Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Измерение влажности с помощью датчиков точки росы — один из параметров, которые контролируются в самых разных областях промышленности, в частности, при производстве промышленных и специализированных газов и использовании систем сжатого воздуха.
Контроль содержания влаги в технологических газах является ключевым фактором как для поддержания стабильного качества продукции, так и для защиты газораспределительного и производственного оборудования от повреждений. Однако все чаще измерение влажности используется и как средство повышения энергоэффективности и снижения эксплуатационных расходов, особенно при использовании систем осушки газа.
Сжатый воздух, часто называемый «четвертым видом промышленной энергии», обеспечивает питание для множества различных промышленных процессов и систем, от пневмоинструментов и оборудования для транспортировки материалов до установок для приготовления пищи и переработки отходов.
Типичная система использует компрессор, который всасывает и сжимает атмосферный воздух. Затем воздух проходит через комбинацию фильтров для очистки и осушитель, прежде чем попасть в ресивер для хранения, откуда он распределяется по мере необходимости по трубопроводам к точке (или точкам) использования.
Атмосферный воздух обычно содержит загрязняющие вещества, такие как частицы, влага и, в зависимости от окружающей среды, пары масла. В нормальных условиях они, как правило, не воспринимаются как опасные, но по мере сжатия воздуха и уменьшения его объема концентрация загрязняющих веществ – и связанный с этим риск повреждения нижестоящего оборудования или производимой продукции, с которой воздух вступает в контакт – будет возрастать. Влага, например, вызывает коррозию внутренних поверхностей оборудования и трубопроводов и приводит к эмульгированию смазочных масел, в то время как в таких областях применения, как производство продуктов питания, она может стимулировать рост вредных микроорганизмов.
В нормальных атмосферных и окружающих условиях кубический метр воздуха при 35°C и относительной влажности 60% будет содержать около 23 граммов воды в виде пара. Повышение давления до 7 бар увеличит концентрацию пара в восемь раз; в этом примере каждый кубический метр сжатого воздуха будет содержать 184 грамма водяного пара. Следует отметить, что температура воздуха повышается при прохождении через компрессор. По мере охлаждения способность воздуха удерживать тот же объем воды уменьшается, поэтому пар конденсируется в жидкую форму.
Типичный компрессор мощностью 90 кВт, работающий восемь часов в день, производит 970 м³ сжатого воздуха, а также 140 литров воды. Британское общество сжатого воздуха (BCAS) опубликовало Руководство по наилучшей практике (BPG104) по фильтрации и осушке сжатого воздуха. В нем поясняется, что «после сжатия и последующего охлаждения сжатый воздух выходит из доохладителя на 100 процентов насыщенным водяным паром».
Роль осушителей в системах сжатого воздуха крайне важна для минимизации или полного удаления влаги. Осушители используют технологии охлаждения, мембранной или адсорбционной (десикантной) осушки и, как правило, выбираются в соответствии с ожидаемой максимальной нагрузкой водяного пара для каждого конкретного применения.
Традиционно расчет оптимального цикла сушки основывался на времени, необходимом для обработки известного объема сжатого воздуха, а выбор осушителя часто осуществлялся исходя лишь из уровня энергопотребления, заявленного производителем. Хотя такой подход может быть приемлемым при низких ценах на энергию, он становится неэффективным при росте цен и снижении операционных прибылей, поскольку может приводить к значительно более длительной, чем необходимо, работе осушителей и, соответственно, к перерасходу энергии.
Вместо этого необходим точный контроль процесса сушки, чтобы он прекращался, как только содержание влаги в сжатом воздухе достигает требуемого уровня. Именно здесь датчики и преобразователи точки росы играют решающую роль, поскольку они позволяют исключить потери энергии при одновременном поддержании оптимального качества воздуха.
Трудно сказать точно, сколько энергии можно сэкономить, добавив встроенные датчики влажности, поскольку каждое применение индивидуально. Однако можно с уверенностью утверждать, что при длительной генерации сжатого воздуха, например, в пищевой промышленности, энергопотребление значительно снизится по сравнению с осушителем без эффективного контроля влажности.
Аналогичная ситуация складывается и при производстве промышленных газов, таких как кислород и азот.
В последнее время наблюдается устойчивый отказ от использования бутилированных газов и больших резервуаров для хранения газа, что связано с такими факторами, как ручное обращение, проблемы со здоровьем и безопасностью, а также расходы на транспортировку и хранение. Вместо этого все большее число компаний используют газогенераторы на месте.
В таких системах обычно используется либо абсорбция с изменением давления (PSA), либо мембранные технологии для разделения потоков кислорода и азота высокой чистоты из источников сжатого воздуха. Хотя адсорбент, используемый в системах PSA, и полупроницаемые мембраны из полых волокон удаляют влагу в процессе разделения газов, все же очень важно убедиться, что каждый осушитель производит сухой воздух, соответствующий необходимым стандартам.
Интеграция датчиков измерения влажности или точки росы обеспечит оптимальный уровень эффективности работы систем осушения, гарантируя оптимальное качество воздуха и способствуя снижению энергопотребления и эксплуатационных расходов.
Независимо от применения, одним из ключевых преимуществ точного мониторинга содержания влаги в сжатом воздухе или разделенных газовых потоках является возможность продемонстрировать, что газ безопасен и подходит для использования. Это особенно важно в критически важных производственных секторах, таких как производство продуктов питания и фармацевтики, где наличие влаги может негативно сказаться на качестве производимых товаров. Соответствующий стандарт ISO, регулирующий качество сжатого воздуха, — это ISO 8573.1, который устанавливает максимальные допустимые концентрации частиц, влаги и загрязнений маслом.
| Класс | Твёрдая частица Максимальное количество частиц на м3 |
Вода Точка росы под давлением (°C) |
Масло (в т.ч. пары) мг/м3 |
||
|---|---|---|---|---|---|
| 0,1-0,5 мкм | 0,5-1,0 мкм | 1,0-5,0 мкм | |||
| 1 | 100 | 100 | 0 | -70 | 0,01 |
| 2 | 100,000 | 1,000 | 10 | -40 | 0,1 |
| 3 | Не указано | 10,000 | 500 | -20 | 1 |
| 4 | Не указано | Не указано | 1,000 | 3 | 5 |
| 5 | Не указано | Не указано | 20,000 | 7 | Не указано |
| 6 | Не указано | Не указано | Не указано | 10 | Не указано |
Использование передовых датчиков влажности или датчиков точки росы последнего поколения, таких как наша серия SF, сыграет значительную роль в снижении энергопотребления и повышении качества продукции или процессов. Эти приборы способны измерять точку росы, содержание влаги и следы влаги вплоть до крайне низких концентраций. Они обладают исключительной повторяемостью, поставляются с различными опциями и предназначены для установки как на заводе-изготовителе, так и для модернизации.
