Основы измерения температуры точки росы

В настоящее время в производственных процессах практически повсеместно применяется такой универсальный и надежный источник энергии как сжатый воздух. В зависимости от поставленных задач, к качеству сжатого воздуха могут применяться различные требования. Залогом постоянного и бесперебойного функционирования компрессора являются основы измерения влажности и температуры точки росы сжатого воздуха.

Обычно сжатый воздух производится из окружающего воздуха поршневыми или винтовыми компрессорами, а затем проходит процедуру осушки. Целью является производство сухого воздуха, чистого от масла и пыли. Частицы масла и пыли могут быть удалены посредством сложной системы фильтров. Значения же влажности должны быть понижены с помощью осушителей (рефрижераторных, мембранных, адсорбционных и т. д.)

Как вода попадает в сжатый воздух

Воздух может содержать тем больше водяного пара, чем выше температура и чем больше объем воздуха. Если воздух сжимается, его способность содержать пар понижается. На определенном этапе сжатия, воздух предельно насыщается, и содержащаяся в воздухе вода выпадает в виде конденсата. Понижение температуры при этом увеличивает объем конденсирующейся воды. Таким образом значение относительной влажности воздуха на выходе из компрессора всегда составляет 100%. Количество воды, которая может образоваться при сжатии воздуха может быть достаточно большим.

К примеру, при влажности 60% и температуре окружающей среды 20°С, компрессор мощностью 30 кВт  выбрасывает в пневмосистему до 20 литров воды. Для больших компрессоров это значение будет гораздо выше.

Последствия содержания влаги

В зависимости от поставленных задач, к качеству сжатого воздуха могут применяться различные требования. Однако во всех случаях залогом продолжительной бесперебойной работы всей системы является мониторинг параметров влажности воздуха. Трубопровод в пневмосистеме обычно сделан из неоцинкованной стали. Так как скорость коррозии существенно повышается при превышении значения влажности в 50%, этого ни в коем случае нельзя допускать. В случае неоцинкованного трубопровода высокая влажность со временем приводит к коррозии. Ржавчина постепенно распространяется и достигает точек забора, что приводит к блокированию выпускных отверстий, выводу из строя управляющих элементов и простоям производства.

Кроме проблем, связанных с коррозией, содержание влаги оказывает непосредственное влияние на качество производимой продукции. Вот наиболее распространенные проблемы, которые могут быть вызваны повышенной влажностью:

• Водопоглощающие продукты (специи, сахар) могут склеиваться во время транспортировки по пневмотранспортной системе.
• В процессе лакирования и нанесения прочих покрытий могут образовываться пузыри.
• Высверленные отверстия могут забиваться пылью
• Зимой в неотапливаемых помещениях регулировочные вентили могут замерзать

Функции осушителя

Для решения проблем, вызванных слишком высокой влажностью, используют осушители различных типов. При работе с пневмосистемами температура точки росы используется в качестве параметра, определяющего сухость воздуха. Температура точки росы сжатого воздуха – это температура, при которой содержащаяся в воздухе влага конденсируется в форме воды. Чем меньше воды содержится в сжатом воздухе, тем ниже значение температуры точки росы.

Существуют различные типы осушителей. Адсорбционные и рефрижераторные наиболее распространены.

Рефрижераторные осушители

 Рефрижераторные осушители охлаждают сжатый воздух приблизительно до 2-5°С. Так как температура точки росы составляет примерно такую же температуру, излишки водяного пара при этом конденсируются в виде воды. После этого воздух вновь нагревается до комнатной температуры.

В большинстве случаев при использовании рефрижераторных осушителей проводится мониторинг исключительно температуры, а датчики влажности и точки росы устанавливаются только на крупных предприятиях, или в случае особенно ответственного производства. Тем не менее, информации о температуре обычно недостаточно, так как при следующих неисправностях осушителя влажность может превышать допустимый предел даже при нормальной температуре:

• Не производится отвод конденсата из осушителя.
• Сжатый воздух попадает в осушитель (трубы теплообменника износились).
• Сжатый воздух попадает в обводной трубопровод (влажный сжатый воздух попадает в обводной трубопровод вместо осушителя).
• Избыток конденсата из-за неисправной системы предварительной сепарации

Если рефрижераторный осушитель выходит из строя, это неизбежно ведет к конденсации влаги в системе сжатого воздуха. Это создает дополнительные проблемы (кроме уже названных) в случае, если конденсат накапливается в тупиковых ветках и не отсасывается автоматически. Для удаления воды в этом случае необходимо приложить достаточно серьезные усилия или высушить и выдуть ее большим количеством сжатого воздуха. Это часто ведет к повышению значений точки росы при отсутствии каких-либо видимых повреждений осушителя. В этом случае бывает крайне сложно найти причину повышения температуры точки росы или даже образования конденсата.

Адсорбционные осушители

Работы адсорбционных осушителей основана на принципе притяжения масс. Водяной пар конденсируется (адсорбируется) на поверхности осушающего вещества.

Эффективные Адсорбционные осушители способны осушать воздух до состояния, при котором точка росы равняется -40°С и ниже.

Регенеративные адсорбционные осушители состоят из двух баков, наполненных осушающим веществом. На разных этапах работы в одном баке проходит процесс регенерации, а в другом – осушка воздуха. В зависимости от условий работы осушающее вещество следует заменять раз в 3-5 лет. Следующие условия могут сократить срок службы вещества:

• Слишком большие объемы проходящего через осушитель воздуха
• Неудовлетворительная предварительная сепарация
• Содержание в воздухе масла
• Повышенное время регенерации одного из баков

Для безопасности производства необходимо проводить мониторинг температуры точки росы в каждый момент времени и иметь сигнализацию, срабатывающую при превышении допустимых значений.