Основы измерения температуры точки росы

В настоящее время в производственных процессах практически повсеместно применяется такой универсальный и надежный источник энергии как сжатый воздух.

В зависимости от поставленных задач, к качеству сжатого воздуха могут применяться различные требования. Залогом постоянного и бесперебойного функционирования компрессора являются в том числе конкретные параметры влажности и температуры точки росы сжатого воздуха.

Обычно сжатый воздух производится из окружающего воздуха поршневыми или винтовыми компрессорами, а затем проходит процедуру осушки. Целью является производство сухого воздуха, чистого от масла и пыли. Частицы масла и пыли могут быть удалены посредством сложной системы фильтров. Значения же влажности должны быть понижены с помощью осушителей (рефрижераторных, мембранных, адсорбционных и т. д.)

Как вода попадает в сжатый воздух?

Воздух может содержать тем больше водяного пара, чем выше температура и чем больше объем воздуха. Если воздух сжимается, его способность содержать пар понижается. На определенном этапе сжатия, воздух предельно насыщается, и содержащаяся в воздухе вода выпадает в виде конденсата. Понижение температуры при этом увеличивает объем конденсирующейся воды. Таким образом значение относительной влажности воздуха на выходе из компрессора всегда составляет 100%. Количество воды, которая может образоваться при сжатии воздуха может быть достаточно большим. К примеру, при влажности 60% и температуре окружающей среды 20°С, компрессор мощностью 30 кВт выбрасывает в пневмосистему до 20 литров воды. Для больших компрессоров это значение будет гораздо выше.

Последствия содержания влаги

В зависимости от поставленных задач, к качеству сжатого воздуха могут применяться различные требования. Однако во всех случаях залогом продолжительной бесперебойной работы всей системы является мониторинг параметров влажности воздуха. Трубопровод в пневмосистеме обычно сделан из неоцинкованной стали. Так как скорость коррозии существенно повышается при превышении значения влажности в 50%, этого ни в коем случае нельзя допускать. В случае неоцинкованного трубопровода высокая влажность со временем приводит к коррозии. Ржавчина постепенно распространяется и достигает точек забора, что приводит к блокированию выпускных отверстий, выводу из строя управляющих элементов и простоям производства.

Кроме проблем, связанных с коррозией, содержание влаги оказывает непосредственное влияние на качество производимой продукции. Вот наиболее распространенные проблемы, которые могут быть вызваны повышенной влажностью:

• Водопоглощающие продукты (специи, сахар) могут склеиваться во время транспортировки по пневмотранспортной системе.
• В процессе лакирования и нанесения прочих покрытий могут образовываться пузыри.
• Высверленные отверстия могут забиваться пылью
• Зимой в неотапливаемых помещениях регулировочные вентили могут замерзать

Функции осушителя

Для решения проблем, вызванных слишком высокой влажностью, используют осушители различных типов. При работе с пневмосистемами температура точки росы используется в качестве параметра, определяющего сухость воздуха. Температура точки росы сжатого воздуха – это температура, при которой содержащаяся в воздухе влага конденсируется в форме воды. Чем меньше воды содержится в сжатом воздухе, тем ниже значение температуры точки росы.

Существуют различные типы осушителей. Адсорбционные и рефрижераторные наиболее распространены.

Рефрижераторные осушители

Рефрижераторные осушители охлаждают сжатый воздух приблизительно до 2-5°С. Так как температура точки росы составляет примерно такую же температуру, излишки водяного пара при этом конденсируются в виде воды. После этого воздух вновь нагревается до комнатной температуры.

В большинстве случаев при использовании рефрижераторных осушителей проводится мониторинг исключительно температуры, а датчики влажности и точки росы устанавливаются только или на крупных предприятиях, или в случае особенно ответственного производства. Тем не менее, информации о температуре обычно недостаточно, так как при следующих неисправностях осушителя влажность может превышать допустимый предел даже при нормальной температуре:

• Не производится отвод конденсата из осушителя.
• Сжатый воздух попадает в осушитель (трубы теплообменника износились).
• Сжатый воздух попадает в обводной трубопровод (влажный сжатый воздух попадает в обводной трубопровод вместо осушителя).
• Избыток конденсата из-за неисправной системы предварительной сепарации

Если рефрижераторный осушитель выходит из строя, это неизбежно ведет к конденсации влаги в системе сжатого воздуха. Это создает дополнительные проблемы (кроме уже названных) в случае, если конденсат накапливается в тупиковых ветках и не отсасывается автоматически. Для удаления воды в этом случае необходимо приложить достаточно серьезные усилия или высушить и выдуть ее большим количеством сжатого воздуха. Это часто ведет к повышению значений точки росы при отсутствии каких-либо видимых повреждений осушителя. В этом случае бывает крайне сложно найти причину повышения температуры точки росы или даже образования конденсата.

Адсорбционные осушители

Работы адсорбционных осушителей основана на принципе притяжения масс. Водяной пар конденсируется (адсорбируется) на поверхности осушающего вещества.

Эффективные адсорбционные осушители способны осушать воздух до состояния, при котором точка росы равняется -40°Сtd и ниже.

Регенеративные адсорбционные осушители состоят из двух баков, наполненных осушающим веществом. На разных этапах работы в одном баке проходит процесс регенерации, а в другом – осушка воздуха. В зависимости от условий работы осушающее вещество следует заменять раз в 3-5 лет. Следующие условия могут сократить срок службы вещества:

• Слишком большие объемы проходящего через осушитель воздуха
• Неудовлетворительная предварительная сепарация
• Содержание в воздухе масла
• Повышенное время регенерации одного из баков

Для безопасности производства необходимо проводить мониторинг температуры точки росы в каждый момент времени и иметь сигнализацию, срабатывающую при превышении допустимых значений.

Современные приборы измерения температура точки росы

Набор DS400, оснащенный датчиком точки росы как для рефрижераторных, так и для адсорбционных/мембранных осушителей с пределом измерения до -80°Ctd, позволяет легко и безопасно производить мониторинг на производстве.

Система DS400 поставляется со всеми необходимыми для подключения аксессуарами. Поэтому для подключения прибора нет необходимости подробно изучать руководство.

Индикация превышения пороговых значений может производиться как акустически, так и оптически. 2 сигнальных реле являются свободно настраиваемыми. Задержка срабатывания сигнализации может быть установлена для каждого из двух реле. Это позволяет фиксировать только долговременное превышение порогового значения. Также, присутствует возможность перезагрузить тревожную сигнализацию.

Набор DS400 состоит из многофункционального измерительного устройства DS400 и датчика точки росы FA410, включающего измерительную камеру для измерения под давлением значением до 16/50/350 бар. При давлении более 16 бар использование специальной измерительной камеры является необходимым.

В основе датчика точки росы лежит зарекомендовавший себя сенсор влажности производства немецкой компании CS Instruments. Для быстрого и точного измерения необходимо, чтобы сенсор постоянно обдувался сжатым воздухом. Для достижения этого измерительная камера оснащена капиллярной трубкой, постоянно пропускающей находящийся под давлением воздух. Датчик, снабженный измерительной камерой, может быть подключен к системе сжатого воздуха посредством быстросъемного соединения.

Преимущество DS400 перед другими безбумажными регистраторами данных заключается в возможности легко и быстро оценить полученную информацию. Интуитивно понятный 3,5-дюймовый дисплей с функцией увеличения и кнопкой сохранения для печати является уникальным в данном ценовом диапазоне. На дисплее могут отображаться текущее значения влажности, температуры и точки росы. Все значения сохраняются в регистраторе данных. Пользователь может взглянуть на графики расхода прямо на приборе, не выгружая данные на компьютер. Это позволяет проводить быстрый анализ процесса осушки сжатого воздуха. При помощи специальной кнопки снимки экрана могут быть сохранены в формате графических файлов на встроенную карту памяти или выгружены на USB и затем распечатаны без помощи какого-либо дополнительного программного обеспечения.

Прибор является идеальным для документирования измеренных значений и графиков на месте. Цветные графики могут быть сохранены в графическом формате и отправлены по электронной почте или включены в отчет.

Встроенный регистратор данных позволяет сохранять информацию в течение нескольких лет. Записанные данные могут быть выгружены с помощью USB-накопителя или посредством сети Ethernet и обработаны на ПК средствами программного обеспечения CS Soft Basic.

Преимущества DS400:

• 3,5-дюймовый цветной сенсорный экран
• Функция увеличения для точного анализа измеренных величин
• Анализ осушки с генерацией дневных/недельных/месячных отчетов
• Построение цветных графиков с заданием имени каждой переменной
• Функция математических вычислений
• Сохранение для печати: сохранение данных в графическом формате
• Сохранение данных на USB-накопитель и отправка по электронной почте
• Возможность работы без программного обеспечения
• Два сигнальных реле для сигнализирования о превышении порогового значения
• Легко настраиваемая задержка срабатывания тревожного сигнала с функцией сброса
• До 4 каналов записи: возможность подключения расходомеров, датчиков точки росы, давления, температуры, измерителей тока, опциональных датчиков сторонних компаний: Pt100/1000, 0/4..20 мА, 0-1/10 В
• Интерфейс Modbus, импульсный вход
• Встроенный дата-логгер с объемом памяти 2 Гб
• Интерфейсы USB, Ethernet, RS485
• Вебсервер