Требования к качеству воздуха

К сжатому воздуху, применяемому для различных технических нужд на машиностроительных и других предприятиях, в ряде случаев предъявляются требования по содержанию влаги, пыли и других примесей. Их наличие вредно сказывается на работе компрессоров, которые являются основным оборудованием компрессорных станций.

Попадание пыли в проточную часть поршневого компрессора ухудшает его работу и вызывает нарушение герметичности клапанов. В цилиндре пыль вместе со смазочным маслом, находящимся на его поверхности, образует абразивную пасту, вызывая ускоренный износ трущихся деталей и повышая их температуру.

Очистка воздуха от различных видов пыли является обязательной и производится на компрессорных станциях в специальных фильтрах. Отделяются частицы диаметром меньше 10 мкм. Запыленность, т. е. содержание пыли в 1 м³ воздуха должна быть не выше 1 мг/м³, а в некоторых установках требуется еще меньшая запыленность – такая очистка называется тонкой.

При большой влажности воздуха в проточной части компрессора могут образоваться капли жидкости вследствие конденсации водяных паров после охлаждения в межступенчатой коммуникации. Также могут образовываться и мелкие капли масел, выносимых из цилиндров ступеней. Скопление жидкости в цилиндре вызывает гидравлический удар, поломки в механизме движения компрессора и выдавливание крышек цилиндров. Капли воды смывают масло со стенок цилиндров, а это увеличивает потери на трение и износ.

Скопление жидкости в наиболее низких местах коммуникации может закупорить ее. В зимнее время в магистральных трубопроводах возможно образование льда, что приводит к росту падения давления. Поэтому для отделения капельной жидкости от газа на компрессорной станции в систему трубопроводов включаются водомаслоотделители.

В ряде технологических процессов требуется очищать воздух не только от капельной влаги, но и от паров и других примесей. Известны два метода технической осушки воздуха: конденсацией паров влаги путем искусственного охлаждения воздуха ниже точки росы и твердыми поглотителями-адсорбентами.

Первый метод предполагает использование компрессионной холодильной установки. Воздух охлаждается либо в поверхностном воздухоохладителе, либо при непосредственном контакте с холодной жидкостью а контактном аппарате. Во втором методе для адсорбции влаги широко используются селикогели, алюмогели и синтетические цеолиты. Наиболее эффективно адсорбируют пары воды синтетические цеолиты, с помощью которых достигается точка росы до -76°С.

В неответственных случаях, чтобы избежать усложнения осушительной установки, требования к влагосодержанию воздуха ограничивают значением 0,7 г/кг (соответствующая точка росы при атмосферном давлении около -20°С). В этом случае воздух давлением 0,9 МПа достаточно охладить до 5°С. Однако и в этом случае стоимость оборудования для осушки воздуха составляет до 50% стоимости соответствующего компрессорного оборудования, а дополнительный расход энергии на осушку – около 5% расхода энергии на сжатие воздуха.