Как решить проблему с обмерзанием сжатого воздуха в холодную погоду?

Холодная погода создает определенный набор проблем для систем сжатого воздуха, и эти проблемы начинаются еще до того, как температура достигает отрицательных значений. Когда температура окружающей среды падает, необходимо выполнить некоторые базовые проверки вашей пневматической системы, чтобы предотвратить проблемы. Холодная погода может повлиять на сам воздушный компрессор, оборудование для сжатого воздуха (например, фильтры и осушители), трубопроводы сжатого воздуха, проходящие снаружи, а также оборудование в точке использования.

Основной проблемой в холодную погоду является замерзание конденсата, находящегося в сжатом воздухе. И это происходит даже при плюсовых температурах! Замерзание выше нуля... Почему это происходит?

Воздушные компрессоры выделяют много тепла. Это тепло отводится в компрессоре в масляном радиаторе и доохладителе компрессора (для маслозаполненных винтовых компрессоров) или в промежуточном охладителе и доохладителе (для безмасляных винтовых компрессоров). Отведение этого тепла и поддержание холодного режима работы компрессора само по себе может стать сложной задачей, особенно в теплые летние месяцы. Но откуда берется все это тепло? И почему мы говорим о тепле, когда в этой статье речь идет о проблемах с замерзанием?

Тепло исходит от сжатия воздуха – при сжатии воздуха выделяется тепло. Воздух нагревается. Когда мы используем сжатый воздух, происходит обратное: воздух охлаждается по мере расширения. Это базовая термодинамика, и вы ничего не можете с этим поделать... Проблема в холодную погоду заключается в том, что в любой точке, где продувается сжатый воздух, температура падает, а если в сжатом воздухе есть вода, он замерзает. Это может произойти, даже если у вас нет жидкого конденсата в сжатом воздухе, потому что часть, где выдувается сжатый воздух, станет очень холодной, а водяной пар в сжатом воздухе будет конденсироваться в жидкую воду, а затем замерзнет до льда.

Это происходит еще до того, как температура окружающей среды достигнет отрицательных значений. Это - так называемое «локальное замораживание», при котором замораживание происходит очень локально, только в той части, в которой выдувается воздух. Обычно это может произойти при температуре окружающей среды ниже 10 градусов Цельсия. И чем холоднее становится, тем больше это становится проблемой.

Вот несколько распространенных мест, где локальное замораживание может привести к проблемам:

1) Система управления воздушным компрессором

Система управления воздушным компрессором имеет несколько точек продувки. Система управления работает на сжатом воздухе, который никак не фильтруется и не осушается – по этой причине он содержит много влаги. В каждой из точек продувки системы управления могут возникнуть локальные проблемы с замерзанием. Например, управляющий воздух выдувается, когда компрессор переключается с нагрузки на разгрузку. В то же время внутреннее давление сбрасывается, чтобы снизить потребление энергии при разгрузке. Когда компрессор останавливается, внутреннее давление полностью сбрасывается.

Этот воздух выдувается через пилотные (управляющие) клапаны на впускном клапане, или в нижней части винтового элемента (работает за счет выходного давления). Или он сдувается через вентиляционное отверстие в электромагнитном клапане системы загрузки / разгрузки. Все эти продувочные отверстия могут замерзнуть, что вызовет проблемы. Наиболее подвержен этому соленоид нагрузки / разгрузки. Соленоиды, которые выдувают воздух, могут стать настолько холодными, что полностью замерзнут, застряв в «открытом» или «закрытом» положении.

2) Адсорбционные осушители воздуха

При использовании адсорбционных осушителей сжатого воздуха локальные проблемы с замерзанием возникают снова в любой точке, где сдувается воздух.

3) Фильтры сжатого воздуха и конденсатоотводчики

Все фильтры сжатого воздуха и конденсатоотводчики имеют дренажные отверстия для удаления конденсата из системы. Опять же, в этих точках может произойти местное замерзание – закупорка стока. В этом случае поток сжатого воздуха не блокируется, но дренажи конденсата больше не работают, оставляя весь конденсат в вашем сжатом воздухе (что создает массу проблем, если их вовремя не заметить).

4) Точка использования (подключения пневмо потребителей)

Там, где используется сжатый воздух, воздух расширяется. Любая машина, использующая сжатый воздух, будет остывать. Низкая температура окружающей среды может вызвать локальное замерзание машины или оборудования, использующего сжатый воздух, особенно в любой точке, где сжатый воздух сбрасывается.

Как-же предотвратить, или устранить локальные проблемы с замерзанием в системах сжатого воздуха?

Вот несколько советов по предотвращению и устранению проблем, вызванных "локальным" замерзанием сжатого воздуха.

1) Сухой воздух

Чтобы предотвратить эти проблемы, главное, чтобы сжатый воздух был как можно более сухим. Чем ниже точка росы (по давлению) воздуха, тем меньше проблем с локальным замерзанием. Местное замерзание все равно будет происходить, но при небольшом количестве воды в сжатом воздухе вероятность его замерзания меньше.

2) Большие продувочные вентиляционные отверстия

Локальное замораживание представляет собой большую проблему с маленькими вентиляционными отверстиями, поскольку их легче закрыть образовавшимся льдом по сравнению с большими вентиляционными отверстиями. Если у вас есть определенные вентиляционные отверстия, которые замерзают, попробуйте добавить к ним заслонку / пневмоглушитель сжатого воздуха. Сжатый воздух будет распространяться на большую площадь, благодаря чему охлаждающий эффект будет распространяться на большую площадь, что часто устраняет проблему. И даже если локальное замерзание все же происходит, площадь продувки демпфера часто настолько велика, что полностью не замерзнет. В общем: увеличьте размер продувочного отверстия — это предотвратит их полное замерзание очень быстро. Сливы конденсата на воздушных ресиверах иногда бывают очень маленькими – их замена на более крупные версии может предотвратить эти проблемы.

3) Нагреватель сжатого воздуха

Иногда может возникнуть необходимость установить нагреватель сжатого воздуха в месте использования. Нагреватель сжатого воздуха нагревает воздух в месте использования, чтобы предотвратить проблемы с конденсацией и локальным замерзанием. Это вариант только в том случае, если поток воздуха относительно небольшой, и, конечно, это работает только для оборудования в точке использования (потребления) сжатого воздуха.

4) Устранение проблем с зависанием в системах управления компрессором

Для предотвращения проблем с продувкой в системе управления компрессором — самый простой вариант — поднять температуру окружающей среды в компрессорной. Даже если компрессор забирает холодный воздух снаружи (через воздуховоды), это не проблема, так как соленоиды и другие вентиляционные отверстия теперь находятся при более высоких температурах окружающей среды, что предотвращает замерзание. По опыту, замерзание соленоидных клапанов и других вентиляционных отверстий чаще происходит с машинами, которые часто переключаются между загрузкой и разгрузкой, или запуском и остановом - просто потому, что воздух выдувается чаще, и между ними мало времени для того, чтобы деталь снова нагрелась (даже если это всего на несколько градусов в плюс). Иногда помогает отрегулировать уставки давления, чтобы компрессор загружался и разгружался реже.

5) Повторное использование тепла компрессора (рекуперация)

Если возможно, рециркулируйте горячий охлаждающий воздух в компрессорную для повышения температуры — отличный способ повторно использовать неиспользуемое тепло воздушного компрессора. Имеются системы, которые автоматически открывают и закрывают заслонки в воздуховодах охлаждающего воздуха для автоматической регулировки температуры компрессорного помещения. Если это сделать не просто – можно добавить электрообогрев к каждой точке обдува. Электрообогрев нагревает деталь. При обдуве сжатым воздухом деталь охлаждается, но, поскольку она изначально была теплой, она не достигнет температуры замерзания.

Другие проблемы с холодной погодой, влияющие на вашу систему сжатого воздуха

Выше мы описали так называемые проблемы «локального замораживания». Но есть еще несколько проблем, связанных с низкими температурами окружающей среды. Вот еще несколько вещей, которые следует учитывать, когда температура на улице падает.

1) Рабочая температура компрессора

Следите за рабочей температурой вашего воздушного компрессора. Как и перегрев, работа при низких температурах также вредна для вашего воздушного компрессора. Основной проблемой здесь является чрезмерное образование конденсата в воздушном компрессоре, что в результате приводит к множеству проблем...

2) Запуск компрессора

Компрессорное масло более густое в холодном состоянии. Если винтовой компрессор запускается в холодном состоянии, ему может быть трудно прокачать это холодное масло. Густое холодное масло вызовет более высокие, чем обычно, пусковые токи. Некоторые компрессоры могут отключиться из-за этого высокого тока, другие компрессоры имеют датчики низкой температуры окружающей среды и просто отказываются запускаться, когда слишком холодно.

3) Рефрижераторные осушители воздуха

При использовании рефрижераторных осушителей сжатого воздуха осушитель может стать слишком холодным и замерзнуть внутри. Это может вызвать сильное падение давления или даже полную остановку потока сжатого воздуха.

4) Внешние линии сжатого воздуха

Если у вас есть линии сжатого воздуха, проходящие снаружи (например, между компрессорной и заводом), водяной пар может конденсироваться и замерзать. Единственным реальным решением является осушение сжатого воздуха. В этом случае рефрижераторного осушителя сжатого воздуха недостаточно, так как он обычно снижает точку росы под давлением только до 4 градусов Цельсия. Это означает, что если температура сжатого воздуха упадет ниже 4 градусов Цельсия, конденсация все равно произойдет. Для защиты трубопроводов сжатого воздуха, проходящих снаружи, вам понадобится адсорбционный осушитель сжатого воздуха. Адсорбционные осушители способны достигать точки росы под давлением -40 градусов по Цельсию или даже ниже. При точке росы под давлением -40 градусов по Цельсию конденсация произойдет только в том случае, если температура упадет ниже -40 градусов по Цельсию, что, конечно, очень маловероятно.

5) Проверьте свой компрессор когда температура на улице начнет падать.

Посетите компрессорную и проверьте, все ли работает нормально.
Вот некоторые вещи, которые вы можете проверить:
- Обратите внимание на температуру окружающей среды в компрессорной.
- Убедитесь, что компрессор по-прежнему загружается и разгружается правильно.
- Проверить правильность работы всех дренажей конденсата.
- Проверьте рабочую температуру воздушного компрессора.
- Проверить индикатор точки росы охлажденного воздуха рефрижераторных осушителей воздуха, даже если у вас нет проблем с "зависаниями" – винтовому компрессору плохо долго работать при низких температурах (температурах на выходе винтового блока сжатия).

Но может возникнуть ряд других проблем, которые вызывают эти проблемы. Рекомендуем обратиться к нашим специалистам за советом.

Перейти в раздел