Connaissance complète du système d'air comprimé
Le système d’air comprimé comprend un équipement de source d’air, un équipement de purification de source d’air et des canalisations associées au sens étroit.Au sens large, les composants pneumatiques auxiliaires, les composants d'actionnement pneumatiques, les composants de commande pneumatique et les composants de vide appartiennent tous à la catégorie des systèmes à air comprimé.Habituellement, l'équipement d'une station de compression d'air est un système d'air comprimé au sens étroit.La figure suivante montre un organigramme typique du système d'air comprimé :
L'équipement de source d'air (compresseur d'air) aspire l'atmosphère, comprime l'air naturel en air comprimé à haute pression et élimine les polluants tels que l'humidité, l'huile et d'autres impuretés de l'air comprimé grâce à un équipement de purification.L’air dans la nature est un mélange de nombreux gaz (O, N, CO, etc.), et la vapeur d’eau en fait partie.L'air contenant une certaine quantité de vapeur d'eau est appelé air humide et l'air sans vapeur d'eau est appelé air sec.L'air qui nous entoure est de l'air humide, donc le fluide de travail du compresseur d'air est de l'air naturellement humide.Bien que la teneur en vapeur d’eau de l’air humide soit relativement faible, sa teneur a une grande influence sur les propriétés physiques de l’air humide.Dans le système de purification d’air comprimé, le séchage de l’air comprimé est l’un des éléments principaux.Dans certaines conditions de température et de pression, la teneur en vapeur d'eau de l'air humide (c'est-à-dire la densité de la vapeur d'eau) est limitée.À une certaine température, lorsque la quantité de vapeur d'eau atteint la teneur maximale possible, l'air humide à ce moment est appelé air saturé.L'air humide, lorsque la vapeur d'eau n'atteint pas la teneur maximale possible, est appelé air insaturé.Lorsque l’air non saturé devient de l’air saturé, des gouttes d’eau liquide se condensent à partir de l’air humide, ce que l’on appelle « condensation ».La condensation de rosée est courante, par exemple, l'humidité de l'air est très élevée en été et il est facile de former des gouttelettes d'eau à la surface des conduites d'eau du robinet, et des gouttelettes d'eau apparaîtront sur les vitres des résidents le matin d'hiver, ce qui est tous les résultats de la condensation de rosée provoquée par le refroidissement de l'air humide sous pression constante.Comme mentionné ci-dessus, la température de l'air non saturé est appelée point de rosée lorsque la température est réduite pour atteindre l'état de saturation tout en maintenant la pression partielle de vapeur d'eau inchangée (c'est-à-dire en gardant la teneur absolue en eau inchangée).Lorsque la température descend jusqu’à la température du point de rosée, il y a de la « condensation ».Le point de rosée de l’air humide n’est pas seulement lié à la température, mais aussi à la teneur en humidité de l’air humide.Le point de rosée est élevé avec une forte teneur en eau et bas avec une faible teneur en eau.
La température du point de rosée joue un rôle important dans la conception des compresseurs.Par exemple, lorsque la température de sortie du compresseur d'air est trop basse, le mélange pétrole-gaz se condensera dans le baril pétrole-gaz en raison de la basse température, ce qui fera que l'huile lubrifiante contiendra de l'eau et affectera l'effet de lubrification.Donc.La température de sortie du compresseur d'air doit être conçue pour ne pas être inférieure à la température du point de rosée sous la pression partielle correspondante.Le point de rosée atmosphérique est également la température du point de rosée à pression atmosphérique.De même, le point de rosée sous pression fait référence à la température du point de rosée de l’air sous pression.La relation correspondante entre le point de rosée sous pression et le point de rosée atmosphérique est liée au taux de compression.Sous le même point de rosée sous pression, plus le taux de compression est élevé, plus le point de rosée atmosphérique correspondant est bas.L'air comprimé du compresseur d'air est très sale.Les principaux polluants sont : l'eau (gouttelettes d'eau liquide, brouillard d'eau et vapeur d'eau gazeuse), le brouillard d'huile lubrifiante résiduel (gouttelettes d'huile atomisées et vapeur d'huile), les impuretés solides (boue de rouille, poudre métallique, poudre de caoutchouc, particules de goudron et matériaux filtrants, matériaux d'étanchéité, etc.), impuretés chimiques nocives et autres impuretés.Une huile lubrifiante détériorée détériorera le caoutchouc, le plastique et les matériaux d'étanchéité, provoquera une défaillance de l'action des vannes et polluera les produits.L'humidité et la poussière provoqueront la rouille et la corrosion des dispositifs métalliques et des pipelines, provoqueront le blocage ou l'usure des pièces mobiles, provoqueront un dysfonctionnement ou une fuite des composants pneumatiques, et l'humidité et la poussière bloqueront également les trous d'étranglement ou les tamis de filtre.Dans les régions froides, les pipelines gèlent ou se fissurent après le gel de l’humidité.En raison de la mauvaise qualité de l'air, la fiabilité et la durée de vie du système pneumatique sont considérablement réduites, et les pertes causées par celui-ci dépassent souvent largement le coût et le coût de maintenance du dispositif de traitement de l'air. Il est donc absolument nécessaire de choisir un système de traitement de l'air. correctement.
Quelle est la principale source d’humidité dans l’air comprimé ?La principale source d’humidité dans l’air comprimé est la vapeur d’eau aspirée par le compresseur d’air avec l’air.Une fois que l'air humide entre dans le compresseur d'air, une grande quantité de vapeur d'eau est comprimée dans l'eau liquide pendant le processus de compression, ce qui réduira considérablement l'humidité relative de l'air comprimé à la sortie du compresseur d'air.Si la pression du système est de 0,7 MPa et l'humidité relative de l'air inhalé est de 80 %, la sortie d'air comprimé du compresseur d'air est saturée sous pression, mais si elle est convertie à la pression atmosphérique avant compression, son humidité relative n'est que de 6. ~10 %.C'est-à-dire que la teneur en eau de l'air comprimé a été considérablement réduite.Cependant, avec la diminution progressive de la température dans les gazoducs et les équipements gaziers, une grande quantité d’eau liquide continuera à se condenser dans l’air comprimé.Comment se produit la pollution par les hydrocarbures dans l’air comprimé ?L'huile lubrifiante du compresseur d'air, les vapeurs d'huile et les gouttelettes d'huile en suspension dans l'air ambiant ainsi que l'huile lubrifiante des composants pneumatiques du système sont les principales sources de pollution par les hydrocarbures dans l'air comprimé.À l'heure actuelle, à l'exception des compresseurs d'air centrifuges et à membrane, presque tous les compresseurs d'air (y compris tous les types de compresseurs d'air lubrifiés sans huile) amènent de l'huile sale (gouttes d'huile, brouillard d'huile, vapeur d'huile et produits de fission carbonisés) dans le gazoduc jusqu'à certains. étendue.La température élevée de la chambre de compression du compresseur d'air provoquera la vaporisation, la fissuration et l'oxydation d'environ 5 % à 6 % de l'huile, qui s'accumuleront dans la paroi interne du pipeline du compresseur d'air sous forme de film de carbone et de laque, et la fraction légère sera amenée dans le système par de l'air comprimé sous forme de vapeur et de minuscules matières en suspension.En un mot, toutes les huiles et matériaux lubrifiants mélangés dans l'air comprimé peuvent être considérés comme des matériaux contaminés par l'huile pour les systèmes qui n'ont pas besoin d'ajouter de matériaux lubrifiants lors du fonctionnement.Pour le système qui doit ajouter des matériaux lubrifiants dans le travail, toute la peinture antirouille et l'huile de compresseur contenues dans l'air comprimé sont considérées comme des impuretés de pollution par les hydrocarbures.
Comment les impuretés solides pénètrent-elles dans l’air comprimé ?Les sources d'impuretés solides dans l'air comprimé comprennent principalement : (1) Il existe diverses impuretés de différentes tailles de particules dans l'atmosphère environnante.Même si un filtre à air est installé à l'entrée d'air du compresseur d'air, des impuretés « aérosols » inférieures à 5 μm peuvent généralement pénétrer dans le compresseur d'air avec l'air inhalé et se mélanger à l'huile et à l'eau pour pénétrer dans le tuyau d'échappement pendant la compression.(2) Lorsque le compresseur d'air fonctionne, les pièces frottent et entrent en collision les unes avec les autres, les joints vieillissent et tombent, et l'huile lubrifiante est carbonisée et fissurée à haute température, ce qui peut être dit que les particules solides telles que les particules métalliques , de la poussière de caoutchouc et de la fission carbonée sont amenées dans le gazoduc.Quel est l'équipement de source d'air ?Qu'y a-t-il ?L'équipement source est le générateur d'air comprimé-compresseur d'air (compresseur d'air).Il existe de nombreux types de compresseurs d'air, tels que le type à piston, le type centrifuge, le type à vis, le type coulissant et le type à volute.
L'air comprimé produit par le compresseur d'air contient de nombreux polluants tels que l'humidité, l'huile et la poussière. Il est donc nécessaire d'utiliser un équipement de purification pour éliminer correctement ces polluants afin d'éviter qu'ils ne nuisent au fonctionnement normal du système pneumatique.L’équipement de purification de l’air est un terme général désignant de nombreux équipements et appareils.L'équipement de purification des sources de gaz est également souvent appelé équipement de post-traitement dans l'industrie, ce qui fait généralement référence aux réservoirs de stockage de gaz, aux séchoirs, aux filtres, etc.● Réservoir de stockage de gaz La fonction du réservoir de stockage de gaz est d'éliminer les pulsations de pression, de séparer davantage l'eau et l'huile de l'air comprimé par expansion adiabatique et refroidissement naturel, et de stocker une certaine quantité de gaz.D'une part, cela peut atténuer la contradiction selon laquelle la consommation de gaz est supérieure à la production de gaz du compresseur d'air en peu de temps, d'autre part, cela peut maintenir l'approvisionnement en gaz pendant une courte période lorsque le compresseur d'air tombe en panne ou perd de la puissance, afin d'assurer la sécurité des équipements pneumatiques.
L'air comprimé produit par le compresseur d'air contient de nombreux polluants tels que l'humidité, l'huile et la poussière. Il est donc nécessaire d'utiliser un équipement de purification pour éliminer correctement ces polluants afin d'éviter qu'ils ne nuisent au fonctionnement normal du système pneumatique.L’équipement de purification de l’air est un terme général désignant de nombreux équipements et appareils.L'équipement de purification des sources de gaz est également souvent appelé équipement de post-traitement dans l'industrie, ce qui fait généralement référence aux réservoirs de stockage de gaz, aux séchoirs, aux filtres, etc.● Réservoir de stockage de gaz La fonction du réservoir de stockage de gaz est d'éliminer les pulsations de pression, de séparer davantage l'eau et l'huile de l'air comprimé par expansion adiabatique et refroidissement naturel, et de stocker une certaine quantité de gaz.D'une part, cela peut atténuer la contradiction selon laquelle la consommation de gaz est supérieure à la production de gaz du compresseur d'air en peu de temps, d'autre part, cela peut maintenir l'approvisionnement en gaz pendant une courte période lorsque le compresseur d'air tombe en panne ou perd de la puissance, afin d'assurer la sécurité des équipements pneumatiques.
● Sécheur Le sécheur d'air comprimé, comme son nom l'indique, est une sorte d'équipement d'élimination de l'eau pour l'air comprimé.Il existe deux types couramment utilisés : le lyophilisateur et le sécheur par adsorption, ainsi que le sécheur à déliquescence et le sécheur à membrane polymère.Le lyophilisateur est l'équipement de déshydratation d'air comprimé le plus couramment utilisé, généralement utilisé dans les situations où la qualité des sources de gaz générales est requise.Le lyophilisateur doit utiliser la caractéristique selon laquelle la pression partielle de la vapeur d'eau dans l'air comprimé est déterminée par la température de l'air comprimé pour refroidir et déshydrater.Le lyophilisateur à air comprimé est généralement appelé « sécheur à froid » dans l’industrie.Sa fonction principale est de réduire la teneur en eau de l'air comprimé, c'est-à-dire de réduire la température du point de rosée de l'air comprimé.Dans le système d'air comprimé industriel général, c'est l'un des équipements nécessaires au séchage et à la purification de l'air comprimé (également appelé post-traitement).
1 principes de base L'air comprimé peut être pressurisé, refroidi, absorbé et d'autres méthodes pour atteindre l'objectif d'élimination de la vapeur d'eau.Le lyophilisateur est la méthode d’application du refroidissement.Comme nous le savons, l’air comprimé par le compresseur d’air contient toutes sortes de gaz et de vapeur d’eau, il s’agit donc uniquement d’air humide.La teneur en humidité de l'air humide est inversement proportionnelle à la pression dans son ensemble, c'est-à-dire que plus la pression est élevée, moins la teneur en humidité est élevée.Une fois que la pression de l'air augmente, la vapeur d'eau dans l'air qui dépasse la teneur possible se condense en eau (c'est-à-dire que le volume d'air comprimé devient plus petit et ne peut pas accueillir la vapeur d'eau d'origine).Ceci est par rapport à l'air d'origine lorsqu'il est inhalé, la teneur en humidité est plus petite (il s'agit ici du fait que cette partie de l'air comprimé est restaurée à un état non comprimé).Cependant, l'échappement du compresseur d'air est toujours de l'air comprimé et sa teneur en vapeur d'eau est à la valeur maximale possible, c'est-à-dire qu'il est dans un état critique de gaz et de liquide.À ce stade, l'air comprimé est appelé état saturé, donc tant qu'il est légèrement sous pression, la vapeur d'eau passe immédiatement du gaz au liquide, c'est-à-dire que l'eau se condense.Supposons que l’air soit une éponge humide qui absorbe l’eau et que sa teneur en humidité corresponde à l’humidité inhalée.Si un peu d'eau est expulsée de l'éponge par la force, la teneur en humidité de cette éponge est relativement réduite.Si vous laissez l'éponge récupérer, elle sera naturellement plus sèche que l'éponge d'origine.Cela permet également d'atteindre l'objectif de déshydratation et de séchage par mise sous pression.Si aucune force n'est appliquée après avoir atteint une certaine force lors du processus de compression de l'éponge, l'eau cessera d'être expulsée, ce qui correspond à l'état de saturation.Continuez à augmenter l’intensité de l’extrusion, il y a encore de l’eau qui s’écoule.Par conséquent, le compresseur d’air lui-même a pour fonction d’éliminer l’eau et la méthode utilisée est la pressurisation.Cependant, ce n’est pas le but du compresseur d’air, mais une « nuisance ».Pourquoi ne pas utiliser la « pressurisation » comme moyen d’éliminer l’eau de l’air comprimé ?Ceci est principalement dû à une économie, augmentant la pression de 1 kg.Il n’est pas du tout rentable de consommer environ 7 % d’énergie.Mais le « refroidissement » pour éliminer l’eau est relativement économique, et le sécheur-gel utilise le même principe que la déshumidification de la climatisation pour atteindre son objectif.La densité de la vapeur d'eau saturée étant limitée, dans la plage de pression aérodynamique (2MPa), on peut considérer que la densité de la vapeur d'eau dans l'air saturé dépend uniquement de la température, mais n'a rien à voir avec la pression de l'air.Plus la température est élevée, plus la densité de vapeur d’eau dans l’air saturé est élevée et plus il y a d’eau.Au contraire, plus la température est basse, moins il y a d'eau (cela peut être compris par le bon sens de la vie, sec et froid en hiver et humide et chaud en été).L'air comprimé est refroidi à la température la plus basse possible, de sorte que la densité de la vapeur d'eau qu'il contient devient plus petite, et une « condensation » se forme, et les petites gouttelettes d'eau formées par cette condensation sont collectées et évacuées, atteignant ainsi l'objectif de éliminer l'eau de l'air comprimé.Parce qu'il s'agit d'un processus de condensation et de condensation dans l'eau, la température ne doit pas être inférieure au « point de congélation », sinon le phénomène de congélation ne drainera pas efficacement l'eau.Habituellement, la « température du point de rosée sous pression » nominale du lyophilisateur est généralement de 2 à 10 ℃.Par exemple, le « point de rosée sous pression » de 0,7 MPa à 10 ℃ est converti en « point de rosée atmosphérique » de -16 ℃.On peut comprendre que lorsque l'air comprimé est utilisé dans un environnement non inférieur à -16 ℃, il n'y aura pas d'eau liquide lorsqu'elle sera rejetée dans l'atmosphère.Toutes les méthodes d'élimination de l'eau de l'air comprimé ne sont que relativement sèches, répondant à une certaine sécheresse requise.L'élimination absolue de l'humidité est impossible et il est très peu rentable de poursuivre la sécheresse au-delà des exigences d'utilisation.2 principe de fonctionnement Le sécheur-gel à air comprimé peut réduire la teneur en humidité de l'air comprimé en refroidissant l'air comprimé et en condensant la vapeur d'eau contenue dans l'air comprimé en gouttelettes.Les gouttes de liquide condensé sont évacuées de la machine via le système de drainage automatique.Tant que la température ambiante de la canalisation en aval de la sortie du sécheur n'est pas inférieure à la température du point de rosée à la sortie de l'évaporateur, le phénomène de condensation secondaire ne se produira pas.
Processus d'air comprimé : l'air comprimé entre dans l'échangeur de chaleur à air (préchauffeur) [1] pour réduire initialement la température de l'air comprimé à haute température, puis entre dans l'échangeur de chaleur fréon/air (évaporateur) [2], où l'air comprimé l'air est extrêmement refroidi et la température est considérablement réduite jusqu'à la température du point de rosée.L'eau liquide séparée et l'air comprimé sont séparés dans le séparateur d'eau [3], et l'eau séparée est évacuée hors de la machine par un dispositif de drainage automatique.L'air comprimé échange de la chaleur avec le réfrigérant à basse température dans l'évaporateur [2], et la température de l'air comprimé à ce moment est très basse, approximativement égale à la température du point de rosée de 2 ~ 10 ℃.S'il n'y a pas d'exigence particulière (c'est-à-dire qu'il n'y a pas d'exigence de basse température pour l'air comprimé), l'air comprimé retournera généralement à l'échangeur thermique à air (préchauffeur) [1] pour échanger de la chaleur avec l'air comprimé à haute température qui vient d'être utilisé. est entré dans le séchoir froid.Le but de ceci est : (1) utiliser efficacement le « froid résiduel » de l’air comprimé séché pour pré-refroidir l’air comprimé à haute température qui vient d’entrer dans le sécheur à froid, de manière à réduire la charge de réfrigération du sécheur à froid ;(2) pour éviter les problèmes secondaires tels que la condensation, les gouttes, la rouille, etc. à l'extérieur du pipeline principal causés par l'air comprimé à basse température après séchage.Processus de réfrigération : le réfrigérant Fréon entre dans le compresseur [4] et après compression, la pression augmente (la température augmente également).Lorsqu'elle est légèrement supérieure à la pression dans le condenseur, la vapeur de réfrigérant haute pression est évacuée dans le condenseur [6].Dans le condenseur, la vapeur de réfrigérant à température et pression plus élevées échange de la chaleur avec de l'air (refroidissement par air) ou de l'eau de refroidissement (refroidissement par eau) à température plus basse, condensant ainsi le réfrigérant Fréon à l'état liquide.À ce moment, le réfrigérant liquide est dépressurisé (refroidi) par le capillaire/détendeur [8], puis entre dans l'échangeur thermique fréon/air (évaporateur) [2], où il absorbe la chaleur de l'air comprimé et se gazéifie.L'air comprimé refroidi par l'objet est refroidi et la vapeur de réfrigérant vaporisée est aspirée par le compresseur pour démarrer le cycle suivant.
Le réfrigérant présent dans le système effectue un cycle à travers quatre processus : compression, condensation, expansion (étranglement) et évaporation.Grâce à un cycle de réfrigération continu, l'objectif de congélation de l'air comprimé est réalisé.4 Fonction de chaque composant Échangeur de chaleur à air Afin d'éviter la formation d'eau condensée sur la paroi extérieure de la canalisation externe, l'air après lyophilisation quitte l'évaporateur et échange de la chaleur avec l'air comprimé à haute température et chaleur humide dans l'air. échangeur de chaleur à nouveau.Dans le même temps, la température de l’air entrant dans l’évaporateur est considérablement réduite.échange de chaleur Le réfrigérant absorbe la chaleur et se dilate dans l'évaporateur, passant du liquide au gaz, et l'air comprimé échange de la chaleur pour se refroidir, de sorte que la vapeur d'eau contenue dans l'air comprimé passe du gaz au liquide.séparateur d'eau L'eau liquide séparée est séparée de l'air comprimé dans le séparateur d'eau.Plus l'efficacité de séparation du séparateur d'eau est élevée, plus la proportion d'eau liquide se revolatilisant dans l'air comprimé est faible et plus le point de rosée sous pression de l'air comprimé est bas.compresseur Le réfrigérant gazeux entre dans le compresseur de réfrigération et est comprimé pour devenir un réfrigérant gazeux à haute température et haute pression.vanne de dérivation Si la température de l'eau liquide séparée descend en dessous du point de congélation, la glace condensée provoquera un blocage de la glace.La vanne de dérivation peut contrôler la température de réfrigération et le point de rosée sous pression à une température stable (1 ~ 6 ℃).condenseur Le condenseur abaisse la température du réfrigérant et le réfrigérant passe d'un état gazeux à haute température à un état liquide à basse température.filtre Le filtre filtre efficacement les impuretés du réfrigérant.Capillaire/détendeur Après avoir traversé le capillaire/détendeur, le réfrigérant se dilate en volume et diminue en température, et devient un liquide à basse température et basse pression.séparateur gaz-liquide Lorsque le réfrigérant liquide pénètre dans le compresseur, il peut produire un phénomène de coup de bélier, ce qui peut endommager le compresseur de réfrigération.Seul le réfrigérant gazeux peut pénétrer dans le compresseur frigorifique via le séparateur gaz-liquide réfrigérant.Egouttoir automatique L'égouttoir automatique évacue régulièrement l'eau liquide accumulée au fond du séparateur à l'extérieur de la machine.Le lyophilisateur présente les avantages d'une structure compacte, d'une utilisation et d'un entretien pratiques, d'un faible coût de maintenance, etc., et convient aux occasions où la température du point de rosée de la pression de l'air comprimé n'est pas trop basse (au-dessus de 0 ℃).Le sécheur par adsorption utilise un déshydratant pour déshumidifier et sécher l'air comprimé forcé.Le séchoir à adsorption régénératif est souvent utilisé dans la vie quotidienne.
● Filtres Les filtres sont divisés en filtre de pipeline principal, séparateur gaz-eau, filtre désodorisant au charbon actif, filtre de stérilisation à la vapeur, etc. Leurs fonctions sont d'éliminer l'huile, la poussière, l'humidité et autres impuretés présentes dans l'air pour obtenir de l'air comprimé propre.Source : technologie des compresseurs Avertissement : cet article est reproduit à partir du réseau et le contenu de l'article est uniquement destiné à l'apprentissage et à la communication.Le réseau de compresseurs d’air est neutre par rapport aux vues exprimées dans l’article.Le droit d'auteur de l'article appartient à l'auteur original et à la plateforme.En cas d'infraction, veuillez contacter pour la supprimer.
