O uzdatnianiu sprężonego powietrza

Zainteresowany? Poproś o ofertę!

Koszt uzdatniania sprężonego powietrza może być znacznie zredukowany za pomocą nowoczesnych energooszczędnych osuszaczy chłodniczych

fot. KAESER KOMPRESSOREN

Koszt uzdatniania sprężonego powietrza może być znacznie zredukowany za pomocą nowoczesnych energooszczędnych osuszaczy chłodniczych


Osuszacze sprężonego powietrza HYBRITEC dla wydajności od 20 m³/min i wartości ciśnieniowego punktu rosy do -40°C

fot. KAESER KOMPRESSOREN

Osuszacze sprężonego powietrza HYBRITEC dla wydajności od 20 m³/min i wartości ciśnieniowego punktu rosy do -40°C

Nowe filtry KAESER KOMPRESSOREN oferują doskonały efekt filtracyjny przy jednoczesnej niskiej stracie ciśnienia

fot. KAESER KOMPRESSOREN

Nowe filtry KAESER KOMPRESSOREN oferują doskonały efekt filtracyjny przy jednoczesnej niskiej stracie ciśnienia

System utrzymania ciśnienia

fot. KAESER KOMPRESSOREN

System utrzymania ciśnienia

Schemat typowej stacji wytwarzania i uzdatniania sprężonego powietrza

fot. KAESER KOMPRESSOREN

Schemat typowej stacji wytwarzania i uzdatniania sprężonego powietrza

Jakość i niezawodność to najważniejsze aspekty dostaw sprężonego powietrza do zakładów przemysłowych, wpływające znacznie na ich wydajność. Niezawodność oznacza stałe dostarczanie żądanej ilości sprężonego powietrza o wymaganej wysokiej jakości. Obecnie w tym względzie wiele może pomóc nowoczesna technologia. Na temat tego ważnego w każdej fabryce zagadnienia opowie Robert Ryt, przedstawiciela firmy KAESER KOMPRESSOREN w Polsce.

» Lepsze wykorzystanie energii 

Wszyscy, którzy są zainteresowani modernizacją lub zakupem systemów uzdatniania sprężonego powietrza niewątpliwie powinni zainteresować się kosztami eksploatacji nowego systemu. Najważniejsze w takim przypadku są możliwości oszczędzania energii elektrycznej, ponieważ zużycie energii zarówno przez sprężarki, jak i urządzenia do uzdatniania powietrza stanowi podstawową część kosztów eksploatacji systemów sprężonego powietrza, o wartości dochodzącej nawet do 69%.

» Szczegółowa analiza 

Aby przyszła stacja uzdatniania spełniała nasze oczekiwania pod względem właściwej jakości sprężonego powietrza oraz kosztów eksploatacji, warto pamiętać o szczegółowej analizie. Analiza taka powinna obejmować faktyczne zapotrzebowanie na sprężone powietrze i określać jego jakość we wszystkich punktach odbioru. W ofercie KAESER KOMPRESSOREN są dostępne wspomagane komputerowo narzędzia pomiarowe, takie jak ADA (Analiza Zapotrzebowania na Sprężone Powietrze). Na podstawie uzyskanych  wyników, dzięki analitycznemu oprogramowaniu KESS (Kaeser Energy Saving System), można określić najlepsze rozwiązanie systemu sprężonego powietrza. Takie rozwiązanie umożliwiające wydajną produkcję i dystrybucję sprężonego powietrza musi gwarantować oczywiście niezawodne i najbardziej oszczędne jego uzdatnianie.

» Jakość sprężonego powietrza

Obecnie użytkownicy i planiści mają do dyspozycji solidną i zunifikowaną, opartą na normie PN-ISO 8573, bazę definicji, w której oddzielnie rozpatrywana jest zawartość cząstek stałych, oleju i wody w sprężonym powietrzu i w której dla każdej z tych kategorii wyróżnia się siedem klas jakościowych. Na przykład dla zakładów produkujących napoje wymagane są następujące klasy: zawartość cząstek stałych, klasa 1 (≤ 0.1 mg/m³), zawartość oleju, klasa 1 (≤ 0.01 m/m³), zawartość wody, klasa 4 (≤ 6 g/m³). Sprężone powietrze o takiej jakości jest 400 razy bardziej czyste niż powietrze atmosferyczne pobierane przez sprężarkę. Jeszcze kilka lat temu ta sprawa zawsze budziła nieporozumienia. Często nie było pewne, w jaki sposób można sprawdzić zgodność z tak wysokim stopniem czystości sprężonego powietrza. Aby rozwiązać ten problem, VDMA (Niemiecka Federacja Inżynieryjna) wydała w 1997 roku biuletyn techniczny, dotyczący jakości sprężonego powietrza w przemyśle spożywczym. Opisano tam szczegółowo kryteria uzdatniania powietrza oraz odpowiadającą im konfigurację elementów systemowych. Oświadczenia i definicje zawarte w biuletynie dotyczą wszystkich zasad sprężania, wszystkich typów sprężarek

» Osuszanie sprężonego powietrza

W ciągu technologicznym uzdatniania sprężonego powietrza na pierwszym miejscu najczęściej prowadzone jest jego osuszanie. Zasysane przez sprężarkę powietrze atmosferyczne jest mieszaniną gazów, która zawsze zawiera parę wodną. Zdolność pochłaniania wody przez powietrze zmienia się i zależy przede wszystkim od temperatury. Jeśli temperatura powietrza wzrasta – jak w przypadku sprężania w sprężarce – to wzrasta także zdolność pochłaniania pary wodnej. Dopiero podczas powtórnego ochładzania sprężonego powietrza dochodzi do kondensacji wody. W przyłączonym za urządzeniem separatorze odśrodkowym lub w zbiorniku sprężonego powietrza wytrącany jest kondensat. Po jego odseparowaniu sprężone powietrze nadal jest w 100% nasycone parą wodną. Dalsze ochłodzenie powietrza wytrąca znaczne ilości kondensatu w orurowaniu i w punktach odbioru. Bez osuszania sprężonego powietrza niemożliwe jest uniknięcie zakłóceń w pracy, przerw w produkcji oraz kosztownych prac konserwacyjnych i naprawczych. Tak więc system osuszania powietrza jest podstawą wydajnego i oszczędnego uzdatniania sprężonego powietrza. Bez takiego systemu jakość sprężonego powietrza nie będzie nigdy uzyskana.  

Najbardziej ekonomicznym rozwiązaniem są osuszacze chłodnicze. Służą one do przygotowania standardowego powietrza roboczego i sterującego o ciśnieniowym punkcie rosy +3°C. W nowoczesnych systemach uzdatniania powietrza, w których jeden osuszacz jest połączony z jedną sprężarką, osuszaczom stawiane są wysokie wymagania. Każdy z nich pracuje bądź pod pełnym obciążeniem, bądź jest przełączony na bieg jałowy lub wyłączany w przypadku, gdy związana z nim sprężarka nie jest aktualnie potrzebna. Starsze modele osuszaczy pracowały praktycznie w trybie ciągłym z tym samym poborem energii. W tej sytuacji koszty zużycia energii i koszt uzdatniania powietrza były dość wysokie.  

W przeciwieństwie do poprzednich rozwiązań, nowe modele energooszczędnych osuszaczy chłodniczych serii firmy KAESER KOMPRESSOREN zostały zaprojektowane pod kątem niezawodności, ale również pod kątem maksymalnej oszczędności energii (foto 1). Osuszacze te charakteryzują się bardzo niskim spadkiem ciśnienia i dlatego maksymalne ciśnienie sprężarek może być ustawione na odpowiednio niższym poziomie. Niższe maksymalne ciśnienie oznacza również niższe zużycie energii elektrycznej, ponieważ obniżenie ciśnienia nawet o wartość 0,5 bar obniży o około 3% zużycie energii przez sprężarkę. Dodatkowe oszczędności możliwe są dzięki wydajnemu energooszczędnemu systemowi sterowania w osuszaczach. Zoptymalizowany system sterujący pozwala uzyskać przez osuszacz chłodniczy oszczędności od 60 do 70% nominalnego zużycia energii. Także zastosowany niezawodny system separacji kondensatu gwarantuje osiągnięcie odpowiedniego stopnia wymaganej jakości sprężonego powietrza. Ekonomiczne osuszacze chłodnicze mają wydajność od 0,6 do 90 m³/min. 

Dla osuszania sprężonego powietrza wykorzystywanego np. w przemyśle elektronicznym, farmaceutycznym, spożywczym i napojów oraz w obszarach zagrożonych występowaniem temperatur ujemnych lub dla powietrza procesowego w medycynie należy zastosować osuszacze adsorpcyjne, osiągające ciśnieniowy punkt rosy do -40°C. W zależności od wymaganej wydajności osuszacza można wykorzystać osuszacze regenerowane na zimno lub na gorąco. Podczas pracy osuszaczy adsorpcyjnych regenerowanych na gorąco prawie wcale nie występują ubytki sprężonego powietrza wskutek regeneracji i chłodzenia powietrza wylotowego. Regeneracja medium osuszającego prowadzona jest dzięki pobieranemu z otoczenia i ogrzewanemu zewnętrznie powietrzu.

Bardzo ekonomicznym rozwiązaniem dla dużych przepływów sprężonego powietrza są osuszacze kombinowane HYBRITEC firmy KAESER KOMPRESSOREN (foto 2). Łączą energooszczędne działanie nowoczesnych osuszaczy chłodniczych z uzyskiwaniem ekstremalnie niskich punktów rosy przez osuszacze adsorpcyjne. Osuszacze HYBRITEC zmieniają automatycznie tryb pracy z eksploatacji zimą, gdzie wykorzystywane są  osuszacz chłodniczy i adsorpcyjny pracujące w układzie szeregowym, na eksploatację jedynie osuszacza chłodniczego w cieplejszych porach roku. W porównaniu do regenerowanych na gorąco osuszaczy adsorpcyjnych w czteromiesięcznych okresach obniżonej temperatury osuszacze HYBRITEC obniżają koszty energii do 67%. Jeśli ciśnieniowy punkt rosy – 40°C jest wymagany przez cały rok, to wykorzystując urządzenia HYBRITEC koszty energii można obniżyć nawet o 50%.

Jeśli do dyspozycji jest mało miejsca (np. w kontenerach lub w pojazdach) albo też sprężone powietrze musi być sezonowo dodatkowo osuszane (np. po przepłynięciu przez osuszacz chłodniczy w obszarze zagrożonym występowaniem ujemnych temperatur) to można skorzystać z osuszaczy membranowych. Nadają się one także do osuszania mniejszych ilości sprężonego powietrza jako osuszacze końcowe bezpośrednio przed odbiorami (np. przed urządzeniami CNC).

» Filtracja sprężonego powietrza

Aby uzyskać wyższą jakość sprężonego powietrza, nie można obejść się bez procesu jego filtracji. Z punktu widzenia eksploatacji filtrów sprężonego powietrza istotna jest niska strata ciśnienia przy jednoczesnym wysokim współczynniku filtracji. Niewielka strata ciśnienia oznacza niższy pobór energii. Ten parametr sam w sobie  jednak nic nie znaczy, o ile nie idzie w parze z odpowiednią wydajnością filtrowania i wymaganym stopniem oczyszczenia sprężonego powietrza. Firma KAESER KOMPRESSOREN spełnia oba te warunki (foto 3). Dane techniczne zostały określone zgodnie z normą ISO 12500-1 oraz poddane kontroli i potwierdzone przez niezależną instytucję zewnętrzną. Tak więc na przykład nowy filtr KE (Kaeser Extra), z plisowanym wkładem filtracyjnym, posiada na wyjściu szczątkową zawartość oleju 0,01 mg/m³ przy stracie ciśnienia w stanie nasycenia max. 200 mbar.  

Jest to możliwe dzięki całkowicie nowej konstrukcji głowicy filtra. Opatentowane, własne rozwiązanie zapewnia odpowiednie odchylenie strumienia sprężonego powietrza i takie jego prowadzenie, aby uzyskać równomierne obciążenie nowoczesnego wkładu filtracyjnego. Dodatkowo, szczególnie duże powierzchnie filtracyjne zapewniają optymalną szybkość filtracji. Dzięki temu uzyskano wysoką sprawność filtracji przy minimalnej stracie ciśnienia. Cała seria filtrów obejmuje cztery stopnie filtracji zapewniające separację aerozoli, cząstek stałych i par olejów. Przy ich pomocy można zgodnie z potrzebami uzyskać czystość sprężonego powietrza we wszystkich klasach zgodnie z normą ISO 8573-1. 

» Magazynowanie sprężonego powietrza

Ze względu na swoją objętość zbiorniki sprężonego powietrza odgrywają bardzo ważną rolę w stacji sprężonego powietrza. Muszą one pokrywać szczytowe zapotrzebowania na powietrze i odseparowywać wytrącony do postaci kropelek kondensat ze sprężonego powietrza. Dlatego też bardzo ważny jest prawidłowy dobór wielkości zbiornika oraz jego niezawodne zabezpieczenie antykorozyjne. Także okresy międzykontrolne powinny być możliwie jak najdłuższe.

» Optymalne systemy utrzymania ciśnienia   

Wiele zakładów na koniec tygodnia lub w nocy wyłącza swoje sprężarki w celu zmniejszenia zużycia energii powstającej na skutek nieszczelności sieci sprężonego powietrza. Metoda ta wprawdzie pomaga, posiada jednak jedną, decydującą wadę. Przy ponownym rozruchu sprężarek podczas napełniania odpowietrzonej do atmosfery sieci zachodzi niebezpieczeństwo przeciążenia lub uszkodzenia  elementów uzdatniania sprężonego powietrza. W najlepszym przypadku prowadzi to do zanieczyszczenia orurowania kondensatem. Efektu takiego można uniknąć  stosując  systemy utrzymania ciśnienia firmy KAESER KOMPRESSOREN  (regulatory ciśnienia minimalnego – foto 4).

System utrzymania ciśnienia instalowany jest w stacji sprężarek bezpośrednio za ostatnim komponentem uzdatniającym powietrze. Dzięki temu stacja pozostaje pod ciśnieniem także po wyłączeniu sprężarek. Po ponownym podjęciu pracy ciśnienie w sieci można odbudować szybko i bez przeciążeń rozruchowych. Dopiero po osiągnięciu prawidłowego ciśnienia układu otwierany jest zawór, który napełniając sieć utrzymuje równocześnie ciśnienie robocze osuszacza lub filtra na stałym poziomie. System utrzymania ciśnienia wyposażony jest w widoczny z dużej odległości wskaźnik pozycji ustawienia zaworu i elektroniczne wyjście alarmowe. Układ elektroniczny systemu utrzymania ciśnienia można programować. Możliwe jest także podłączenie go do nadrzędnego systemu sterowania i nadzoru. W tym przypadku zintegrowany przetwornik ciśnienia służy jako nadajnik sygnału ciśnienia sieci.

» Sieć sprężonego powietrza

Przy instalacji nowego układu uzdatniania sprężonego powietrza do istniejącej sieci należy pamiętać o jej przystosowaniu i oczyszczeniu tak, aby nie zniweczyć efektu przeprowadzonego procesu uzdatniania. Instalacja właściwego orurowania wpływa bezpośrednio na jakość sprężonego powietrza. Materiał orurowania powinien być zatem dostosowany do warunków produkcji (np. odporny na korozję, oddziaływanie środków chemicznych itp.). Orurowanie należy rozmieścić i zamontować w taki sposób, aby utrzymać straty ciśnienia na minimalnym poziomie. Strony internetowe dostawców systemów sprężonego powietrza oferują użyteczne narzędzia, które mogą pomóc w obliczaniu optymalnej średnicy rur. Połączenia między rurami zawsze powinny być całkowicie szczelne, aby zapobiec wyciekom, które mogą generować wysokie koszty. W instalacjach sprężonego powietrza należy unikać złączy gwintowanych i uszczelnianych włóknami konopnymi. Aby uzyskać najlepsze rezultaty, rury powinny być spawane lub połączone złączami zaciskowymi. Po montażu w regularnych odstępach czasu należy sprawdzać, czy instalacja jest szczelna. 

Nie bez znaczenia dla jakości uzdatnianego powietrza jest też właściwy układ elementów w stacji (foto 5), dostosowany do potrzeb sieci sprężonego powietrza, a także układ sterowania elementami kompresorowni. Obecnie układy sterowania nadrzędnego powinny nie tylko móc włączać i wyłączać urządzenia odpowiednio do zapotrzebowania, lecz również zapewniać pełny monitoring i posiadać funkcje związane z obsługa serwisowa. 

#

Zainteresowany? Poproś o ofertę!



DKV Service zacieśnia współpracę z firmą GEMMA

DKV Service zacieśnia współpracę z firmą GEMMA

Spółka DKV Service zacieśnia współpracę z włoskim...

IFR publikuje doroczny raport World Robotics Report

IFR publikuje doroczny raport World Robotics Report

World Robotics Report, publikowany corocznie przez...

Dopasowane usługi serwisowe – skuteczny środek przeciwko przestojom w magazynie

Dopasowane usługi serwisowe – skuteczny środek przeciwko przestojom w magazynie

Niespodziewana przerwa w funkcjonowaniu pracy hali...



» Więcej na subportalu maszyny, obróbka powierzchni