Optymalne osuszanie sprężonego powietrza

Coś wisi w powietrzu… i to dosłownie.

Latem warunki atmosferyczne bywają wyzwaniem dla układu osuszania sprężonego powietrza. Wysoka wilgotność i temperatura otoczenia utrudniają utrzymywanie zadowalającej jakości medium. Dlatego podczas projektowania sprężarkowni należy wziąć pod uwagę warunki, w których będą pracować urządzenia. Pozwoli to uniknąć wytrącania się kondensatu w rurociągu.

Wraz z temperaturą wzrasta nasycenie powietrza wilgocią. Niewystarczające osuszenie może skutkować przenikaniem wody do sieci sprężonego powietrza. Jeśli sprężone powietrze nie jest osuszone po procesie sprężania, wilgoć wytrąca się, gdy jest ono chłodzone. To niesie ze sobą poważne konsekwencje. Woda może zniszczyć nie tylko instalację sprężonego powietrza, ale również urządzenia, które są nim zasilane. Co gorsza, może wpłynąć na obniżenie jakości produktu końcowego. Właśnie dlatego tak ważne jest wybranie odpowiedniego rodzaju osuszania sprężonego powietrza. Trzeba mieć na uwadze gdzie i w jakim celu będzie ono używane.

Dobór osuszaczy sprężonego powietrza

Pierwszym krokiem przy wyborze osuszacza sprężonego powietrza jest znalezienie urządzenia odpowiedniego rodzaju i o odpowiedniej wydajności. W tym celu należy przede wszystkim określić rodzaj i wydajność sprężarki. Ważna jest nie tylko pełna specyfikacja techniczna, ale również takie szczegóły jak np. wydajność chłodnicy końcowej.

Temperatura sprężonego powietrza na wlocie do osuszacza chłodniczego powinna być możliwie najniższa. W ten sposób zapewniamy jak najmniejsze zapotrzebowanie na energię elektryczną osuszacza.

Drugim krokiem jest oszacowanie maksymalnej temperatury, która potencjalnie może panować w sprężarkowni. Zasadniczo, osuszacze powinny być projektowane do wyższej wydajności. Dzięki temu będą pracowały niezawodnie w najbardziej niekorzystnych warunkach temperaturowych.

Trzeci krok dotyczy sposobu doprowadzania świeżego powietrza chłodzącego osuszacz. Kolejny to określenie najwyższej temperatury otoczenia w bezpośrednim jego sąsiedztwie. Niezwykle istotne jest utrzymanie w jak największej czystości chłodnicy końcowej i skraplacza osuszacza chłodniczego. Po określeniu wszystkich powyższych parametrów można dobrać najlepsze rozwiązanie w zakresie osuszania sprężonego powietrza. Pozwoli ono osiągnąć wymagany stopień jakości, nawet w ekstremalnych warunkach.

Ekonomiczne osuszacze sprężonego powietrza

W trakcie dnia roboczego w systemach sprężonego powietrza często występują znaczne różnice w zapotrzebowaniu na sprężone powietrze. Podobne wahania występują również w ciągu roku w wyniku dużej amplitudy temperatury między latem a zimą. Dlatego osuszacze sprężonego powietrza powinny być zaprojektowane tak, aby były w stanie sprostać najmniej korzystnym warunkom pracy.

Należy sprawdzić najniższe możliwe ciśnienie, maksymalny pobór sprężonego powietrza, a także maksymalną temperaturę otoczenia i sprężonego powietrza trafiającego do urządzenia.

Dawniej wymóg ten można było spełnić po prostu poprzez ciągłą pracę osuszacza. Prowadziło to do znacznych strat energetycznych, zwłaszcza w przypadku pracy pod częściowym obciążeniem. Nowoczesne osuszacze chłodnicze z efektywną regulacją cykliczną są w stanie dostosować zużycie energii do zmieniających się warunków pracy. W rezultacie pozwalają na uzyskanie średnich rocznych oszczędności przekraczających 50%. Szczególnie ważne jest zastosowanie energooszczędnej technologii przy uzyskiwaniu ciśnieniowych punktów rosy w zakresie ujemnym. Postawienie w takiej sytuacji jedynie na osuszacze sorpcyjne wiąże się wysokim zużyciem energii. Tu zdecydowanie lepsze i bardziej ekonomiczne jest rozwiązanie kombinowane. Takie, jakim jest system Hybritec firmy KAESER KOMPRESSOREN. System ten składa się z osuszacza chłodniczego i osuszacza adsorpcyjnego. Osuszacz chłodniczy doprowadza sprężone powietrze do ciśnieniowego punktu rosy o temperaturze +3°C. Następnie powietrze przechodzi do osuszacza adsorpcyjnego, który po wstępnym osuszaniu wymaga już znacznie mniej energii do uzyskania ciśnieniowego punktu rosy -40°C. Co więcej, istnieje możliwość okresowego wykorzystania jedynie części tego układu, kiedy wystarczający jest punkt rosy na poziomie +3°C.

Spełnianie norm jakości powietrza

Aby wybrać technologię osuszania, która będzie najlepsza i najbardziej ekonomiczna dla danego zastosowania, należy wziąć pod uwagę kilka czynników. Po pierwsze należy pamiętać, że poszczególne metody osuszania sprężonego powietrza mają bardzo różne wymagania energetyczne. Ponadto należy wziąć pod uwagę jakość sprężonego powietrza wymaganą przez producentów urządzeń. Określone klasy jakości sprężonego powietrza zdefiniowano w normie ISO 8573. Tam, gdzie wymagane jest sprężone powietrze klasy 4, zwykle wystarczy zainstalowanie osuszacza chłodniczego. Warunkiem jest, aby był on prawidłowo zwymiarowany i działał z możliwością pracy przy częściowym obciążeniu. Osuszacze kombinowane, takie jak Hybritec firmy KAESER KOMPRESSOREN, są doskonałym rozwiązaniem w przypadku zapotrzebowania na sprężone powietrze klasy 2 i 3. Są one powszechnie wymagane, w niektórych obszarach przemysłu farmaceutycznego czy elektronicznego, a także przy obróbce powierzchni. Osuszacze Hybritec łączą w sobie klasyczny, energooszczędny osuszacz chłodniczy z nowoczesnym, regenerowanym na ciepło osuszaczem adsorpcyjnym. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie ciśnieniowych punktów rosy do -40°C przy jednoczesnym zachowaniu energooszczędności. Sprężone powietrze jest najpierw kierowane do osuszacza chłodniczego. Usuwa on z niego większość wilgoci i poprzez schłodzenie medium do temperatury +3°C. Dopiero potem do akcji wkracza osuszacz adsorpcyjny. Ponieważ powietrze jest wstępnie osuszone, pozostaje do usunięcia tylko około 15% wilgoci, która była w nim pierwotnie obecna. Taka konstrukcja zmniejsza obciążenie osuszacza w porównaniu z tradycyjnymi osuszaczami sorpcyjnymi. Proces osuszania może przebiegać w znacznie niższej temperaturze. Rezultat: szybsza regeneracja środka osuszającego przy znacznie niższym zużyciu energii. Dla porównania konwencjonalne osuszacze sorpcyjne wymagają ponad trzykrotnie więcej energii.

Wydłużony okres eksploatacji

Kolejną zaletą osuszaczy kombinowanych jest wyjątkowo długi okres eksploatacji środka osuszającego. Wynika on z zastosowania sterowania częściowym obciążeniem, które umożliwia długie cykle przełączania, nawet do 26 godzin. Regulator obciążenia częściowego jeszcze bardziej obniża już i tak niskie zapotrzebowanie na energię. Technologia ta jest przydatna w zastosowaniach wymagających przepływu 10 m3/min lub większego. Osuszacze adsorpcyjne z regeneracją na zimno są również niezawodnym środkiem do osiągnięcia poziomów czystości klasy 2 i 3.

Osuszacze membranowe stosuje się do odprowadzania wilgoci z mniejszych ilości sprężonego powietrza. Najczęściej mają wydajność do 2,5 m³/min i ciśnieniowy punkt rosy do -40°C. Jednak warunkiem ekonomicznej eksploatacji osuszacza membranowego jest poprzedzenie go osuszaczem chłodniczym.

Stosunkowo niewiele zastosowań wymaga sprężonego powietrza uzdatnionego zgodnie z normami klasy 1, a więc ciśnieniowy punkt rosy do -70°C. W takich przypadkach najlepszym rozwiązaniem są regenerowane na zimno osuszacze adsorpcyjne.

Powrót do KAESER Blog