Каков коэффициент преобразования воздуха, производимого воздушным компрессором, в осушенный воздух?

1. Прежде всего уточним, что именно подразумевается под «коэффициентом конверсии»

Коэффициент преобразования между «воздухом, производимым компрессором» и «осушенным воздухом» не является фиксированным значением. Он может означать три различных понятия: во‑первых, изменение объёма всасываемого свободного воздуха после его сжатия; во‑вторых, чистый объём воздуха, который можно получить на выходе после обработки влагосодержащего сжатого воздуха в осушителе; в‑третьих, степень достижения заданной точки росы после удаления влаги из сжатого воздуха.

II. Основные соотношения, определяющие объём вырабатываемого воздуха

Расход воздуха, указанный на табличке воздушного компрессора, обычно означает свободный расход воздуха при определённых условиях всасывания. После сжатия объём воздуха изменяется в зависимости от давления и температуры, тогда как масса сухого воздуха остаётся практически неизменной. Поэтому при сравнении производительности генерируемого воздуха необходимо предварительно привести все значения к единым условиям — одинаковым давлению, температуре и базовому состоянию.

• Состояние впуска:Температура окружающей среды, влажность и атмосферное давление оказывают влияние на фактический объём всасываемого воздуха.
• Давление выпуска:Для сравнения объёмного расхода необходимо преобразовать избыточное давление в абсолютное.
• Температура выхлопных газов:Разница температур до и после охлаждения влияет на объёмный расход сжатого воздуха.

При близких температурах можно приближённо рассматривать это в соответствии с уравнением состояния идеального газа: при повышении давления объём, занимаемый воздухом той же массы, соответственно уменьшается.

III. Ключевые факторы коэффициента превращения сухого воздуха

Процесс осушения в основном направлен на снижение содержания водяного пара в сжатом воздухе. Если осушитель не потребляет дополнительно воздух, масса осушенного воздуха практически не уменьшается; однако в реальных системах в осушителе могут происходить регенерационная продувка, автоматическое удаление конденсата, перепады давления и утечки, что негативно сказывается на объёме реально доступного осушенного воздуха.

• Холодильный осушитель:Основной способ — охлаждение, при котором вода выпадает в виде конденсата; как правило, значительное потребление сжатого воздуха не является основным методом регенерации.
• Сорбционный осушитель:Требуется регенерация осушителя; при этом может расходоваться часть сжатого воздуха либо применяться иной способ регенерации.
• Требования к точке росы:Чем ниже требуемая точка росы, тем выше, как правило, нагрузка на осушение и расходы на регенерацию.
• Влажность поступающего воздуха:Чем выше влажность окружающей среды, тем больше влаги необходимо удалить, и тем заметнее это влияет на систему осушения.

IV. Как рассчитывается коэффициент конверсии

Если за основу принять объём чистого выходящего воздуха после осушения, то можно произвести оценку по следующей схеме:

Производительность по сухому воздуху = объём сжатого воздуха на входе осушителя − расход регенерационного воздуха − потери на дренаж и утечки

Коэффициент преобразования сухого воздуха = расход сухого воздуха на выходе ÷ расход влажного сжатого воздуха на входе × 100%

Если давление и температура входного и выходного потоков различаются, прямое сравнение объёмных расходов невозможно; необходимо привести их к одному стандартному состоянию или к одним эксплуатационным условиям и затем произвести расчёт.

5. Почему нельзя сразу задать фиксированное соотношение?

Различные значения давления нагнетаемого воздуха, отличающиеся температура и влажность окружающей среды, различные типы осушителей и разные требования к точке росы — всё это приводит к заметным различиям в результатах. Например, в условиях высокой температуры и высокой влажности нагрузка по удалению влаги выше; при более низких требованиях к точке росы расход энергии на регенерацию системы осушения также может возрастать. Поэтому конкретный коэффициент конверсии следует определять с учётом данных, указанных на шильде оборудования, реальных эксплуатационных условий и технической документации осушителя.

VI. Рекомендации по сметной оценке проекта

• Уточните состояние всасывания или стандартные условия, соответствующие производительности воздушного компрессора.
• Уточните рабочее давление системы, колебания давления и потребности в газе на стороне потребителя.
• Уточните тип осушителя, номинальную производительность, перепад давления и расходы на регенерацию.
• При выборе модели следует предусмотреть соответствующий запас мощности, чтобы избежать длительной работы сушильного аппарата на пределе его номинальной нагрузки.
• Обратите внимание на влияние дренажных устройств, утечек в трубопроводах и перепада давления на фильтрах на доступный объём газа.