Каква е точката на оросяване под налягане на сгъстения въздух?

На бюрото ви се появява цитат с ред, който гласи „изход на сушилнята: точка на оросяване под налягане от −40 градуса“. Или инструмент в завода показва +12 градус и не сте сигурни дали това е добро или лошо. Така или иначе, числото е по-важно от повечето спецификации на листа и това е едно число, което клиентите най-често грешат.

Ето краткия отговор преди подробностите: точката на оросяване под налягане на сгъстения въздух е температурата, при която водните пари във въздуха започват да кондензират, докато този въздух все още е при своето работно налягане. По-ниско число означава по-сух въздух. Точка на оросяване под налягане от −40 градуса означава, че въздухът съдържа толкова малко влага, че нищо няма да кондензира от него, докато температурата не падне до −40 градуса.

Защо това се нуждаеше от повече от едно изречение? Защото една и съща фраза означава нещо различно в зависимост от това къде се измерва и защото числото е безсмислено без налягането, при което е измерено. Тези два факта предизвикват повечето спорове между крайните потребители и доставчиците на оборудване.

Тази статия разглежда показателя от край до край: какво представлява, защо се различава от точката на оросяване в метеорологичния доклад, аритметиката, която свързва двете, таблицата с класове ISO 8573-1, която превръща числото в спецификация, коя технология за сушене достига кое ниво, как да изберете цел за вашата собствена система и как да разберете дали може да се вярва на дадено отчитане.

Какво всъщност означава точката на оросяване под налягане

Всеки газ съдържа водна пара. Колко може да издържи зависи от температурата. Топлият въздух задържа повече, студеният по-малко. Точката на оросяване е просто температурата, при която въздухът задържа всичко възможно - насищане - и всяко по-нататъшно охлаждане извежда излишъка като течна вода.

Точката на оросяване под налягане прилага това определение за въздух, който се поддържа над атмосферното налягане. СпоредОбяснението на Atlas Copco за точката на оросяване под налягане, точката на оросяване под налягане е температурата, до която сгъстеният въздух може да се охлади, без влагата в него да кондензира, а точката на оросяване при ниско налягане винаги показва ниско съдържание на вода. Атмосферната точка на оросяване, напротив, описва същия въздух, след като е била разширена обратно до приблизително един бар - числото, което докладва прогнозата за времето.

Това разграничение не е академично. Тъй като точката на оросяване зависи от налягането, атмосферното отчитане, взето след разширяването, не може да се сравни с точката на оросяване под налягане при налягане в тръбопровода и смесването на двете е зад добър дял от оспорваните котировки за сушилни.

Защо индустрията посочва точка на оросяване вместо относителна влажност

Относителната влажност ви казва колко близо е въздухът до насищане като процент, което звучи полезно, докато не забележите, че нагряването на въздуха понижава относителната му влажност, без да премахва нито една молекула вода. Относителната влажност се променя с температурата; съдържание на влага не. Точката на оросяване изразява самото съдържание на влага като температура, така че остава значима, докато въздухът се движи през система, която го охлажда, разширява и повторно компресира. Ето защо ISO 8573-1 определя влажността на сгъстения въздух като точка на оросяване под налягане, а не като стойност на влажността.

Забележка:Цифрата на точката на оросяване под налягане е непълна без два придружителя - налягането, при което се прилага, и температурата на входа, на която е изчислен сушилнята. Оценка от −40 градуса при вход от 38 градуса е различна производителност на машината от същия етикет при вход от 50 градуса.

Точка на оросяване под налягане срещу атмосферна точка на оросяване: Защо двете числа се различават

Компресията не добавя вода към въздуха. Премахва пространството.

Когато компресор изстиска околния въздух от един бар до седем, той опакова приблизително седем пъти повече пара в същия обем на тръбата. Масата на водата остава непроменена, но нейното парциално налягане - делът на общото налягане, което допринася водната пара - нараства пропорционално. По-високото парциално налягане на парите означава, че насищането се случва при по-висока температура, така че точката на оросяване се повишава.

Пуснете това в обратен ред и поведението ще се обясни. Изпуснете същия въздух обратно в атмосферата и парциалното налягане на парите се срива; точката на оросяване, която би била измерена, пада рязко. За една и съща порция въздух точката на оросяване под налягане винаги е по-висока - по-влажна-изглежда - от нейната атмосферна точка на оросяване. Ръководството за въздушно-сушене на Atlas Copco дава широко цитиран пример:точка на оросяване под налягане от +2 градуса при 7 бара е еквивалентна на приблизително −23 градуса при атмосферно налягане.

Следват две практически последствия.

Първо, ако доставчик цитира красиво ниска точка на оросяване, без да посочва налягането, попитайте къде е измерено. Числото, взето след разширяването, е атмосферна точка на оросяване, а реалната-точка на оросяване под налягане в линията на изхода на изсушителя ще бъде значително по-висока. Второ, ако вашето растение приема въздух при точка на оросяване под налягане -20 градуса и някой измери атмосферна точка на оросяване от -40 градуса върху проба, тези две показания могат да опишат точно един и същ въздух. Нищо не е наред; двете цифри са просто изразени при различни налягания.

Как налягането премества точката на оросяване: преобразуването, разработено

Не се нуждаете от психрометрична диаграма, за да проверите преобразуване, но трябва да мислите в абсолютно налягане. Манометричното налягане се измерва спрямо атмосферата, така че на морското ниво линията на манометри от 7 бара всъщност носи около 8,013 бара абсолютно, тъй като 7 + 1.013=8.013.

С тази цифра преобразуването е операция в три-стъпки. Поддържайте парциалното парциално налягане на водните пари постоянно, мащабирайте го чрез съотношението на абсолютните налягания, след което преобразувайте полученото парно налягане обратно в температура, като използвате обратната връзка на наситеното парно налягане.Ръководство на ICS Schneider за преобразуване на стойностите на налягането и атмосферната точка на оросяванеизлага метода, който е възпроизведен в опростена форма в таблицата по-долу.

Като правило, при 7 bar(g) разликата между точката на оросяване под налягане и нейния атмосферен еквивалент е приблизително 17 до 25 градуса и разликата се разширява, когато въздухът стане по-влажен. Сухият въздух предизвиква по-голямо разпространение; влажен въздух по-малък.

Два работещи примера

Пример 1 - от изхода на сушилнята към вентилирана проба.Изсушител осигурява точка на оросяване под налягане от +3 градуса при 7 bar(g). Налягането в тръбопровода в абсолютно изражение е 8,013 bar. Ако пробата се разшири до атмосфера при 1,013 бара, парциалното налягане на парите пада с коефициент 1,013 ÷ 8,013, или около една осма. Преобразуването на това по-ниско налягане на парите обратно в температура се връща приблизително −21 градуса. Така че –21 градуса, които техникът вижда на вентилирана проба, е правилната атмосферна точка на оросяване на въздуха с +3 градуса точка на оросяване под налягане.

Пример 2 - от вентилирана проба обратно към линията.Да предположим, че преносим хигрометър отчита -40 градуса на въздуха, изпуснат в атмосферата, и някой предлага да посочи сушилня от тази цифра. Работейки по същата връзка в обратна посока, еквивалентната точка на оросяване под налягане при 7 bar(g) е приблизително −20 градуса. Това е клас по-нисък от −40 градуса, който цифрата изглежда обещаваше. Точно това е грешката, която води до определяне на растение за клас 3 на сухота, когато процесът се нуждае от клас 2.

Предупреждение:Никога не определяйте сушилня от отчитане на атмосферна точка на оросяване. Винаги преобразувайте към точката на оросяване под налягане при действителното работно налягане на системата, защото това е цифрата, спрямо която ще се оценява ефективността.

Класовете на влага по ISO 8573-1 и какво ви струва всеки от тях

ISO 8573-1:2010 определя чистотата на сгъстения въздух в три групи замърсители – частици, вода и масло. Водното съдържание се изразява като точка на оросяване при максимално налягане при работното налягане на системата, което прави стандарта директно сравним със спецификацията на сушилня. Клас 0 се определя като по-строг от клас 1 и се съгласува между потребителя и доставчика, а не се определя от таблицата.

Праговете за клас по-долу следват таблицата за клас на влажностНаръчник за сгъстен въздух и газ на CAGI, с типични приложения, извлечени отРъководство на Atlas Copco за класове за качество на въздуха по ISO 8573-1.

Класът, от който се нуждаете, се задава от най-чувствителното приложение, свързано към системата, а не от средното. Това единствено правило разрешава голяма част от аргументите на спецификацията, защото превръща неясното желание за „сух въздух“ в праг, на който доставчикът може да се държи.

Разходите за закупуване на клас, от който не се нуждаете

Изсушаването не е безплатно и наказанието се дължи най-вече на енергията за регенерация и загубата на сгъстен въздух, а не на покупната цена.

Десикантните сушилни без топлина, работният кон за приложения от клас 2 и клас 3, консумират значителна част от собствената си номинална мощност като продухващ въздух. TheРъководство на Compressed Air Challenge за десикантни сушилнипоставя цифрата на 15 до 20 процента от номиналната стойност на сушилнята, докато хладилната сушилня черпи приблизително 0,8 kW на 100 cfm от номиналната мощност, след като се включи мощността на компресора, необходима за преодоляване на спада на налягането. В годишно изражение,Анализът на Chemical Processing за използването на енергия от сушилня без топлинаотбелязва, че безнагряваща сушилня с мощност 1000-cfm, работеща непрекъснато при управление с фиксиран цикъл, ще консумира от порядъка на 300 000 kWh годишно.

Посоката на тази търговия също е добре установена: публикуваните сравнения поставят студените-регенерирани безнагревателни сушилни с около 35 процента по-висока консумация на енергия от топлинно-регенерирани вентилатори-дизайн на продухване, а вентилаторните-топлинни модули намаляват продухването до приблизително 0 до 3 процента от оценката, тъй като те регенерират с околния въздух, а не със сух въздух на продукта.

На фона на това, цената да бъдеш една класа прекалено суха е реална и повтаряща се: купувате по-голям компресор, за да покриете загубите при продухване, и плащате за мощността за регенериране на десикант, който не е трябвало да бъде регенериран. За инсталация, чийто тръбопровод никога не пада под +15 степен, спецификация от клас 4 е технически правилният отговор, а спецификация от клас 2 е пари, похарчени за защита, която системата не изисква.

Коя технология на сушене достига коя точка на оросяване под налягане

След като е зададена целева точка на оросяване под налягане, изборът на технология до голяма степен следва, тъй като всеки метод на сушене има характерна лента, която може да достигне икономично.

Ако искате да видите как технологията стои в по-широката верига за обработка - какво премахват допълнителният охладител и сепараторът преди сушилнята и какво премахват филтрите след него -, което е обхванато в обяснението накакво прави сушилнята за сгъстен въздух.

Хладилното сушене покрива най-големия дял от промишленото търсене, тъй като повечето инсталации трябва само да защитят тръбопроводите и инструментите на закрито. Тези модули охлаждат въздуха до няколко градуса над точката на замръзване и поддържат стабилна точка на оросяване на изходящото налягане, поради коетохладилни сушилни за въздухизползването на най-новото поколение дизайни на студени{0}} сцени остават стандартният първи избор за общ въздух в растенията. Публикуваните PDP ленти от производители в този сегмент -, включително хладилната гама на Sollant Treatment, оценена за стабилна точка на оросяване под налягане от 2 до 10 градуса, както и нейните модулни и вакуумни{5}}семейства десиканти при −20 до −40 градуса - са в съответствие с класовата таблица по-горе, което е полезна проверка на разума при сравняване на оферти от различни доставчици. Когато изборът между двете основни фамилии е наистина близък, компромисът-между загубата от продухване, капиталовите разходи и постижимата точка на оросяване са посочени в сравнението накак се сравняват десикантите и хладилните сушилни.

Едно предупреждение има по-голямо значение от всяко друго, когато четете данните за ефективността на десиканта: рейтингите на PDP се цитират при номинална входна температура, обикновено 38 градуса или по-ниска. Захранете десикантен изсушител с 45-градусов въздух и достижимата точка на оросяване се влошава, тъй като десикантното легло се бори с по-голямо натоварване от влага и по-горещ цикъл на регенерация. Съществуват корекционни фактори за потока, налягането и температурата и прилагането им е разликата между спецификация, която се поддържа, и тази, която разочарова през август.

Избор на целева точка на оросяване под налягане за вашата система

Има едно правило, което върши тежката работа и идва от стандарт, а не от доставчик. Посочете поне точка на оросяване под налягане10 градуса (18 градуса F) под най-студената температуравъздухът ще се срещне навсякъде в разпределителната мрежа, по всяко време на годината. Причината е директна: ако точката на оросяване под налягане се намира под най-студената повърхност, която въздухът докосва, не може да се образува конденз, тъй като никога не се достига насищане.

За инструментален въздух изискването е формализирано. Както е посоченов изискването за инструмент-въздух ANSI/ISA-7.0.01, точката на оросяване под налягане, измерена на изхода на изсушителя, трябва да бъде поне 10 градуса под минималната околна температура, която системата ще изпита, а стандартният таван за инструментален въздух е +4 градуса точка на оросяване под налягане.

Изискванията за кандидатстване се затягат оттам:

Директният контакт с продукта е случаят, когато по-строгите стойности идват от указанията за безопасност на храните, а не от стандарт за компресор -Ръководство на Process Sensing Technologies за-хранителен въздухзаявява, че сгъстеният въздух при директна среща с хранителни продукти или напитки трябва да отговаря или надвишава ISO 8573-1 клас 2, точка на оросяване под налягане от -40 градуса или по-висока и че не се допуска течна вода или водни аерозоли.

Къде трябва да живее целта и къде не

Една единствена{0}}точка на оросяване под налягане за цялата инсталация обикновено е грешна архитектура. Ако един процес на даден обект се нуждае от −40 градуса, докато всичко останало е задоволяно с +3 градуса, изсушаването на цялата мрежа до клас 2 означава плащане на непрекъснато пречистване-въздух и енергийни неустойки в цялото предприятие, за да обслужва една машина.

По-икономичното решение е да изсушите по-голямата част от инсталацията до клас 4 с хладилен сушилня, след което да инсталирате малък изсушител или мембранен сушилник-на-използване непосредствено преди чувствителния процес. Плащате неустойката за изсушител само за въздуха, който действително се нуждае от него, и по-голямата част от системата продължава да работи с най-евтиния наличен метод за изсушаване. Практическите граници на този подход - намаляване на потока, как се държат единиците в точка-на-използване при частично натоварване - са обхванати в упътването насъчетаване на изсушител с потока, налягането и точката на оросяване на вашия компресор.

Как да измерите и проверите точката на оросяване под налягане

Определянето на точка на оросяване и нейното постигане са два различни проблема и разликата между тях почти винаги е въпрос на измерване или инсталиране, а не на повреда на сушилнята.

Има две фамилии сензори, които се използват често и те се намират в различни точки на скалата за точност.Сравнението на Vaisala на технологиите за отчитане на точката на оросяванеизлага ясно компромиса-: капацитивните полимерни сензори доминират в мониторинга на растенията, тъй като са компактни, бързи и на разумна цена, с точност обикновено около ±2 градуса точка на оросяване, докато хигрометрите с охлаждащо-огледало измерват фазовата промяна директно и достигат приблизително ±0,1 до 0,15 градуса, поради което се използват като референтни инструменти за калибриране и за взискателни приложения.

Тази разлика в точността има повече значение, отколкото изглежда на пръв поглед. Ако изискването ви за процес е в рамките на 2 градуса от номиналната мощност на вашата сушилня, сензор за ±2 градуса не може да докаже, че отговаряте на спецификацията -, той може само да покаже, че вероятно сте близо до нея.

Следното ръководство от CS Instruments обхваща как на практика работи камера за измерване, включително механизмите за вземане на проби, които предпазват сензора от мокър газ и в представителен поток:

Правила за инсталиране, които решават дали показанието е реално

Отчитането на точката на оросяване под налягане е валидно само при налягането, при което е взето, поради което организацията за вземане на проби има толкова голямо значение. Падането на налягането в тръбите, филтрите или измервателната клетка изкривява стойността; показанието, взето след разширяване в атмосферата, изобщо не е точка на оросяване под налягане. Практическото ръководство за инсталиране се основава на последователен набор от правила:

• Монтирайте сензора вертикално от сухата страна на системата. Никога не го инсталирайте с главата надолу, хоризонтално, във влажен газ или в мъртва опора, където не протича въздух.
• Поставете го след сушилнята и след крайната филтрация, когато проверявате ефективността на сушилнята, или директно преди критична точка на използване, когато защитавате процес.
• Оставете разстояние от изхода на десикантната сушилня. Измерването непосредствено на изхода излага сензора на колебания в цикъла на регенерация и дава показания на -зъб на триона, които изглеждат като грешка, но не са.
• Поддържайте линиите за проби къси,-непропускливи и изработени от неръждаема стомана или PTFE, а не{1}}влагоабсорбираща пластмаса, и контролирайте потока на пробите - твърде малко забавя реакцията, твърде много създава грешка при падане на налягането.
• Когато условията на линията са твърде горещи, мръсни или мокри за сензор, използвайте клетка за вземане на проби или линия за обезвъздушаване, вместо да се монтира в основната линия.

Практически опит при инсталиране

Според нашия опит с инсталациите на винтови компресори, няколко проблема, които изглеждат като "повреди на компресора", всъщност са свързани с условията на монтаж.

Например, по време на въвеждане в експлоатация нашите инженери обръщат особено внимание на:

• вентилация и разсейване на топлината около компресорната зала;
• достатъчно пространство за поддръжка и смяна на филтъра;
• чистотата и маршрута на входящия въздух;
• стабилност на захранването и правилно въртене на двигателя;
• размер на тръбата за сгъстен въздух и спад на налягането;
• инсталация за отвеждане на конденза и изсушител;
• температура на околната среда, особено в горещ климат.

Тези проверки са особено важни за проекти в региони с високи температури на околната среда, запрашена среда или ограничена вентилация на-компресорното помещение.

Бележка от нашия инженерен екип

Често срещана грешка е да се оцени производителността на компресора, без първо да се провери средата на инсталиране. Компресор, работещ в лошо вентилирано помещение, може да изпита по-високи температури на входа и изхода, което може да повлияе на ефективността на работа и да задейства висока-температурна защита.

Поради тази причина препоръчваме да проверите действителните условия на монтаж, преди да заключите, че самият компресор не работи добре.

Пет причини отчитането на точката на оросяване подвежда

Когато дадено показание е извън спецификацията, причината е по-често нагоре, отколкото в сензора:

1. Сушилнята е по-малка или претоварена.Изсушител, избран на табелката с данни на компресора, а не измерен дебит, ще пропусне своята номинална точка на оросяване под налягане, след като системата работи близо до капацитета. Скоростите на продухване се задават спрямо мощността на сушилнята, а не спрямо действителния поток, така че половин-заредена сушилня все още изразходва пълното си количество за продухване.
2. Пред{0}}филтрите са запушени.Повишаващият се спад на налягането през коалесциращия филтър намалява потока през изсушителя и нарушава баланса, за който е проектиран уредът.
3. Входящият въздух е твърде горещ.Слаб допълнителен охладител или лошо вентилирано компресорно помещение избутва горещ, влажен-въздух в сушилнята. Това е единствената най-честа причина за слаба производителност на десикантна сушилня през летния следобед.
4. Десикантът е изчерпан или регенерацията е неуспешна.Продухващите клапани, нагревателите и въздушните възли се повредят тихо. Неизправност при регенериране се проявява като стабилно нарастваща точка на оросяване на изхода седмици преди някой да забележи вода в линията.
5. Кондензатът не се отстранява.Дефектни автоматични дренажи, запушени филтри или тръбопроводи с не-източени ниски точки позволяват на течната вода да се пренася надолу по течението, където се получават мокри показания и мокри инструменти, въпреки че сушилнята работи правилно.

Отклонението на сензора стои редом с тях като усложняващ фактор, а не като причина: капацитивен сензор, който не е бил калибриран, може да подценява или надценява истинската точка на оросяване под налягане в продължение на месеци. Непрекъснатото регистриране плюс документиран интервал на калибриране е единственият начин да се разграничи реалната тенденция от дрейфа на инструмента, а също и доказателството, което одитът по ISO 8573-1 очаква да види.

Често срещани погрешни схващания относно точката на оросяване под налягане

"Ниското число на точката на оросяване винаги означава по-сух въздух." Само ако налягането е същото. Атмосферна точка на оросяване от −50 градуса може да съответства на точка на оросяване под налягане около −30 градуса при 7 бара - по-влажно от гледна точка на системата от посочената точка на оросяване под налягане от −40 градуса.

"Точката на оросяване на изхода на сушилнята е точката на оросяване, която процесът вижда." Не е задължително. Въздухът, напускащ сушилнята при −40 градуса, може да поеме влага след наситен филтър, мокър приемник или не-източена ниска точка. Ако процесът е критичен, измервайте на мястото на употреба, както и на изхода на сушилнята.

"Сушилня от −40 градуса ще достави −40 градуса независимо от условията." Ефективността на десиканта се оценява при определена входяща температура, налягане и поток. Променете който и да е от тях и постижимата точка на оросяване се променя с него. Ето защо съществуват корекционни фактори и защо сушилня, работеща през зимата, може да пропусне целта си през лятото.

"По-сухото винаги е по-добро." По-сухото винаги е по-скъпо. Всяка стъпка под около +3 градуса струва въздух за продухване, енергия за регенериране или и двете - разход, който се повтаря всеки час, когато инсталацията работи.

Следващи стъпки

Числото в офертата има смисъл само след като е свързано с налягане, състояние на входа и най-студената повърхност във вашата система. Ако работите върху това изчисление - дебит на компресора, работно налягане, входящи и околни температури и клас на точка на оросяване, най-чувствителният процес всъщност се нуждае от - специалистите по обработка вСолантможе да картографира вашата система спрямо класовете ISO 8573-1 и да потвърди оразмеряването на сушилнята, което следва. Донесете работните условия, а не номера на модела, и спецификацията става лесна за уреждане.