Separacja i odprowadzanie kondensatu ze sprężonego powietrza

Gospodarka kondensatem obejmuje trzy różne zadania: oddzielenie kropli cieczy od strumienia sprężonego powietrza, opróżnienie punktu zbiorczego przez spust oraz obróbkę odprowadzonej mieszaniny wody i oleju. Dopiero prawidłowe połączenie tych etapów chroni instalację przed ponownym unoszeniem cieczy, ogranicza straty sprężonego powietrza i pozwala przygotować kondensat do dalszego zagospodarowania. W Pneumatig można dobrać spusty kondensatu oraz separatory oleju i wody; są to urządzenia o odmiennych funkcjach i nie należy stosować ich nazw zamiennie.

Gdzie powstaje kondensat w instalacji sprężonego powietrza?

Powietrze zasysane przez sprężarkę zawiera parę wodną. Po sprężeniu jest gorące, a po schłodzeniu poniżej ciśnieniowego punktu rosy część pary skrapla się. Krople odbiera separator wody, a kondensat gromadzi się również w zbiorniku po stronie mokrej, filtrach i osuszaczu ziębniczym. Jeżeli powietrze po uzdatnianiu nadal ochładza się w rurociągu poniżej swojego ciśnieniowego punktu rosy, w dalszej części sieci może wykroplić się kolejna porcja wody.

Ilość cieczy zależy między innymi od temperatury i wilgotności powietrza na wlocie, wydajności oraz czasu pracy sprężarki, skuteczności chłodzenia i osuszania, ciśnienia, obciążenia instalacji oraz warunków otoczenia. Przy danym ładunku pary dalsze chłodzenie sprężonego powietrza sprzyja wykraplaniu.

Separator kropli, spust i separator olej–woda pełnią inne funkcje

Separator kropli, na przykład umieszczony za chłodnicą końcową, oddziela ciekłe krople niesione przez powietrze i kieruje je do komory zbiorczej. Nie usuwa jednak cieczy z układu i nie oczyszcza jej do parametrów wymaganych przez odbiorcę ścieków.

Spust kondensatu opróżnia komorę separatora, filtr, osuszacz, zbiornik lub najniższy punkt instalacji. Pracuje na zebranej cieczy, a nie na parze wodnej w strumieniu. Standardowy dobór dotyczy punktu pracującego pod nadciśnieniem, z którego kondensat jest wypychany różnicą ciśnień.

Separator olej–woda jest kolejnym etapem. Odbiera odprowadzony kondensat po jego rozprężeniu i oddziela lub wiąże zanieczyszczenia olejowe. Nie zastępuje separatora kropli w przewodzie ze sprężonym powietrzem ani sprawnego spustu w każdym punkcie zbiorczym.

Żadne z tych trzech urządzeń nie zastępuje osuszacza, którego zadaniem jest obniżenie zawartości pary wodnej w sprężonym powietrzu do poziomu wymaganego przez proces. Separator kropli i spust działają na fazę ciekłą, która już powstała.

Mechaniczny, czasowy czy sterowany poziomem spust kondensatu?

Wybór sposobu opróżniania powinien wynikać z ciśnienia w punkcie montażu, spodziewanego napływu cieczy, rodzaju zanieczyszczeń, przyłączy, temperatury oraz dostępu do zasilania i serwisu. Wspólna nazwa „spust elektroniczny” nie opisuje jeszcze zasady sterowania.

• Spust mechaniczny pływakowy nie wymaga zasilania elektrycznego i otwiera odpływ po osiągnięciu określonego poziomu. Osad może blokować mechanizm lub kanał odpływowy, dlatego potrzebna jest kontrola i czyszczenie zgodnie z instrukcją urządzenia.
• Elektrozawór czasowy otwiera się w zaprogramowanych odstępach. Zbyt krótki czas otwarcia może pozostawić ciecz w urządzeniu, a zbyt długi lub zbyt częsty cykl powoduje niepotrzebny upust sprężonego powietrza. Nastawy trzeba dopasować do rzeczywistego napływu kondensatu.
• Spust sterowany poziomem uruchamia odpływ po wykryciu cieczy. Takie rozwiązanie ogranicza pracę zaworu bez kondensatu, ale nadal wymaga dobrania przepustowości, ciśnienia roboczego, odporności materiałowej i warunków serwisowych konkretnego modelu.

Niezależnie od konstrukcji trzeba przewidzieć możliwość bezpiecznego odcięcia, kontroli odpływu i obsługi. Spust niedrożny pozwala cieczy gromadzić się i przedostawać dalej z powietrzem, natomiast nieszczelny lub stale otwarty staje się źródłem strat. Temperatury poniżej zera wymagają rozwiązania przewidzianego przez producenta dla takich warunków, a nie pozostawienia zaworu uchylonego.

Kiedy potrzebny jest separator oleju i wody?

Kondensat ze sprężarki smarowanej olejem może zawierać olej, produkty jego starzenia, cząstki stałe i pozostałości z instalacji. Zebranie cieczy do wspólnego przewodu nie kończy procesu: przed wyborem sposobu zagospodarowania trzeba znać jej skład i wymagania właściwego odbiorcy. Separator olej–woda może zmniejszyć ilość odpadu kierowanego do specjalistycznego zagospodarowania, jeżeli wynik obróbki spełnia warunki właściwego sposobu odbioru. Sam fakt przepływu przez urządzenie nie stanowi automatycznej zgody na zrzut do kanalizacji.

Technologie separatorów różnią się sposobem rozdziału i materiałem filtracyjnym. Zdolność urządzenia zależy od łącznej wydajności oraz czasu pracy podłączonych sprężarek, klimatu i temperatury otoczenia, ilości kondensatu, rodzaju oleju i stabilności emulsji, liczby punktów dopływu oraz wymaganego interwału obsługi. Stabilna emulsja może wymagać technologii dobranej właśnie do jej rozdzielenia; nie wolno zakładać, że każdy wkład poradzi sobie z każdym olejem. Nie należy też przenosić wydajności podanej dla jednej strefy klimatycznej, rodzaju oleju lub konfiguracji na wszystkie zastosowania. Warunki wprowadzania podczyszczonych ścieków trzeba potwierdzić dla zakładu, odbiorcy kanalizacji i właściwego sposobu odprowadzania.

Jak zaplanować kompletną drogę kondensatu?

Najpierw zinwentaryzuj punkty, w których ciecz jest oddzielana lub może się gromadzić: chłodnicę końcową i separator wody, zbiornik mokry, filtry, osuszacz ziębniczy oraz niskie punkty rurociągu. Dla każdego punktu dobierz osobny sposób automatycznego opróżniania. Następnie zaplanuj bezpieczne zebranie odpływów i skierowanie zanieczyszczonego kondensatu do urządzenia obróbczego albo do właściwego sposobu zagospodarowania.

Układ powinien umożliwiać kontrolę działania spustów, pobranie próbki po obróbce i reakcję na przepełnienie lub blokadę. Wkłady oraz olej zatrzymany przez separator pozostają odpadem wymagającym postępowania zgodnego z ich rzeczywistym składem i lokalnymi zasadami. Częstotliwość kontroli oraz wymiany elementów wynika z instrukcji konkretnego urządzenia i rzeczywistego obciążenia, a nie z jednego harmonogramu dla całej kategorii.

Dane potrzebne do doboru spustu i separatora

Do zapytania przygotuj informacje, które pozwolą połączyć urządzenia w jeden układ:

• typ, wydajność, ciśnienie i harmonogram pracy każdej sprężarki;
• sprężarka olejowa lub bezolejowa oraz rodzaj stosowanego środka smarnego;
• punkty odbioru kondensatu: chłodnica, separator wody, zbiornik, filtry, osuszacz i rurociąg;
• minimalne i nominalne ciśnienie oraz temperatura w każdym punkcie, a także informacja o pracy bez obciążenia i możliwym przeciwciśnieniu odpływu;
• szacowana albo zmierzona ilość kondensatu i obecność osadu, emulsji lub agresywnych składników;
• temperatura otoczenia, ryzyko zamarzania i warunki klimatyczne pracy;
• dostępne zasilanie, przyłącza, sposób prowadzenia odpływu i miejsce na obsługę;
• planowany sposób zagospodarowania cieczy oraz wymagania odbiorcy ścieków.

Na tej podstawie można dobrać zasadę działania spustu, jego wykonanie ciśnieniowe i materiałowe, a następnie technologię oraz wielkość separatora olej–woda. Parametry graniczne zawsze trzeba potwierdzić w karcie dokładnego modelu.