Компрессорный агрегат — только сердце станции. Сам по себе он лишь сжимает газ. Чтобы на выходе оказался чистый, сухой продукт нужного давления и температуры, вокруг агрегата выстраивают систему вспомогательного оборудования. Убери любой элемент — пострадает качество продукта или выйдет из строя сам агрегат. Часто — и то, и другое одновременно.
Входной фильтр
Первый на пути газа. Задерживает пыль, абразивные частицы, капельную влагу. Без него абразив попадает в цилиндры и разрушает поршни, кольца, клапаны. Выбор фильтра — по требованиям агрегата: большинство поршневых машин работают с фильтрами 10–50 мкм на входе.
Перепад давления на фильтре — индикатор его состояния. Растёт перепад — элемент загрязнён. Работа с забитым фильтром снижает производительность и поднимает температуру сжатия. Сигнал к замене нельзя игнорировать: загрязнённый фильтр начинает пропускать частицы.
Промежуточные охладители (интеркулеры)
Стоят между ступенями сжатия. После каждой ступени газ нагревается до 150–200 °C. Промежуточное охлаждение снижает его температуру до близкой к атмосферной перед следующей ступенью.
Горячий газ занимает больший объём — следующая ступень сжимает его менее эффективно. После охлаждения производительность выше при том же потреблении энергии. КПД многоступенчатой КС с промежуточным охлаждением на 20–30% выше, чем без него. Промежуточный охладитель буквально окупает себя в экономии электроэнергии.
По типу: воздушные (рёбра и вентилятор) или водяные (трубчатые теплообменники). Водяные компактнее и эффективнее при высоком давлении.
Концевой охладитель (афтеркулер)
Стоит после последней ступени. Охлаждает горячий сжатый газ до температуры окружающей среды. Параллельно конденсирует значительную часть влаги. Без него горячий газ попадает в ресивер и трубопроводы, где остывает неконтролируемо — конденсат выпадает прямо в системе, вызывает коррозию и загрязняет потребителей.
Сепараторы влаги
После концевого охладителя в газе остаётся капельная влага. Сепаратор отделяет её инерционным методом: поток закручивается, капли собираются на стенках и стекают в дренаж. Автоматический дренажный клапан выводит конденсат без остановки станции.
Без регулярного дренажа сепаратор переполняется и начинает пропускать воду в систему. Результат — загрязнение трубопроводов, повреждение пневмооборудования.
Осушители сжатого газа
Сепаратор убирает капли, но водяной пар остаётся. Для процессов, требующих сухого газа, нужен осушитель — он снижает точку росы.
Рефрижераторный охлаждает газ до +2…+4 °C, влага конденсируется. Точка росы на выходе — около +3 °C. Простой, надёжный, недорогой. Подходит для большинства промышленных применений.
Адсорбционный пропускает газ через силикагель или молекулярные сита. Точка росы — до −40…−70 °C. Для медицины, электроники, аналитики. Работает попеременно на двух колоннах: пока одна сушит, вторая регенерируется.
О том, как осушители встроены в полный цикл работы КС, — в статье «Как устроена компрессорная станция».
Фильтры сжатого газа
На выходе из осушителей — финальная очистка.
Коалесцирующий задерживает масляный туман — частицы масла, захваченные потоком из агрегата. Для масляных компрессоров обязателен перед ответственными потребителями. Остаточное содержание масла — менее 0,01 мг/м³.
Угольный удаляет запах масла и летучие органические соединения. В пищевой промышленности и медицине.
Тонкой очистки задерживает твёрдые частицы до 0,01 мкм. Для полупроводников и прецизионных инструментов.
Ресивер
Накопительный сосуд под давлением. Три задачи: сглаживает пульсации от поршневого агрегата, создаёт буферный запас при пиковом потреблении, служит дополнительной ступенью сепарации. Объём подбирают из соотношения производительности и неравномерности потребления.
Ресивер — объект надзора. Освидетельствование: наружный осмотр раз в 4 года, внутренний осмотр с гидроиспытанием раз в 8 лет по ФНП. Без действующего освидетельствования — эксплуатация запрещена.
Система автоматики и КИПиА
Датчики давления и температуры на каждом узле, реле уровня масла, датчики вибрации, газоанализаторы для горючих и токсичных сред. Блок управления обрабатывает сигналы и управляет агрегатом в автоматическом режиме.
Подробнее об оборудовании КубСпецТех — в разделе компрессорных и вакуумных станций.
