Definování osvědčených postupů filtrace kompresorů

Obrázek 1: V odvětví zpracování potravin a nápojů je čistota stlačeného vzduchu kriticky důležitá a vyžaduje nejlepší úroveň kvality vzduchu, aby se snížilo riziko kontaminace stlačeného vzduchu. Všechny uvedené obrázky poskytla společnost Sullair Obrázek 1: V odvětví zpracování potravin a nápojů je čistota stlačeného vzduchu kriticky důležitá a vyžaduje nejlepší úroveň kvality vzduchu, aby se snížilo riziko kontaminace stlačeného vzduchu. Všechny uvedené obrázky poskytla společnost Sullair

V sázce je příliš mnoho na to, aby se mohlo na systému stlačeného vzduchu šetřit.

Ve světě bezolejových rotačních šroubových vzduchových kompresorů se používá velké množství termínů, např. bezolejový, třída 1, technicky bezolejový, třída 0, certifikovaná třída 0 atd. I když mohou znít podobně, existuje mezi nimi mnoho rozdílů, které je třeba pochopit, jinak mohou být důsledky nesprávného řešení a aplikované technologie škodlivé.

Tento článek se zaměřuje na vzduch třídy 0 bez oleje oproti třídě 1; je nazýván též jako technicky bezolejový. Pojednává o složitostech třídy 0 a technicky bezolejového vzduchu a definuje zásadní rozdíly mezi oběma třídami. Nejprve je však třeba si ujasnit, proč je bezolejový vzduch důležitý.

Potřeba bezolejového stlačeného vzduchu

V některých průmyslových odvětvích a aplikacích je čistota stlačeného vzduchu rozhodující pro snížení rizika kontaminace stlačeného vzduchu, konečného produktu a dalších položek v průběhu výrobního procesu. Mezi tato odvětví patří například potravinářský a nápojový průmysl, farmaceutický, automobilový, lékařský, elektronický, laboratorní, letecký, polovodičový, rafinérský a chemický průmysl (viz obr. 1).

Vzduch bez obsahu oleje je v těchto průmyslových odvětvích velmi důležitý, protože i sebemenší množství oleje jako kontaminantu může mít destruktivní účinky – kontaminace konečného výrobku, poškození výrobního zařízení, způsobení prostojů nebo pošpinění pověsti značky v důsledku nízké kvality konečného výrobku nebo zmetkovosti výrobku.

Třídy bezolejového vzduchu

Mezinárodní organizace pro normalizaci vydala normu ISO 8573-1definující třídy kvality stlačeného vzduchu, kde jsou uvedeny povolené znečišťující látky podle tříd. Bezolejové aplikace vyžadují minimálně třídu kvality 1, nejlépe však třídu 0. To proto, že třída 0 je stabilní, ale třída 1 je nestabilní. Třída 1 vyžaduje vestavěnou filtraci k odstranění obsahu oleje pocházejícího z procesu komprese. Filtrace závisí na dvou proměnných, které ovlivňují výkonnost filtračního procesu: tlak stlačeného vzduchu a teplota stlačeného vzduchu / teplota okolí.

Třída 0 je přísnější než třída 1 (0,01 mg/m³ oleje jako kontaminantu), jak bylo dohodnuto mezi výrobcem a uživatelem. Čím nižší je třída, tím nižší je koncentrace kontaminantu oleje ve stlačeném vzduchu a tím nižší je riziko výskytu dalších kontaminantů.

Norma ISO 8573-1 se věnuje problematice tříd čistoty pro kontaminanty nacházející se ve stlačeném vzduchu: pevné částice, voda a olej. Třídy čistoty podle normy ISO 8573-1 lze použít k popisu kvality systému stlačeného vzduchu nebo k určení požadované kvality pro konkrétní aplikaci (viz obr. 2).

PLE2202 MAG Sullair Fig 2Obrázek 2: Třídy čistoty podle normy ISO 8573-1 lze použít k popisu kvality systému stlačeného vzduchu nebo k určení požadované kvality pro specifickou aplikaci

Tento článek se zaměřuje pouze na problematiku oleje jakožto kontaminantu.

Co znamená třída 1 podle normy ISO 8573-1

Třídy 1 je dosahováno použitím kompresorů se vstřikováním oleje a vestavěnou filtrací, jež zachycuje část oleje procházejícího po směru proudění. Z tohoto důvodu lze vzduch třídy 1 považovat za vzduch, který je technicky bez oleje.

Vezměme si stroj o průtoku 1 000 kubických stop za minutu se vstřikováním oleje. Za rok se z něj uvolní asi 14 galonů oleje (při teplotě 86 °C a 3 mg oleje/m3 na odlučovači oleje). K odstranění oleje je zapotřebí aplikovat minimálně tři filtry, včetně filtrace olejových par pomocí aktivního uhlí, což však může být riskantní a nejisté. Výkonnost vestavěných olejových filtrů klesá se vstupní teplotou.

Navazující filtry jsou určeny pro vstupní teplotu stlačeného vzduchu 68 °F až 70 °F. To je třeba dodržet přesně. Pokud tomu tak není, klesá filtrační výkon při vyšších teplotách exponenciálně (viz obr. 3). Představte si, co se stane, pokud teplota stlačeného vzduchu dosáhne 80 °F nebo 100 °F či více, což se může snadno stát, protože teplota stlačeného vzduchu na výstupu z kompresoru je přibližně o 27 °F vyšší než teplota okolí. S rostoucí teplotou se výrazně zvyšuje možnost úniku oleje ve směru proudění. To znamená, že se olej může dostat do jednotlivých zařízení a kontaminovat tak konečný produkt a příslušné pracovní prostředí.

PLE2202 MAG Sullair Fig 3Obrázek 2: Třídy čistoty podle normy ISO 8573-1 lze použít k popisu kvality systému stlačeného vzduchu nebo k určení požadované kvality pro specifickou aplikaci

Při použití kompresorů se vstřikováním oleje s filtrací pro dosažení technicky bezolejového vzduchu třídy 1 je třeba vzít v úvahu také faktory údržby. Kromě rizika kontaminace by uživatelé měli zvážit práci a náklady spojené s údržbou odlučovačů oleje, vestavěných olejových filtrů, filtrů olejových par a zařízení na úpravu kondenzátu, včetně:

  • častějších a mnohdy vyšších nákladů na údržbu;
  • zvýšených nákladů na energii, protože se zvyšuje tlaková ztráta na jednotlivých filtrech;
  • zvýšeného rizika průchodu oleje filtry v důsledku možného poškození nebo závad na filtrech; to může být příčinou kontaminace a dalších poškození výrobního zařízení a přístrojů uživatele.

Životnost filtrů je krátká. Pokud uživatelé trvale udržují teplotu 68 °F až 70 °F, vydrží filtry s aktivním uhlím, které odstraňují olejové výpary do 0,01 mg/m3, přibližně 1,5 měsíce (41 dní). Při jakémkoli posunu teploty na přibližně 100 °F by však životnost filtru s aktivním uhlím mohla být jen asi 90 hodin (4 dny) (viz obrázek 4).

PLE2202 MAG Sullair Fig 4Obrázek 4: Životnost filtru s aktivním uhlím v závislosti na teplotě stlačeného vzduchu

Kolísání teploty způsobuje, že bezolejová třída 1 je nestabilní, a znamená, že kvalita vzduchu může přeskočit ze třídy 1, tedy technicky bezolejového vzduchu, do třídy 2, která se ani nedá označit za bezolejový vzduch.

Třída 1 není vždy technicky bez oleje, protože kvalita/výkon filtrace závisí na teplotě stlačeného vzduchu. Čím vyšší je teplota, tím více klesá kvalita stlačeného vzduchu. Kvalita stlačeného vzduchu může v závislosti na teplotě přeskakovat mezi třídou 1 a třídou 2.

Ani za optimálních podmínek a s několika stupni odlučování oleje (vestavěné filtry) se technicky bezolejové řešení již nepovažuje za nejlepší praxi. Důvodem je riziko nestability kvality stlačeného vzduchu (přeskakování ze třídy 1 do třídy 2 a naopak) v důsledku kolísání výkonu vestavěných filtrů v závislosti na teplotě.

Co znamená třída 0

Třída 0 je přísnější než třída 1 (čili 0,01 mg/m3 oleje jako kontaminantu). Vzduch třídy 0 je bezpečnějším řešením než vzduch třídy 1, protože je stabilní, nemění se s teplotou a nevyžaduje vestavěnou filtraci k odstranění kontaminace olejem pocházejícím z kompresoru.

Jako nejpřísnější třída kvality vzduchu zajišťuje třída 0, že kompresor vypouští stlačený vzduch bez olejových aerosolů, olejových par nebo olejových kapalin vycházejících z kompresoru. Bezolejové kompresory třídy 0 pomáhají eliminovat potenciální kontaminaci, protože do procesu stlačování vzduchu se nedostává žádný olej ani mazivo.

Ačkoli počáteční náklady na bezolejové kompresory třídy 0 mohou být poněkud vyšší, tyto náklady převažují nad případnými riziky. Kompresory třídy 0 jsou mnohem bezpečnější pro choulostivé aplikace, jako jsou potravinářské a nápojové, farmaceutické, elektronické a lékařské obory. Certifikace třídy 0 snižuje riziko kontaminace vzduchu, které může mít za následek poškození výrobků a značné ztráty na tržbách, projeví se v nedůvěře zákazníků a může poškodit značku.

Třída 0 splňuje požadavky normy ISO 8573-1. Certifikace třídy 0 je prováděna externí laboratoří, která zajišťuje shodu se všemi požadavky třídy 0. Certifikovaná třída 0 je v podstatě jako dodatečná kontrola kvality vzduchu třetí stranou.

Finální poznatky

Ve světě bezolejových rotačních šroubových kompresorů je používáno mnoho odborných termínů. I když mohou znít podobně, jsou mezi nimi obrovské rozdíly a jejich špatná volba může mít vážné následky.

V sázce je přitom mnoho – důvěra zákazníků, každodenní výroba, navazující zařízení, riziko odstávek a pověst značky. Ve hře je příliš mnoho na to, aby se na systému stlačeného vzduchu dalo šetřit. Používání bezolejových vzduchových kompresorů třídy 0 s certifikací ISO 8573-1 pomáhá zlepšovat fungování podniku a zvyšovat ziskovost prostřednictvím snižování rizik.

Camilo Villalobos je ředitel OEM a technických řešení ve společnosti Sullair, LLC. Je pověřen řízením OEM a produktových řešení Sullair a Hitachi používaných v těžebním průmyslu, zdravotnictví, dopravě, e-mobilitě a v odvětví zpracování ropy a zemního plynu.

Stephanie Roberts, autorka článku, je ředitelka odboru komunikace ve společnosti Sullair. Ve společnosti pracuje téměř šest let a je zodpovědná za oblast externí a interní komunikace ve společnosti, za vztahy s veřejností a propagaci na sociálních sítích.

 

 

Řízení a údržba průmyslového podniku

Časopis Řízení a údržba průmyslového podniku již přes 10 let patří mezi neodmyslitelný zdroj informací v oblasti průmyslové údržby a diagnostiky. Část obsahu je z pera licenčních autorů Plant Engineering z USA.

www.udrzbapodniku.cz