индустрията за производство на сгъстен въздух. Това съответства на 80 тераватчаса годишно.

Приложение

По своята роля в икономиката сгъстеният въздух се изравнява с електричеството, природен гази вода. Но единица енергия, съхранявана в сгъстен въздух, струва повече от енергията, съхранявана в който и да е от тези три ресурса. .

сгъстен въздух може да се използва за следните цели:

• пневматичен задвижващ механизъм - задвижването на машини и механизми с помощта на пневматична енергия (пример за пневматичен задвижващ механизъм е ударен чук).
• енергиен запас.
• при гмуркане за зареждане на въздушни бутилки.
• пневматични транспортни инсталации - движение на насипни стоки с помощта на въздушен поток.
• почистване на електронни компоненти, които не могат да се почистват с вода.
• пневматични спирачки
• стартиране на дизелови двигатели като алтернатива на стартиране със стартер.

Вижте също

Бележки

Фондация Уикимедия. 2010 г.

Вижте какво е "сгъстен въздух" в други речници:

КОМПРЕСИРАН ВЪЗДУХ Въздух, който се поддържа под налягане, много по-високо от атмосферното. Това се постига чрез изпомпване на въздух с помпа или КОМПРЕСОР в резервоара. Сгъстеният въздух се използва широко за задвижване на машини, ... ... Научно-технически енциклопедичен речник

КОМПРЕСИРАН ВЪЗДУХ- въздухът е енергиен носител под свръхналягане (обикновено до 588 kPa), компресиран от бутални или турбинни компресори. Използването на сгъстен въздух с относително ниско налягане се дължи на простотата на компресорното оборудване, малки ... ... Металургичен речник

сгъстен въздух- - [A.S. Goldberg. Английско-руски енергиен речник. 2006] Теми енергия като цяло EN сгъстен въздух …

сгъстен въздух- suslėgtasis oras statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. въздух под налягане; тежък въздушен вок. Druckluft, f; Preßluft, рус. сгъстен въздух, пранц. air comprime, m … Fizikos terminų žodynas

сгъстен въздух- suslėgtas oras statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Įvairaus suslėgimo laipsnio oras, naudojamas technologiniams tikslams. Suslegiama kompresoriais, който е с мощност 0,3 MPa; mažesniu slėgiu suslegia ventiliatoriai ir… … Ekologijos terminų aiskinamasis žodynas

сгъстен въздух с ниско налягане- - [A.S. Goldberg. Английско-руски енергиен речник. 2006] Теми енергия като цяло EN услуга airSA … Наръчник за технически преводач

GOST R 53977-2010: Сгъстен въздух за пневматични системи на железопътен подвижен състав. изисквания за качество- Терминология GOST R 53977 2010: Сгъстен въздух на пневматични системи на железопътен подвижен състав. Изисквания за качество оригинален документ: 3.3 спомагателно пневматично оборудване: Част от пневматичната система, която осигурява ... ...

ГОСТ ISO 8573-5-2006: Сгъстен въздух. Част 5: Методи за контрол на маслени пари и органични разтворители- Терминология GOST ISO 8573 5 2006: Сгъстен въздух. Част 5: Методи за контролиране на маслени пари и органични разтворители оригинален документ: 3.1 mesh твърди веществас…… Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация

GOST R ISO 8573-2-2005: Сгъстен въздух. Част 2: Методи за контрол на аерозолни масла- Терминология GOST R ISO 8573 2 2005: Сгъстен въздух. Част 2 Методи за контролиране на съдържанието на аерозолно масло оригинален документ: 3.1 стенен поток част от поток от сгъстен въздух, в който замърсяването с масло вече не може… … Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация

GOST R ISO 8573-1-2005: Сгъстен въздух. Част 1. Класове на замърсяване и чистота- Терминология GOST R ISO 8573 1 2005: Сгъстен въздух. Част 1. Замърсители и класове на чистота оригинален документ: 3.2 агломерат: Натрупване, състоящо се от съединения на две или повече частици. Дефиниции на термина от различни документи: ... ... Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация

Когато въздухът около нас се компресира, концентрацията на пари и твърди частици в него се увеличава значително. Процесът на компресия кара парата да се кондензира в капчици и след това да се смеси с твърди вещества с висока концентрация. Получава се абразивна смес, която в много случаи има и кисела реакция. Без оборудване за качество на въздуха повечето оттази корозивна смес ще навлезе в мрежата за сгъстен въздух.

Инвестирането в ефективно оборудване за обработка на въздух Ceccato носи солидна възвръщаемост: това оборудване радикално намалява замърсяването на въздуха чрез предотвратяване на корозия в тръбопроводите, повреда на пневматичното оборудване и разваляне на продукта.

Защо качественият въздух е важен?

Оборудване за почистване и изсушаване на сгъстен въздух -влагоуловители Ceccato

Ще се радваме да ви помогнем да решите проблема с почистването и изсушаването на сгъстен въздух. Пълна гама оборудване от CECCATO (и други водещи производители) ще ви позволи да направите това с най-висока ефективност и качество. Можете лесно да получите сгъстен въздух с необходимите параметри.

Стандартни решенияза почистване и изсушаване на сгъстен въздух

Конвенции

Колко вода се съдържа в пневматичната система?

1 кубичен метър атмосферен въздух при 25°C и 70% влажност съдържа 16 грама вода. Съответно, със сгъстен въздух, подаван към пневматичната мрежа от компресор с капацитет 54 m3 / min (FAD) при налягане 7 бара, ще влязат 52 литра вода на час. Ако температурата на околната среда е 40°C, водният поток ще се увеличи до 115 литра вода на час. Въпреки това, по-голямата част от влагата може да бъде отстранена от сгъстен въздух с правилното оборудване.

Всъщност температурата на сгъстения въздух на изхода на вторичния охладител е с 10...15°C по-висока от температурата на околния въздух. Въпреки това, влажността на сгъстения въздух е 100% и дори леко понижаване на температурата ще доведе до кондензация. Температурата, при която влагата започва да кондензира, се нарича точка на оросяване (PDP). За да се предотврати кондензация на влага в тръбопроводите, сгъстеният въздух трябва да се охлади до температура под температурата околен свят. С други думи, точката на оросяване трябва да е под температурата на околната среда. В повечето случаи точката на оросяване на сгъстения въздух може да се понижи с хладилен изсушител. Въпреки това, за да се постигне по-ниска точка на оросяване, е необходимо използването на адсорбционен изсушител.

Информация от официален каталог Atlas Copco

В съвременния високотехнологичен свят сгъстеният въздух е незаменим, използва се навсякъде и днес е вторият най-важен източник на енергия след електричеството за толкова много индустриални предприятия.

Какво е въздух под налягане? Какви са принципите и характеристиките на компресията на въздуха и какво трябва да се помни, когато работите с него?

Нека започнем с определение: сгъстеният въздух е въздух, който е под налягане, по-високо от атмосферното. Всъщност сгъстеният въздух е сгъстен атмосферен въздух, тоест въздухът, който дишаме, който се състои от различни газове:

21% кислород

1% други газове.

Състоянието на въздуха (газа) може да се опише с три параметъра:

Налягане (P);

Температура (C);

Специфичен обем (Vсп.);

В технологията за компресиране на въздух и трите параметъра се измерват в определени количества:

Работното налягане (компресионно налягане) се измерва в бар;

Температурата на сгъстения въздух се измерва в градуси по Целзий;

Обемът се използва както за определяне на размера на ресивера, така и за потреблението на сгъстен въздух от компресорите, изразено в литри / мин или кубични метри / час

Едно от средствата за компресиране на въздуха е неговото "производство" от компресорно оборудване. Така сгъстеният въздух започва своето пътуване в компресора.

Преди да достигне до потребителя, сгъстеният въздух преминава през следните етапи:

На всеки от тези етапи се извършва вид трансформация на въздуха от едно състояние в друго. Разгледайте основните принципи и характеристики на сгъстения въздух.

температура.

Когато въздухът навлиза в компресора от атмосферата, въздухът започва да се компресира. По време на компресия на въздуха в компресора температурата му може да достигне до 180 С, но след известно време, когато въздухът навлезе по-навътре в приемника, температурата му започва да пада, например на "изхода" на бутален компресор е приблизително 40-45 С.

По този начин спадът на температурата на сгъстения въздух е "на лице", а въздухът наистина се охлажда. В момента, в който температурата му започне да се понижава, настъпва процес на кондензация или иначе казано овлажняване. Ето защо е важно да знаете следното за компресията на въздуха:

Когато се компресира, винаги има повишаване на температурата. Колкото повече въздухът е компресиран, толкова по-висока се повишава температурата и дори когато въздухът е компресиран до ниско налягане, настъпва значително повишаване на температурата.

Повишаването на температурата не се дължи на механичното триене на частите на компресора и други подобни, а на самото компресиране.

Водната пара също се компресира и при последващо понижаване на температурата се кондензира.

Когато въздухът се компресира, водната пара става основният замърсител.

В сгъстения въздух кондензираната вода е замърсител, който улавя и пренася други замърсители.

Концентрацията на вредни вещества се увеличава и може да стане опасна, ако не се отстрани.

Най-важното е, че в резултат на компресията на въздуха след спадане на температурата на въздуха се получава конденз, което може да се превърне в истински проблем за потребителя.

Значителното съдържание на вода в сгъстения въздух причинява корозия на пневматичната система. Суспендираните частици и ръждата действат като абразив върху елементите на пневматичната автоматика. Всичко това води до сериозни повреди на пневматичното оборудване, като по този начин причинява прекъсване на оборудването, увеличаване на оперативните разходи и повреди на произведените продукти.

състав на сгъстен въздух.

Когато се подава в компресор, нормалният въздух съдържа около 1,8 милиарда прахови частици. По този начин въздухът, влизащ в компресора, вече съдържа замърсители под формата на прахови частици. Към това трябва да добавим и това, което вече разбрахме - известно количество влага или водна пара, която кондензира при компресиране, също образува замърсяване на въздуха. Но това не е всичко: по време на работа на маслени компресори в въздушно течение(в резултат на нагряване на маслото) могат да навлязат маслени пари и образуван въглерод.

Маслена мъгла или пари от потока сгъстен въздух могат да причинят повреда на компресора, стърготини от боя от корпуса или дупки (дупки) в него. При работа с компресора в хранително-вкусовата промишленост или в областта на медицината съществува риск от навлизане на вредни вещества в човешкото тяло. Маслената мъгла е най-трудният елемент за отстраняване от въздушния поток.

Всичко това като цяло води до факта, че замърсяването на атмосферния въздух с наличието на водни пари и маслена мъгла, по време на работа на компресора, се превръща в 2 милиарда прахови частици и 0,03 mg / m. маслени пари в изходящия въздушен поток.

Попадайки в пневматичната система, такава агресивна смес води до ускорено износване на оборудването и неговата повреда.

Ето защо възниква въпросът за качеството на въздуха, което се определя от съдържанието на прахови частици, маслена мъгла и водни пари. Изискването за качество на сгъстения въздух се определя от производителя на оборудването и е стандартизирано съгласно DIN ISO 8573-1:2001 или GOST 17433-80. Съществуват следните ISO стандарти за типовете сгъстен въздух:

Пречистване на сгъстен въздух.

През последните години производството на висококачествен сгъстен въздух придоби особено значение, т.к модерна индустрияпоставя високи изисквания към оборудването, а потребителят - към качеството на продуктите. В тази връзка съществуват сложни системи за подготовка и пречистване на сгъстен въздух. Ако накратко спрем на основните етапи, те изглеждат така.

За принудително отстраняване на влагата от сгъстен въздух на първия етап се използват въздушни охладители, които охлаждат горещия, влагосъдържащ въздух до температура от +10 C спрямо температурата на околната среда. В резултат на бързото охлаждане се получава конденз. На изхода на охладителя сгъстеният въздух съдържа влага под формата на суспензия от водни капчици - воден кондензат и пара. Изсушителите със сгъстен въздух се използват в следващата стъпка за получаване на сгъстен въздух с необходимата точка на оросяване (съдържание на влага).

За отстраняване на други примеси, съдържащи се в сгъстения въздух (пясък, прах, метални частици от триещите се елементи на компресора, продукти на окисляване на пневматичната линия, маслени пари и др.), Използват се главни филтри.

Така, каквито и да са изискванията за чист въздух, модерни системиподготовката и пречистването на въздуха ви позволяват ефективно да подготвите и пречистите въздуха до необходимото ниво.

DIN ISO 8573-1:2001 Качество на сгъстения въздух

Стандарт за качество на сгъстения въздух за всяка категория приложения

Pnevmomagazin.ru

ЧАСТ1

Теоретични основи на компресията на въздуха.

Кратка история на развитието на компресорите.

Но какво е сгъстен въздух?

Уравнение на състоянието идеален газ

Какво е натиск?

Единици

Производство на сгъстен въздух.

Видове компресори

1.2. Бутални компресори

1.3 Винтови компресори

Маслени винтови компресори

Топлинно възстановяване

Безмаслени компресори

Сухи винтови компресори

Винтови компресори, пълни с вода

Дизелови винтови компресори

1.4. Описание на турбокомпресора и конструктивните елементи

2. Организация на компресията на въздуха.

2.1 Класификация по степен на компресия и обхват.

2.2 Организация на управлението на компресора.

Старт/стоп контролен блок

Устройство за контрол на натоварването

Контролен блок за забавяне празен ход

Приложение на контролните блокове в практиката

Блокове за управление на многоблокови системи

Дистанционно (дистанционно) управление на въздушни компресори.

Plant Control V - Визуализация

Plant Control T - Телемониторинг

2.3 Звукоизолация.

Ниво на звукова мощност

Ниво на звуково налягане

3.1. Изсушаване на сгъстен въздух

Хладилна сушилня

адсорбционен изсушител

Избор на адсорбционен изсушител

точка на оросяване под налягане

Температура на сгъстен въздух на входа на сушилнята

3.2. Основни правила за избор на правилния тип адсорбционен изсушител

Десикантни сушилни със студена регенерация

Десикантни сушилни с гореща регенерация

Основни правила за правилен избор на контролни блокове

Поставяне на сушилня

3.3. Филтриране на сгъстен въздух

3.4. Как да съберем всички компоненти заедно?

3.5. Проектна фаза 3, решения 2 и 3, критерии: качество и безопасност

3.6. компресорна зала

Правила за монтаж на компресора и характеристики на компресорното помещение

Вентилация и аерация на компресорното помещение

Естествена аерация със затваряща клапа

Естествена аерация с възстановяване на топъл въздух

Използването на аерационни канали за отопление на помещението с топъл въздух

Изкуствена аерация като вентилация на въздуховоди

Използване на допълнителен вентилатор:

3.7. Пневматичен одит на мрежи за сгъстен въздух на предприятието.

Измерване на дебита на сгъстен въздух

Измервания с потопяем разходомер Vortek.

5. Приложения.

Част 1

Теоретични основи на технологията за компресиране на въздух

Сгъстеният въздух е толкова широко използван в индустрията, че всеки списък с неговите употреби би бил непълен. Нито едно индустриално или индивидуално производство не може без сгъстен въздух; нито една болница, хотел, електроцентрала или кораб не може да функционира без него. Използва се в минната промишленост, лаборатории, летища и пристанища. И за двете производства е необходим въздух под налягане хранителни продукти, както и за производството на цимент, стъкло, хартия и тъкани, в дърводобивната и фармацевтичната промишленост.

Сгъстен въздух се използва от: всички видове машини и устройства с пневматично задвижване и управление. Пневматичният инструмент се използва за разтягане, пръскане, полиране и заточване, щанцоване, издухване, почистване, пробиване и преместване. Безброй химически, технически и физически процесии технологиите се управляват с помощта на сгъстен въздух.

Неизползването на сгъстен въздух като източник на енергия е невъзможно в нашия високотехнологичен свят.

Кратка история на развитието на компресорите.

Изобретението на бутална въздушна помпа принадлежи на физика О. Герике (Германия, 1640 г.), който доказва съществуването на атмосферно налягане с помощта на построена от него машина.

Центробежният принцип за създаване на налягане на течността е практически обоснован от инженера Ledemur (Франция) през 1732 г., който предлага оригиналната конструкция на центробежен воден асансьор.

През 1805 г. Newcomen построява бутална помпа с парно кондензиращо задвижване.

В Русия един инженер построява центробежен вентилатор през 1832 г.

Многостепенен бутален компресор с охладители между етапите на компресия е предложен през 1849 г. от Rathen (Германия).

През 50-те години на XIX век. Worthington (САЩ) създаде бутална парна автоматично работеща помпа.

О. Рейнолдс (Англия), известен изследовател на режимите на флуиден поток, въвежда водещи лопатки в дизайна на многостепенна помпа и през 1875 г. получава патент за дизайн на помпа, подобен на съвременните помпи с няколко степени на компресия.

Дизайн винтов компресорпатентован през 1934 г. Надеждност при работа, ниска консумация на метал и размерипредопредели широкото им разпространение.

Инициаторът на производството на центробежни компресори в Русия е Невският машиностроителен завод (Невски леярно-механичен завод, основан през 1857 г.).

Но какво е сгъстен въздух?

Сгъстеният въздух е сгъстен атмосферен въздух. атмосферен въздухе въздухът, който дишаме. Това е смес от различни газове:

21% кислород и

1% други газове.

Състоянието на газа се описва с три параметъра:

налягане p

температура Т

специфичен обем Vspec

Уравнение на състоянието на идеалния газ

Свойствата на въздуха са подобни на тези на идеален газ в широк диапазон от налягане и температура. Следователно съществува линейна корелация (уравнение на състоянието на идеалния газ) между трите параметъра p, T и Vspec, което се описва от връзка, наречена уравнение на идеалния газ:

Атмосферният въздух с всичките си съставни газове се състои от молекули. Ако топлинно движениемолекулите на въздуха са трудни, например, когато се компресират в съд, те се сблъскват със стените на съда, създавайки налягане p. Силата, която създава натиск p върху равна повърхност с площ A, се изчислява по формулата:

Какво е натиск?

Постоянно сме под влияние атмосферно налягане, като потвърждение за това е достатъчно просто да погледнете показанията на барометъра. Многобройните възможни диапазони на налягане са подразделени на следните:

Атмосферно налягане = Ratm

Свръхналягане = Pizb

Вакуумно налягане = - Risb

Абсолютно налягане = Rabs

(виж фиг. 1)

вакуумна метрика

налягане

атмосферен

налягане

Свръхналягане

Ориз. 1. Диапазони на налягането.

Единици:

Препоръчителната единица за налягане, въведена през 1978 г. от Международната система за измерване (SI), е паскал (Pa):

Допълнителна мерна единица за налягане - бар:

1 бар = 101,325 kPa = 0,1 MPa

В технологията за компресиране на въздух работното налягане (компресионното налягане) се изразява в барове. Използваните по-рано единици за налягане като атмосфера (1 atm = 0,981 bar) вече не се използват.

Според системата SI единицата за температура е градус Келвин (ºK). Връзката му с градуса по Целзий (ºC), който традиционно се използва в измерванията, е както следва:

T (ºK) \u003d t (ºС) + 273.15

Том Vизползва се особено широко в технологията за компресиране на въздух, например за определяне на размера на приемниците. Използва се и за определяне на достатъчен брой машини, които произвеждат или консумират сгъстен въздух, обемният въздушен поток Veff (равен на обема произведен или консумиран въздух за единица време). Ако потокът сгъстен въздух тече със скорост v през тръба с напречно сечение A, обемният поток Veff се изчислява по формулата:

Единиците за обемен поток са както следва:

AT практически приложения, за определяне на обемния дебит на буталните компресори мерната единица е l/min; в случай на използване

използвани винтови компресори m3/min.

С Обемен поток можете да определите консумацията на сгъстен въздух на машината. Обемните потоци могат да се сравняват само ако са определени при същото налягане и същата температура.

В съвременната технология за компресиране на въздух обемният поток се използва само за определяне на капацитета на въздушните компресори. Методите за измерване на показателите, определящи обемния дебит, са посочени в стандартите: DIN 1945 и ISO 1217.

Стандартни и най-често използвани стойности за въздушно налягане и температура:

Po = 1,013 bar и To = 20°C Намаляване до стандартни условия.

Po = 1,013 bar и To = 0°C Нормализация.

Обемният поток често се определя в нормални кубични метри на час (Nm3/h). Един нормален кубичен метър е равен, според стандарта DIN, на обем от 1 m3 при налягане P = 1,013 bar (101,325 kPa) и температура T = 0ºС.

Производителността на компресорите съгласно ISO 1217 (от 1996 App. C) показва колко сгъстен въздух компресорът доставя на пневматичната мрежа за единица време при смукателно налягане 1 bar и T = 20ºС. Производителността ВИНАГИ се посочва с параметрите на газа при засмукване на компресора (ако засмукването става от атмосферата в "некомпресирани" кубчета). Индикацията за производителност за всякакви други параметри на изпомпвания газ е абсолютно некоректна от техническа гледна точка и води до неправилен избор на компресора.

Когато се сравняват обемните потоци на компресорите, местоположението на точките на измерване също оказва значително влияние върху получения резултат, което също зависи от условията на околната среда, при които са направени измерванията на входа или изхода на компресора, или напр. , върху натоварването на компресорния пакет. Обемните потоци могат да се сравняват само ако се измерват при едно и също налягане и температура и в едни и същи точки, при условие на еднакво натоварване и други параметри са еднакви.

Друга мерна единица, която заслужава внимание при сравняване на компресори, е специфична консумация на енергия Руд. Изразява се в kW (киловат) и определя количеството енергия, необходимо за производство на сгъстен въздух с обемен поток от 1 m3/min. Специфичната консумация на енергия е сумата от действителната консумация на мощност на двигателя на компресора (тя се различава от инсталираната мощност на двигателя) и мощността, консумирана от вентилаторите и другото електрическо оборудване на компресора.

Например, ако един компресор има обемен дебит от 6,95 m3/min и входяща мощност от 42,9 kW, тогава неговата специфична входяща мощност е

Специфичната консумация на енергия е най-важният параметър за сравняване на различни компресори и определяне на показателя за качество на тяхната конструкция. Той дава информация за количеството получен сгъстен въздух за единица изразходвана енергия. Може да се използва като критерий за сравнение само ако сравняваните компресори имат еднакво работно налягане.

Когато сравнявате компресори, трябва да обърнете внимание и на следните параметри:

При какво крайно налягане са измерени стойностите,

Каква мощност се взема предвид - на входната машина, на клемите на електродвигателя, на изходящия вал на задвижващия двигател или мощността на вала на компресорния агрегат.

И накрая, ефективността на задвижващия двигател и всички налични ремъчни или зъбни задвижвания също трябва да бъдат взети под внимание.

1.1. Производство на сгъстен въздух

Какво представляват компресорите?

Компресорите са машини за компресиране на газ и прегрята пара. При тези машини етапът на компресия осигурява компресия на работния флуид.

Видове компресори

Има две основни групи компресори: обемно компресионни и динамични.

При първата група компресори въздухът се компресира поради принудително намаляване на обема, който заема. Основните представители на тези компресори са буталните и ротационните компресори.

Динамичният компресор е машина с непрекъснат поток, в която налягането се увеличава с движението на газа. Въртящите се лопатки карат газа да се ускори до висока скорост, след което скоростта на газа, докато се забавя спрямо лопатките на дифузора, се преобразува в налягане. Турбокомпресорите са пример за този тип компресия.

Фигурата по-долу дава обща представа за класификацията на видовете компресори.

Компресори

Бутални турбокомпресори

Ротационен С възвратно-постъпателно движение на работния орган

Винтова бутална радиална

Ламеларна напречна глава

Бутало с воден пръстен

Корени Диафрагма Аксиална

Ориз. 2: Преглед на основните типове компресори.

Турбокомпресори

Винтови компресори

Всмукване на въздух в m3/h

Бутални компресори

Ориз. 3: Обхват на използване на основните типове компресори.

Фигура 3 ясно показва обхвата на използване на основните типове компресори.

В технологията за компресиране на въздух най-широко се използват бутални, винтови и турбокомпресори. В този раздел ще се ограничим до тези три вида.

1.2. Бутални компресори

При буталните компресори буталата се движат възвратно-постъпателно в цилиндри. Буталата обикновено се задвижват от колянов механизъм. На едно коляно на коляновия вал могат да бъдат разположени до пет биели. Всмукателният и изпускателният въздух се контролират чрез независимо отваряне и затваряне на клапани.

Има бутални компресори с един или повече цилиндъра, разположени срещуположно, с V, W-образно или L-образно разположение на цилиндрите, с една или повече степени на компресия.

Помислете за разликите между една и две степени на компресия, когато използвате, например, 2-цилиндров компресор с V-образно разположение на цилиндрите (вижте фиг. 4).

Ориз. 4: Две степени на компресия в бутален компресор.

1: Смукателен филтър

2: Входящ клапан

3: Изпускателен клапан

4: Първи етап на компресия

5: Интеркулер

6: Втора степен на компресия

7: Колянов вал.

Едноетапен тип:цилиндрите са с еднакъв размер. И двете засмукват въздух, компресират го и го натискат в изпускателната линия.

Двустепенен тип:в първия етап въздухът се компресира до средно налягане. След междинно охлаждане, той се компресира до крайно налягане във втория етап. Съотношението на диаметрите на цилиндрите се задава конструктивно в зависимост от стойността на междинното налягане. Работният обем на буталото на втория етап е много по-малък от работния обем на буталото на първия етап, тъй като предварително сгъстеният въздух, влизащ във входа на втория етап, има много по-малък обем. Самостоятелни компактни вентили контролират входящия и изходящия въздух. Съотношението на налягането в етапите е зададено по такъв начин, че приблизително еднакво ниво на работа да се извършва и в двата етапа. V-образно разположение на цилиндрите и еднакво теглобутала на първи и втори етап, допринася за балансирано въртене на коляновия вал и добър баланс на масата.

Двустепенните бутални компресори изискват по-малко задвижваща мощност на m3 произведен сгъстен въздух в сравнение с едностъпалните машини. Поради междинното охлаждане на сгъстения въздух след първата степен, обемът му намалява и съответно се получава квазиизотермична компресия. Производителността на двустепенен компресор, в сравнение с едностъпален компресор, със същата задвижваща мощност, се увеличава с 20% при налягане от 10 бара. В допълнение, предимството на многостепенната компресия е понижаването на температурата на въздуха в междинния охладител. Поради тази причина този дизайн е много надежден, когато се използва в големи агрегати до 15 бара.

Важна характеристика на буталните компресори е разсейването на топлината. Ако топлината не се отстрани, главата на цилиндъра няма време да се охлади. Лесно е да си представите последствията: температурата на смазаните възли се повишава над допустимото ниво, термичните междини са напълно избрани, горещото масло, подадено към триещите се двойки чрез пръскане, не задържа „масления клин“. В „най-добрия“ случай това заплашва с ускорено износване на компресорния механизъм, в най-лошия случай с незабавна повреда в резултат на заглушаване.

Това се взема предвид при проектирането на компресора. За да се осигури отвеждане на топлината, се използва принудително охлаждане на главата на цилиндъра - продухване с въздух. Компресорът обикновено е вентилатор на електрически двигател или шайба на коляновия вал на компресора. За да се подобри ефективността на охлаждане, тялото на главата е направено от сплави с висока топлопроводимост и оребрено, а водното охлаждане се използва за компресори с голям капацитет.

Буталните компресори обикновено се задвижват от електродвигатели или двигатели с вътрешно горене. Коляновият вал на компресора се задвижва директно, чрез съединител или чрез ремъчна предавка.

Принцип на действие

Компресията настъпва в следващия цикъл (виж Фиг. 5).

Когато буталото започне да се движи от горната мъртва точка, налягането в цилиндъра пада под налягането на засмукване (точка 4). Всмукателният клапан се отваря и въздухът от всмукателната зона навлиза в цилиндъра.

налягане

засмукване

Обратно разширяване

налягане

Движение на буталото

засмукване

Разширение

налягане

Ориз. 5: Цикъл на въздушна компресия.

Буталото преминава долната точка и започва да се движи нагоре, налягането в цилиндъра започва да се увеличава. Веднага щом превиши смукателното налягане, входящият вентил се затваря (точка 1).

Налягането продължава да се покачва, докато надвиши изходното налягане (точка 2). Изпускателният клапан се отваря и сгъстеният въздух навлиза в изпускателната линия, докато буталото достигне горната мъртва точка. налягането в цилиндъра пада много бързо и изпускателният клапан се затваря (точка 3).

Повишаване на температурата по време на компресия

Повишаването на температурата е свързано с повишаване на налягането; това може да се изрази с помощта на следното уравнение:

, където K = 1,38÷1,4

За маслени въздушни компресори максимално допустимото увеличение на налягането в етапа на компресия е ограничено от максимално допустимата температура на сгъстения въздух на изхода на компресора. Горната граница на температурата, в зависимост от режима на работа, съгласно Германските правила за безопасна работа (UVV, VBG 16), е от 160 до 220ºС. В резултат на тези горни температурни граници е възможно да се определи необходимия брой степени на компресия за постигане на необходимото крайно налягане на компресия (виж таблица 1):

Крайно налягане на компресия

Брой степени на компресия

20 – 250 бара

120 – 350 бара

200 – 450 бара

Раздел. 1: Брой степени на компресия в зависимост от работното налягане.

Въздухът, загрят по време на процеса на компресия, се охлажда в охладителите, в които постъпва след всеки етап на компресия. Поради физически фактори, част от задвижващата енергия, необходима за работата на компресора, се превръща в топлина, която трябва да бъде отстранена. При буталните компресори тази функция се изпълнява чрез въздушно или водно охлаждане. Поради простотата на конструкцията си, буталните компресори с въздушно охлаждане са най-често срещаният тип.

1.3. Винтови компресори

Винтовите компресори принадлежат към класа на ротационните компресори. При тези компресори намаляването на налягането, необходимо за засмукване на въздух, се постига чрез завъртане на винтовете. Едно- и двустепенните ротационни компресори са най-често срещаните на пазара. Съществено предимство на повечето компресори от този клас е балансирането на въртящите се маси, което им позволява да бъдат монтирани без използване на специална основа, поради ниското ниво на вибрации.

Конструкцията на винтовия блок на компресора се състои от два ротора, разположени паралелно. Единият от тях е с изпъкнал винтов профил, а другият с вдлъбнат винтов профил. Тези профили се въртят при ангажиране. По време на въртене въздухът се компресира между профилите и тялото на блока поради различния брой зъби на ротора в съответствие с принципа на изместване.

Този процес може да бъде разделен на четири фази (вижте Фигура 6):

Ориз. 6: Фази на компресия на винтови компресори.

Въздухът влиза в компресорния блок през входа. Кухините между зъбите на роторите са пълни с въздух, което до известна степен наподобява такта на всмукване на бутален компресор.

2-ра и 3-та фаза:

Когато роторите, въртящи се, блокират входа, те образуват затворен обем между зъбите на винтовете и корпуса на компресорния блок. Затворената площ намалява обема си поради въртенето на роторите; въздухът се компресира в затворен обем.

Компресията в затворен обем продължава, докато затворена зона, която постепенно намалява по размер, се свърже с изхода.

Сгъстеният въздух се изтласква от компресорния модул в нагнетателната линия.

Маслени винтови компресори

В маслонапълнените винтови компресори по правило единият ротор е водещ. Тъй като винтовете се зацепват един с друг, мъжкият ротор се върти автоматично, когато мъжкият ротор се върти. Маслото, което постоянно се инжектира в винтовия блок, предотвратява контакта на метала между роторите. В допълнение към смазването на винтовия блок, маслото изпълнява още две важни функции: уплътнява пролуките между роторите, между роторите и корпуса на компресорния блок, а също така премахва топлината, генерирана по време на процеса на компресия.

Количеството масло, инжектирано в компресорния блок по време на втората фаза, е 1 литър на минута за киловат задвижваща мощност. Маслото навлиза заедно с въздуха в винтовия блок, където сместа въздух-масло се компресира. Поради много високото съдържание на масло, разпоредбите на CE за безопасна работа не позволяват температурата на компресия да се повишава над 120°C.

Съвременните маслени компресори обикновено не са оборудвани с маслени помпи. Циркулацията на маслото се осъществява поради разликата в налягането в смукателната зона на винтовия блок и в резервоара за масло. Честотата на циркулация на маслото, разбира се, зависи от големината на тази разлика, следователно от режима на работа на компресора. Когато компресорът е в режим на празен ход, налягането в резервоара не надвишава 1,0 - 1,3 bar, което е достатъчно за смазване на въртящите се винтове. Веднага след като компресорът влезе в режим на изпомпване, нуждата от масло на винтовия блок се увеличава драстично. Увеличаването на скоростта на циркулация се осигурява чрез увеличаване на налягането на въздушно-маслената смес в масления резервоар.

Клапанната система включва клапан за минимално налягане и възвратен клапан.

Вентилът за минимално налягане предпазва компресора от рязко намаляване на скоростта на циркулация на маслото и повреда на винтовия блок поради прегряване, когато налягането в резервоара за масло спадне. Такъв спад на налягането може да възникне при рязко увеличаване на консумацията на сгъстен въздух в пневматичната мрежа в сравнение с капацитета на компресора или когато празна пневматична мрежа се напълни с въздух в началото на работния ден в предприятието. Вентилът за минимално налягане затваря изхода на въздуха от масления резервоар, когато налягането в него падне под 4,5 бара. Възвратният клапан предотвратява навлизането на сгъстен въздух от пневматичната мрежа в компресора, когато той не работи или е спрян.

Вентилът за минимално налягане също така осигурява условията на работа на масления сепаратор. Не позволявайки налягането в масления резервоар да падне под 4,5 бара, клапанът ограничава скоростта на въздушния поток през филтърния елемент на сепаратора и осигурява необходимата степен на пречистване на сгъстения въздух, напускащ компресора, от маслени аерозоли.

Маслено-въздушната смес първо се подава в масления резервоар, което е първият етап на разделяне. Това е мястото, където въздухът се отделя от маслото. Маслото, което е абсорбирало част от освободената топлинна енергия, след това се охлажда в охладителя на маслото и може да бъде впръскано отново в компресорния блок.

След това всички останали частици масло се отстраняват от сгъстения въздух в маслен сепаратор, разположен на изхода на резервоара, преди въздухът да бъде подаден към изхода на компресора.

Дизайн на винтов компресор

1 - винтов блок - тук се компресира въздух

2 - електрически мотор - задвижва винтовия блок във въртене чрез задвижващата система

3 - въздушен филтър - служи за почистване на въздуха, подаден за компресиране в винтовия блок

4 - Регулатор на засмукване - осигурява работата на компресора в работен режим и в режим на празен ход

5 - Маслен резервоар - първичен етап на сепариране на масло

6 - Маслен сепаратор - окончателно почистване на въздуха от масло

7 - Клапан за минимално налягане - служи за защита на компресора от падане на налягането в масления резервоар, възвратен клапан - предпазва компресора от обратно движение на въздуха

8 - въздушен охладител - служи за охлаждане на въздуха след компресия, маслен охладител - служи за отстраняване на топлината от маслото, генерирано по време на компресиране на въздуха

9 - термостатичен вентил - автоматично поддържа температурата на компресорното масло на оптимално ниво

10 - маслен филтър - служи за почистване на маслото от замърсители преди подаването му към винтовия блок

11 - вентилатор под налягане - служи за принудително подаване на охлаждащ въздух към корпуса на компресора

12 - Система за управление на компресора Air Control - осигурява автоматично взаимодействие на горните компоненти.

Напълнените с масло винтови компресори имат компресионно налягане на изхода от 4 до 15 бара. Обемните дебити са от 0,5 до 70 m3/min и се постигат със задвижващи двигатели с мощност от 4 до 500 kW. Нивото на шума при използване на звукоизолация е от 63 до 80 dB.

Благодарение на работата си с ниски вибрации, винтовите компресори могат да се монтират директно на пода, без използването на специална основа; благодарение на добрата си шумоизолация могат да се монтират и в работни зони. Когато инсталирате, обърнете внимание на правилата за безопасност.

Топлинно възстановяване

Винтовите компресори често се използват при максимално работно натоварване (работа при 100% натоварване). Тъй като около 80% от топлината, генерирана по време на работа на напълнен с масло компресор, се абсорбира от маслото (температурата на маслото е 85°C), тази енергия може да се използва за загряване на вода (до 70°C).

Безмаслени компресори

Намерени са безмаслени компресори широко приложениев химическата, фармацевтичната и хранително-вкусовата промишленост, където има нужда от екологично чист въздух без масло. Тези компресори се делят на следните типове: безмаслени бутални компресори, винтови компресори със суха компресия, компресори Roots и много други. В някои райони, като алтернатива на компресорите без масло, се използват компресори, пълни с парафиново масло, тъй като то, за разлика от минералното масло, не е токсично.

Сухи винтови компресори

Винтовите компресори със сухо компресиране използват синхронизиращи зъбни колела за задвижване на двата ротора, за да се предотврати метален контакт между тях. Въпреки това, поради това задвижване, цената на винтовия блок се увеличава значително, няма отстраняване на топлина от масло, в резултат на това съотношението на компресия в един етап е само 3,5 бара. Интеркулерът и използването на втора степен позволяват да се увеличи степента на компресия до 10 бара. Компресорите със суха компресия имат значително по-ниска производителност в сравнение с маслените агрегати.

Винтови компресори, пълни с вода

Напълнените с вода винтови компресори са най-съвременни и комбинират предимствата на пълните с масло и безмаслените компресори: компресиране на въздух без масло с едностепенно съотношение на налягане до 13 бара с оптимална производителност.

Основната характеристика на компресорите от ново поколение е замяната на компресорното масло с естествена, по-екологична и в същото време по-евтина течност - вода. Водата е известна с високия си специфичен топлинен капацитет и топлопроводимост. Особено при използване на дозирано впръскване в зоната на компресия, температурата по време на компресията не се повишава с повече от 12ºC, независимо от крайното налягане на компресията. Вече не е необходимо допълнително охлаждане на генерирания сгъстен въздух. Циркулационната вода трябва да се охлади в топлообменника до приблизително температура на околната среда. Влагата, съдържаща се в сгъстения въздух, кондензира в хладилния изсушител. Докато при пълните с масло компресори кондензатът е източник на замърсяване на околната среда, пълните с вода компресори със същия капацитет използват кондензат за попълване на водния кръг (при непрекъсната работа при нормални условия на околната среда). Тази непрекъсната регенерация практически елиминира натрупването на микроорганизми във водната верига на компресора.

Процесът на компресия в пълните с вода винтови компресори е близък до идеалното „изотермично“ компресиране. В сравнение с конвенционалните сухи компресорни компресори, те са в състояние да увеличат икономията на енергия с до 20%! В допълнение, термичното натоварване на компонентите и частите на компресора е сведено до минимум. Следователно системата за впръскване на вода гарантира висока безопасност и надеждност при работа, което е особено важно при трудни условия на работа. Освен това се изключва използването на масло, образуването на маслосъдържащ кондензат, маслени филтри и контейнери за събиране на отработено масло - съответно разходите за тях са елиминирани.

Напълнените с вода винтови компресори се произвеждат с помощта на патентовани поликерамични материали и най-новата висока прецизност технологичен процес. Новата система за впръскване на вода, също патентована, пулверизира водата оптимално. Това гарантира почти пълно отстраняване на топлината, генерирана в процеса на компресиране на въздуха с воден аерозол.