2631

4. ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ

Вспомогательное оборудование предназначено для обеспечения экономичной, надежной и длительной работы компрессорной станции, уменьшения износа компрессоров, а также для подачи потребителям сжатого воздуха требуемого давления, необходимой температуры и чистоты.

К вспомогательному оборудованию компрессорной станции относятся:

-устройства для очистки всасываемого воздуха от механических примесей и влаги - фильтркамеры и фильтры;

-устройства для охлаждения нагнетаемого воздуха – промежуточные и конечные (концевые) воздухоохладители (холодильники);

-устройства для очистки и осушки нагнетаемого воздуха от масла и воды - масловодоотделители;

-сосуды для аккумулирования воздуха и выравнивания давления в пневмосети — воздухосборники (ресиверы), воздухохранительные емкости (баллоны), буферные емкости;

-устройства для осушки нагнетаемого воздуха — осушительные установки;

-устройства для наполнения воздуха в баллоны (наполнительные рампы).

Вспомогательное оборудование для простейшей установки низкого давления с двухступенчатым поршневым компрессором выбирается и размещается в соответствии с принципиальной схемой производства сжатого воздуха (рис.15).

Атмосферный воздух всасывается первой ступенью компрессора 3 через воздухоприемную форкамеру 1 с жалюзийной решеткой и очищается в фильтре 2. Сжатый в первой ступени компрессора воздух по нагнетательному трубопроводу подается последовательно в промежуточный охладитель 4, вторую ступень компрессора 5, концевой охладитель 6. В

70

масловодоотделителе 7 воздух очищается от масла и воды и по нагнетательному трубопроводу поступает в воздухосборник 8, из которого по магистральному трубопроводу подается потребителям.

Рис. 15. Принципиальная схема воздушной поршневой компрессорной установки:

1 - форкамера; 2 - фильтр; 3 - первая ступень сжатия; 4 - промежуточный воздухоохладитель; 5 - вторая ступень сжатия;

6 - концевой воздухоохладитель; 7 - водомаслоотделитель; 8 - ресивер; 9 - конденсатоотводчик; 10 - пусковой разгрузочный вентиль; 11 - предохранительный клапан; 12 - обратный клапан;

13 - резервная задвижка; 14 - запорная задвижка

Встречаются компрессорные установки, у которых отсутствует один или несколько отдельных элементов описанной выше схемы; например, приемный тракт, всасывающий трубопровод, конечный охладитель, нагнетательные трубопроводы.

Для малой компрессорной установки производительностью до 0,05 м3/с в отдельных случаях воздухоприемник и фильтр можно устанавливать непосредственно на компрессоре; в этом случае отсутствуют приемный тракт и всасывающий трубопровод. Иногда эксплуатируются компрессорные уста-

71

новки без конечного охладителя или применяется такая конструкция конечного охладителя, в котором имеется масловодоотделитель. Вместо воздухосборника могут быть установлены баллоны и другие воздухохранительные емкости. Магистральный воздухопровод может быть выполнен в виде коллектора с расходящимися межцеховыми воздухопроводами или в виде коллектора, из которого производится наполнение (зарядка) баллонов сжатым воздухом.

Принципиальные технологическая схемы двухступенчатой центробежной компрессорной установки и винтовой компрессорной установки приведены в

4.1. Требования, предъявляемые потребителями к качеству сжатого воздуха

Чистота промышленного сжатого воздуха регламентируется ГОСТ 17433-80. Согласно ГОСТ, весь ряд подаваемых потребителям видов сжатого воздуха, по содержанию твердых и жидких загрязнений делится на 15 классов (квалитетов). Регламентируются: размер твердых частиц (D, мкм), содержание твердых частиц (с, мг/м3), капельных фракций масла (Oil, мг/м3) и воды (W, мг/м3), а так же содержание водяных паров, характеризуемое температурой точки росы водяного пара

(табл. 1).

Для классов 0, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13 точка росы водяного пара – ниже минимальной рабочей температуры не менее чем на 10 К. Для классов 2,4,6,8,10,12,14 точка росы водяного пара не регламентируется.

Пример записи: “воздух Кл. 7 ГОСТ 17433-80”.

В европейском стандарте чистоты сжатого воздуха ISO 8573.1 сделана раздельная характеристика на классы по максимальному размеру d (мкм) и концентрации твердых частиц

72

(с, мг/м3), а также по содержанию водяных паров (температура точки росы) и концентрации масла (Oil, мг/м3) (табл.2)

Таблица 1 Классы загрязненности сжатого воздуха по ГОСТ 17433-80

Пример записи: “ISO 8573.1 класс 1.4.1” для воздуха класса 1 по частицам, класса 4 по точке росы и класса 1 по маслу.

В 2001 г. стандарт был пересмотрен. К существующей градации чистоты воздуха была добавлена новая, более строгая ступень: ISO 8573-1 CLASSO. В новой методике замеров для определения фактического качества воздуха были учтены все три вида масляных загрязнений - загрязнение аэрозолями, парами масла и маслом в жидкой фазе.

73

Таблица 2 Классы загрязненности сжатого воздуха по ISO 8573.1

Для соответствия российского стандарта с европейским был принят Национальный стандарт российской федерации ГОСТ Р ИСО 8573-1-2005 «Сжатый воздух», который иденти-

чен стандарту ISO 8573-1:2001 "Compressed air - Part 1: Contaminants and purity classes".

Согласно этому стандарту сжатого воздуха (СВ) нормируются:

-твердые частицы загрязнений – по предельным значе-

ниям размера частиц, предельному количеству и предельной концентрации в 1 м3 СВ;

-вода: в парообразном состоянии – по температуре точки росы, в жидкой фазе – по предельной концентрации;

-масло по общей суммарной концентрации паровой и жидкой фаз.

Классы чистоты сжатого воздуха по твердым частицам приведены в таблице 3, по влажности приведены в таблице 4, по содержанию воды в жидкой фазе - в таблице 5, по содержанию масел - в таблице 6.

74

Таблица 3

Классы чистоты по твердым частицам

75

4.2. Воздействие загрязнений на пневмосистему

Воздействие загрязнений подразделяется на физическое, химическое и электролитическое. Физическое воздействие загрязнений заключается в абразивном износе проточной части компрессоров и пневмодвигателей, повреждении и заклинивании трущихся деталей из-за коррозионных явлений и отложений, закупорке отверстий и сопел влагой, льдом, твердыми частицами и др. Выход из строя пневмоустройств по этой причине составляет до 80 % от общего числа отказов, а износ лопаточного аппарата турбокомпрессоров увеличивается от 2 до 7 раз. В системах пневмоавтоматики величина отверстия в дросселях и сопел составляет 0,10-0,5 мм, поэтому твердые частицы легко перекрывают их сечения. При наличии масла возможность закупоривания отверстий увеличивается,

77

чему способствует способность его разрушать резину и склеивать мельчайшие частицы, особенно при высокой температуре воздуха. Содержание масла также недопустимо при использовании сжатого воздуха для распыления красок и лаков в автомобильном, керамическом и фармацевтическом производствах.

Вода в пневмосистеме уменьшает пропускную способность трубопроводов и вызывает в ряде случаев гидравлические удары. Особенно опасно замерзание воды в пневматических линиях, приводящее к полному' выходу их из строя. Замерзанию воды предшествует конденсация водяных паров из сжатого воздуха. Расчет предполагаемых изменений параметров сжатого воздуха (температуры и давления) дает возможность определить условия конденсации, количества конденсата и наметить пути ликвидации этого явления. Химическое воздействие загрязнений проявляется в коррозии металла пневмосистем, разрушении покрытий и уплотняющих элементов растворами кислот и щелочей. Из-за способности некоторых углеводородов (ксилола, толуола и др.) застывать при плюсовых температурах наличие их в сжатом воздухе систем пневмоавтоматики опасно.

Нагар, образующийся в камерах сжатия компрессоров, частично отслаивается от стенок под действием вибраций и уносится в нагнетательный трубопровод, холодильник и в воздухосборник, где, смачиваясь маслом, дает прочные отложения, которые могут самовоспламеняться и вызывать пожары, взрывы. Этому способствует наличие различных химических соединений (Н2S, озона и др.) в атмосферном воздухе промышленной зоны, где располагается компрессорная станция.

При выпуске отработанного сжатого воздуха из пневмоприемников газообразные химические загрязнения попадают в рабочую зону производственных помещений и создают там антисанитарную обстановку.

78

Электролитическому воздействию загрязнений подвержены пневмоустройства с контактирующими деталями из разных материалов и покрытий. Кислоты и щелочи являются электролитами, а детали - электродами, и в результате электролитического воздействия происходит разрушение поверхности последних.

4.3. Основные источники и компоненты загрязнений сжатого воздуха

Компоненты загрязнений можно разделить на три группы: вода и компрессорное масло; твердые загрязнения; газообразные загрязнения.

4.3.1. Вода

Способность сжатого воздуха поглощать пары воды уменьшается с понижением температуры и повышением давления. При этом его относительная влажность возрастает, а после достижения состояния насыщения происходит конденсация. Для прогнозирования количества конденсирующейся из сжимаемого воздуха воды используется H-d-диаграмма влажного воздуха (диаграмма Рамзина) (рис. 16).

На диаграмме показано размещение линий насыщения в зависимости от давления. Линия А соответствует атмосферному давлению, линия Б – давлению на выходе из компрессора. Для определения количества конденсата определяется положение точки 1, соответствующей воздуху во всасывающем патрубке. Для этого достаточно знать его температуру и относительную влажность. Сжатие воздуха происходит до температуры нагнетания на выходе их компрессора – точка 2. При охлаждении сжатого воздуха в воздухоохладителе до темпера-

79