Адсорбционные осушители — тонкости и нюансы подбора

На многих промышленных предприятиях имеющих центральную систему сжатого воздуха, трубопроводы воздушной системы проведены по улице. Проходящий по ним сжатый воздух, имеет 100% влажность, вследствие чего при его охлаждении, в воздушной сети образуется конденсат. Образование конденсата вызывает коррозию системы сжатого воздуха и брак конечной продукции.

Для устранения выпадения конденсата возникает необходимость в осушении сжатого воздуха.

Для каждой отрасли промышленности количественное описание допустимого содержания влаги в сжатом воздухе определяет всемирно принятый стандарт ISO 8573-1.

Следуя данным, указанным в ISO, можно сказать, что осушение сжатого воздуха до 4 класса (точка росы «+3°С») гарантирует отсутствие конденсата в воздушной системе до того момента, пока сжатый воздух не охладится до +3°С.

На практике, 4 класс по содержанию влаги является приемлемым решением в летних условиях эксплуатации. Так же применение осушения до 4 класса оправдано, если вся система сжатого воздуха, включая трубопроводы, располагается в одном производственном здании, где температура атмосферного воздуха круглогодично выше +3°С.

Принимая во внимание особенности климатических условий на промышленно развитой территории Российской Федерации, необходимо отметить особую значимость 2‑го (точка росы «-40°С») и 1‑го (точка росы «-70°С») класса сжатого воздуха.

Из изложенной выше терминологии следует, что в воздушной сети наполненной сжатым воздухом, осушенным до 2 класса, возможно образование конденсата лишь тогда, когда сжатый воздух в системе охладится до -40°С.

Для надёжной защиты воздушной системы предприятия применяются адсорбционные осушители с точкой росы «-40°С» и «-70°С».

Как показывает расчёт и подтверждает практика, при подборе адсорбционных осушителей необходимо учесть следующий момент:

• при необходимости подавать в воздушную систему менее 35м3/мин, энергетически эффективно применять осушители с холодным типом регенерации;
• при необходимости подавать в воздушную систему более 35м3/мин, энергетически эффективно применять осушители с горячим типом регенерации.

Выполнение данного условия является одним из определяющих принципов. Достигается минимально возможное энергопотребление системы сжатого воздуха.

Также необходимо обратить внимание на зависимость пропускной способности адсорбционного осушителя от температуры сжатого воздуха.

Общеизвестно, что с повышением температуры сжатого воздуха уменьшается пропускная способность осушителя.

Зачастую бывает так, что в решениях, «разработанных» различными продавцами, адсорбционные осушители подбираются только на СТАНДАРТНЫЕ УСЛОВИЯ эксплуатации, а именно, когда:

• температура окружающего атмосферного воздуха +25°С;
• температура сжатого воздуха на впуске в адсорбционный осушитель Kaeser +35°С;
• давление сжатого воздуха на впуске в осушитель 7 бар (изб).

Возникает вопрос, какова будет при этом эффективность защиты воздушной системы Заказчика?

Для примера рассмотрим следующую ситуацию:

• максимальная потребность в сжатом воздухе равна 40 м3/мин;
• содержание влаги в сжатом воздухе должно соответствовать второму классу (точка росы «-40°С»);

Очевидно, что в данном случае в целях достижения минимально возможного энергопотребления необходимо применять осушитель с горячим типом регенерации.

Если для решения поставленной задачи применить адсорбционный осушитель Kaeser, имеющий при стандартных условиях пропускную способность, равную 43,3 м3/мин, то в зимний период эксплуатации осушителя, когда температурные условия эксплуатации близки к стандартным, он справится с поставленной перед ним задачей.

Но в весенне-осенний период эксплуатации, когда:

• температура атмосферного воздуха в помещении компрессорной будет +35°С;
• температура сжатого воздуха на впуске в осушитель не менее +40°С;
• давление сжатого воздуха на впуске в осушитель 7 бар (изб),

его пропускная способность составит не более 32, 9 м3/мин, тогда как необходимо осушать не менее 40,0 м3/мин. Осушитель не справится с поставленной задачей. Он будет перегружен.

Факт перегрузки означает следующее:

1. воздушный поток, предназначенный для осушения, больше допустимого;
2. осушить поток, равный 40,0 м3/мин, до точки росы«-40°С» осушитель Kaeser не может;
3. влага поступает в воздушную сеть;
4. в рабочей колонне осушителя накапливается влага, причём её количество превышает предельно допустимое значение;
5. удалить влагу (восстановить адсорбент) во время процесса регенерации не получается, так как установленные на осушителе нагревательный элемент и воздуходувка рассчитаны на удаление того количества влаги, которое осушитель может задержать в потоке не большем чем 32, 9 м3/мин.

Очевидно, что летом осушитель от цикла к циклу будет набирать в себя всё большее и большее количество влаги. «Вывести» её (восстановить адсорбент) он не сможет, так как мощности установленных нагревателя и воздуходувки не достаточно.

В результате адсорбционный осушитель «утонет». Осушать до требуемой точки росы он уже не сможет.

Термин «утонуть» означает то, что наполнитель, начиная от низа колонны, там где происходит впуск сжатого воздуха, до верха колонны, там где выходит сжатый воздух, наполнен капельной влагой.

Восстановить осушитель невозможно. Требуется полная замена наполнителя (адсорбента).

При этом необходимо понимать, что замена наполнителя не является решением проблемы.

Для того, чтобы ситуация не повторилась и осушитель вновь не «утонул», необходимо, параллельно с восстановленным осушителем, подключить ещё один осушитель с аналогичными техническими характеристиками.

Так же в целях повышения эффективности защиты системы сжатого воздуха адсорбционный осушитель с горячим типом регенерации должен иметь:

• термоизоляцию колонн;
• комплект фильтров на входе и выходе сжатого воздуха;
• системы защиты адсорбента (наполнителя) от повреждения.

В случае, когда величина потребления объёма сжатого воздуха непостоянна и имеется существенный диапазон изменения его величины, адсорбционный осушитель Kaeser необходимо дополнительно укомплектовать функцией «ECO Control».

Эта функция позволяет дополнительно экономить электроэнергию в режиме работы частичной загрузки осушителя, а также позволяет работать по фактической «Точке росы».

В отличие от адсорбционного осушителя с горячим типом регенерации, осушители с холодным типом регенерации не требуют термоизоляции колонн. Объясняется этот момент тем, что процесс регенерации в этих осушителях происходит без нагрева регенерирующего потока воздуха и, соответственно, регенерируемая колонна «не греет» рабочую колонну.

В остальном их комплектации идентичны, также дополнительно требуется установить:

1. комплект фильтров на входе и выходе сжатого воздуха;
2. системы защиты адсорбента (наполнителя) от повреждения.

Функция «ECO Control» устанавливается в тех случаях, когда предполагается эксплуатация осушителя в режиме частичной загрузки. Её функциональное назначение абсолютно такое же, как и осушителей с горячим типом регенерации.