2.2.3. Системи стисненого повітря та компресійні установки.

Підвищення ККД компресорів та вентиляторів: механічна, аеродинамічна ефективність. Автоматичне регулювання. Ефективність зниження тиску повітря. Вплив коливання тиску. Удосконалення повітряної сіті. Втрати стиснутого повітря. Розрахунки ефективності.

Література: [3]; с.117-124.

2.2.3.1. Загальна характеристика систем

В загальному випадку система стисненого повітря складається з компресора (або кількох компресорів), на всмоктувальному патрубку якого встановлений повітряний фільтр (див. рис. 2.2.3.1), магістральних і розподільних повітроводів.

При використанні відцентрових компресорів за ними встановлюються кінцеві охолодники повітря. В якості охолодного середовища використовується вода. Коли компресор багатоступінчастий, то охолодження стисненого повітря здійснюється після кожної ступені.

За кінцьовими охолодниками встановлюються водовіддільники, які призначені для відділення крапельної вологи, яка утворюється при конденсації водяних парів, що утримуються в стисненому повітрі, при охолодженні повітря нижче температури точки роси. Після водовід-дільника повітря направляється в магістральний трубопровід.

Коли компресорна станція оснащена поршневими компресорами після них повітря поступає в повітрозбірники (ресивери). Вони призначені для вирівнювання тиску повітря. Крім того, із-за теплообміну з оточуючим середовищем в них конденсуються водяні пари. Тому в цьому випадку водовіддільники раціонально встановлювати за повітрозбірниками.

По магістральним повітроводам стиснене повітря направляється до цехів, ділянок або окремого обладнання. В цеху (на вводі) може бути установка осушки стисненого повітря або водовіддільник. Це залежить від вимог, які пред’являються до чистоти стисненого повітря технологічним процесом або обладнанням. Далі повітря направляється по розподільним трубопроводам до місць споживання (споживачам, наприклад, пневматичного інструменту).

Для осушки стисненого повітря застосовуються установки з тер-мічним способом осушування при охолодженні повітря холодильними машинами і адсорбційні осушувальні установки.

Ступінь осушки повітря в останніх значно вище. Температура точки роси при цьому може знаходитись в межах від -8,1°С до -91,5°С. В установках з холодильними машинами повітря охолоджується до + 4°С.

Тип осушувальної установки і ступінь осушування визначаються вимогами технологічного процесу або обладнання, до якого подається повітря.

Для виробництва стисненого повітря широко використовуються поршневі компресори. В останні десятиріччя відмітилась тенденція застосування відцентрових компресорів таких типів як ЦК 135/8, К-250 та К-500.

Виробництво стисненого повітря надзвичайно неефективний процес. Біля 90 % електроенергії, яка витрачається для його виробництва, губиться у вигляді теплоти.

Менше 10 % витрачаємої електроенергії перетворюється в корисну роботу.

Погана конструкція і витоки в системах, зокрема, витоки повітря з розподільних трубопроводів сприяють подальшому зниженню ефективності ще на 30…50 %.

Крім того, не всі системи оснащені водовіддільниками. Установки осушки стисненого повітря зустрічаються взагалі рідко. Наявність вологи в стисненому повітрі приводить до передчасного виходу з строю пневматичного обладнання і повітроводів (із-зі корозії), невиправданим перевитратам енергоносія із-за продувок системи. В зимовий період року при мінусових температурах атмосферного повітря спостерігається обмерзання трубопроводів. Це приводить до зменшення або повного припинення подачі стисненого повітря до споживачів.

Перевитрати стисненого повітря, які обумовлені наявністю в ньому крапельної вологи досягають 15…40%. Тільки при відведенні води, яка утворюється при конденсації водяних парів, шляхом продувок губиться 2…4 % стисненого повітря.

Рис. 2.2.3.1. Принципіальна схема системи стисненого повітря з трьохсекційним відцентровим компресором: 1, 3, 5 – перша, друга і третя секції відцентрового компресора; 2, 4 – перший та другий проміжні охолодники; 6 – кінцьовий водоохолодник; 7 – водовіддільник; 8 – магістральний трубопровід; 9 – забірник повітря з атмосфери; 10 – фільтр для повітря; 11, 12, 13 – насоси охолодників.