Конденсат компрессора: сколько образуется и куда отводить

Сколько конденсата образует промышленный компрессор 10, 20, 30 и 50 м³/мин летом и зимой. Разбираем воду, масло, конденсатоотводчики, сепарацию и правильный отвод.

Ниже статья по тому же шаблону: один H1, разделы H2, практический расчёт для 10 / 20 / 30 / 50 м³/мин, места под фотографии, внутренние ссылки и SEO-блок. Это соответствует ранее загруженной инструкции по структуре и SEO. Инструкция_По_Написанию_Seo_ста… Инструкция_По_Написанию_Seo_ста…

Сколько конденсата образует промышленный компрессор и куда его девать

Конденсат компрессора — это не несколько капель воды, а в крупной промышленной системе десятки и даже сотни литров жидкости в сутки. Чем выше производительность компрессора, температура и влажность всасываемого воздуха, тем больше воды поступает в пневмосистему.

Особенно заметна разница летом и зимой. Компрессор производительностью 50 м³/мин в жаркую влажную погоду способен передать в систему более 50 кг влаги в час, большая часть которой после охлаждения и осушки превращается в жидкий конденсат. При этом в маслозаполненном винтовом компрессоре эта вода смешивается с остатками компрессорного масла и загрязнениями, поэтому просто сливать её на пол, в грунт или без проверки в канализацию нельзя. Конденсат необходимо собрать, отделить от сжатого воздуха, а затем правильно обработать.

Что такое конденсат промышленного компрессора

Обычный атмосферный воздух всегда содержит водяной пар. Компрессор всасывает этот воздух вместе с содержащейся в нём влагой, пылью и другими примесями.

После сжатия температура воздуха резко повышается. Затем воздух проходит через охладитель и начинает остывать. При снижении температуры способность воздуха удерживать влагу уменьшается, и часть водяного пара переходит в жидкое состояние.

Именно эта вода и является основной составляющей компрессорного конденсата.

В маслозаполненной винтовой установке в конденсат также могут попадать:

• следы компрессорного масла;
• масляный аэрозоль;
• пыль и механические частицы;
• продукты износа;
• загрязнения, поступившие с атмосферным воздухом.

Поэтому конденсат промышленного компрессора правильнее рассматривать не как обычную чистую воду, а как технологическую жидкость, состав которой зависит от типа компрессора и условий эксплуатации. Производители компрессорного оборудования также отмечают, что основной компонент конденсата — вода, но в нём могут присутствовать масло, углеводороды и твёрдые частицы. KAESER

Откуда в компрессоре берётся столько воды

Количество влаги прежде всего определяется температурой и относительной влажностью наружного воздуха.

Например, при температуре +30 °C и относительной влажности 60% один кубический метр атмосферного воздуха содержит примерно 18,2 г воды.

Компрессор производительностью:

20 м³/мин

за один час всасывает:

20 × 60 = 1 200 м³ воздуха.

Следовательно, вместе с воздухом в компрессор поступает примерно:

1 200 × 18,2 = 21 840 г ≈ 21,8 кг воды в час.

То есть только один компрессор производительностью 20 м³/мин летом может всасывать более 20 литров воды каждый час.

Эта величина уже приводилась на сайте Kraftmachine при анализе влияния температуры воздуха: при +30 °C и влажности 60% компрессор 20 м³/мин получает с атмосферным воздухом около 21,8 кг влаги в час. Kraftmachine™, ООО «КРАФТ-АЙР»

Но необходимо понимать: это количество водяного пара, поступившего в систему, а не обязательно объём жидкости, который немедленно выльется из конденсатоотводчика компрессора.

Часть воды остаётся в виде пара и удаляется позже — в ресивере, фильтрах и осушителе.

Сколько конденсата дают компрессоры 10, 20, 30 и 50 м³/мин

Для наглядного сравнения выполним ориентировочный расчёт для двух режимов.

Лето: +30 °C, относительная влажность 60%.
Зима: 0 °C, относительная влажность 80%.
Рабочее давление компрессора — около 8 бар(изб.).
После системы подготовки принимаем рефрижераторный осушитель с точкой росы под давлением около +3 °C.

Расчёт показывает приблизительное количество воды, которое может быть удалено во всей системе от компрессора до выхода рефрижераторного осушителя. Реальное распределение между охладителем, сепаратором, ресивером, фильтрами и осушителем будет зависеть от температуры оборудования и конструкции пневмолинии.

Таким образом, компрессорная станция на 50 м³/мин летом потенциально может образовывать более одной тонны водного конденсата в сутки, если оборудование работает круглосуточно.

Даже компрессор производительностью всего 10 м³/мин при таких условиях способен дать около 250 литров конденсата за сутки.

Почему это ориентировочные значения

Количество конденсата невозможно определить только по производительности компрессора.

Результат изменяется при изменении температуры, влажности, атмосферного давления, рабочего давления компрессора, температуры послеохладителя и точки росы осушителя.

Например, компрессор 20 м³/мин при +30 °C и 60% влажности получает около 21,8 кг воды в час, а при 0 °C и 80% влажности — всего около 4,7 кг/ч.

Разница почти пятикратная.

Поэтому фраза:

«Наш компрессор всегда образует 20 литров конденсата в час»

технически неправильна.

Правильно говорить:

«Количество конденсата зависит от объёма всасываемого воздуха, его температуры и влажности, рабочего давления и степени последующего охлаждения и осушки».

Почему летом конденсата намного больше, чем зимой

Относительная влажность сама по себе не показывает количество воды в воздухе.

Например:

летом: +30 °C, RH 60%;
зимой: 0 °C, RH 80%.

Хотя относительная влажность зимой выше, абсолютное количество воды в воздухе значительно ниже.

При +30 °C и RH 60% содержание водяного пара составляет приблизительно:

18,2 г/м³.

При 0 °C и RH 80%:

около 3,9 г/м³.

Поэтому летом компрессорная система может удалять в несколько раз больше воды.

Это одновременно означает повышенную нагрузку на:

послеохладитель → циклонный сепаратор → ресивер → магистральные фильтры → рефрижераторный осушитель → конденсатоотводчики.

Подробнее влияние температуры на влагосодержание воздуха рассмотрено в статье Kraftmachine: Температура воздуха и работа компрессора

Где именно образуется конденсат в пневмосистеме

Ошибка — считать, что вся вода должна собираться только в ресивере или осушителе.

Конденсация происходит последовательно.

Сначала горячий воздух выходит из винтового блока. Затем послеохладитель снижает его температуру, и значительная часть водяного пара превращается в жидкость.

Далее жидкий конденсат отделяется в циклонном или механическом сепараторе и отводится через конденсатоотводчик.

Оставшаяся влага может выпадать:

в ресивере → магистральных фильтрах → рефрижераторном осушителе → холодных участках трубопровода.

Kaeser также указывает, что конденсат намеренно удаляется послеохладителями, ресиверами, сепараторами и рефрижераторными осушителями; дополнительная конденсация может возникнуть и дальше по магистрали, если температура воздуха опустится ниже его текущей точки росы. KAESER

Поэтому практически каждый аппарат, в котором охлаждается или очищается сжатый воздух, должен иметь продуманную систему отвода жидкости.

Сколько воды удаляет осушитель

Рефрижераторный осушитель дополнительно охлаждает воздух и удаляет влагу, которая не выпала после компрессора и ресивера.

Например, осушители Kraftmachine рассчитаны на получение точки росы под давлением около +3 °C. Kraftmachine™, ООО «КРАФТ-АЙР»

Рассмотрим наш летний пример для компрессора:

20 м³/мин, +30 °C, RH 60%.

На вход компрессора поступает примерно:

21,8 кг воды в час.

После послеохладителя значительная часть уже превращается в жидкость. Остаточная влага поступает дальше и дополнительно удаляется рефрижераторным осушителем.

Поэтому нельзя рассчитывать дренаж только для одного аппарата.

Необходимо учитывать суммарный объём конденсата всей компрессорной станции.

Что происходит с маслом из винтового компрессора

В маслозаполненном винтовом компрессоре масло используется для:

охлаждения винтового блока, смазки, герметизации зазоров и отвода тепла.

Основная часть масла отделяется во внутреннем маслоотделителе и возвращается в масляный контур.

Однако небольшое количество масляного аэрозоля может проходить дальше вместе со сжатым воздухом.

Часть этого масла затем задерживается магистральными фильтрами и смешивается с водяным конденсатом.

В результате из конденсатоотводчика выходит уже не чистая вода, а водомасляная смесь.

Kaeser указывает, что даже при небольшом маслопереносе компрессора после коалесцентных фильтров концентрация масла в собранном жидком конденсате может быть значительной, поскольку масло концентрируется в небольшом объёме воды. KAESER

Именно поэтому внешний вид конденсата может быть:

• прозрачным с отдельной масляной плёнкой;
• мутным;
• молочно-белым;
• в виде устойчивой эмульсии.

Последний вариант сложнее всего очищать обычным гравитационным способом.

Почему нельзя просто поставить канистру под компрессор

На небольших предприятиях иногда встречается схема:

компрессор → шланг → открытая канистра.

Для промышленной системы это неудовлетворительное решение.

Например, компрессор 30 м³/мин летом по нашему расчёту способен образовывать около:

32 литров жидкости в час.

Канистра 20 литров может заполниться меньше чем за час.

Если слив переполнится, конденсат может попасть:

• на пол компрессорной;
• под фундамент оборудования;
• в электрическую зону;
• в ливневую систему;
• обратно в пневмомагистраль при неисправном дренаже.

Дополнительно при открытом сливе под давлением теряется сжатый воздух.

Поэтому промышленная система должна иметь автоматический сбор и отвод конденсата.

Таймерный или электронный конденсатоотводчик

Сам конденсат необходимо вывести из оборудования без существенной потери сжатого воздуха.

Таймерный конденсатоотводчик периодически открывает клапан независимо от фактического уровня жидкости.

Его преимущество — простота.

Недостаток — если интервал выставлен неправильно, клапан после удаления воды продолжает выпускать сжатый воздух.

Электронный конденсатоотводчик с контролем уровня жидкости открывается непосредственно при накоплении конденсата и закрывается после его удаления.

Это позволяет уменьшить потери сжатого воздуха.

Kraftmachine указывает среди сервисных и запасных компонентов как поплавковые, так и таймерные конденсатоотводчики. Kraftmachine™, ООО «КРАФТ-АЙР»

Для крупной компрессорной, где летом собираются сотни литров конденсата в сутки, эффективность системы дренажа напрямую влияет и на надёжность, и на энергозатраты.

Что делать с водой и маслом после конденсатоотводчика

Конденсатоотводчик решает только первую задачу:

вывести жидкость из пневмосистемы.

Но после него остаётся вторая задача:

что делать с этой жидкостью дальше?

Если компрессор маслозаполненный, конденсат следует направить в систему разделения воды и масла.

Типовая схема выглядит так:

компрессор / сепаратор / ресивер / фильтры / осушитель → общая линия сбора конденсата → сброс давления → водомасляный сепаратор → очищенная вода + концентрат масла.

Такой подход позволяет вместо вывоза сотен литров водомасляной смеси отделять значительно меньший объём загрязнённой маслом фазы.

Kaeser отмечает, что вода обычно составляет подавляющую часть объёма компрессорного конденсата, поэтому отделение воды от загрязнений зачастую значительно экономичнее вывоза всей жидкости целиком. KAESER

Как работает водомасляный сепаратор конденсата

Важно не путать два устройства.

Сепаратор влаги в пневмомагистрали удаляет жидкие капли из потока сжатого воздуха.

Водомасляный сепаратор конденсата работает уже с жидкостью, которая была слита из компрессора, фильтров и осушителя.

В простейших системах используется различие плотности воды и масла. Масляная фаза отделяется, а затем жидкость проходит через фильтрующие и адсорбирующие материалы.

Для устойчивых эмульсий может потребоваться более сложная технология разделения. В отраслевых руководствах для таких случаев используются мембранная обработка или специальные системы разрушения эмульсии. KAESER

У Kraftmachine для этих задач представлены влагомаслоотделители серии КМ-ВМС. Например, КМ-ВМС-10 рассчитан на компрессорную производительностью до 10 м³/мин, а в каталоге заявлено остаточное содержание масла в дренажной воде не более 10 ppm. Kraftmachine™, ООО «КРАФТ-АЙР»

Для более крупных систем доступен, например, КМ-ВМС-60, рассчитанный на компрессорную станцию производительностью до 60 м³/мин. Kraftmachine™, ООО «КРАФТ-АЙР»

Влагомаслоотделитель КМ-ВМС-10

Влагомаслоотделитель КМ-ВМС-60

Можно ли сливать компрессорный конденсат в канализацию

Неочищенный конденсат от маслозаполненного компрессора нельзя автоматически считать обычной водой.

Он может содержать:

нефтепродукты, масло, механические примеси и загрязнения, всосанные компрессором из окружающей среды.

Поэтому нельзя просто исходить из принципа:

«В конденсате почти одна вода — значит можно сливать».

Международная практика эксплуатации компрессорных систем предусматривает предварительную обработку водомасляного конденсата перед его направлением в систему сточных вод. Производители систем подготовки воздуха прямо предупреждают, что неочищенная водомасляная смесь требует надлежащей обработки перед сбросом. KAESER

Для российского предприятия конкретная возможность сброса очищенной воды должна определяться по фактическому составу стока и требованиям принимающей системы водоотведения.

То есть правильная логика следующая:

отделить масло → проконтролировать качество очищенной воды → только после этого определить допустимый способ её отвода.

Если требуемые показатели обеспечить невозможно, конденсат необходимо собирать и передавать специализированной организации в соответствии с применимыми требованиями обращения с отходами.

Что будет, если конденсат не удалять из пневмосистемы

Неработающий конденсатоотводчик может создать значительно более серьёзную проблему, чем просто вода на дне ресивера.

Если жидкость начинает переноситься дальше по магистрали, возникают:

• коррозия ресиверов и трубопроводов;
• разрушение фильтрующих элементов;
• увеличение перепада давления;
• попадание воды в пневмоинструмент;
• замерзание влаги при отрицательных температурах;
• повреждение пневматических клапанов и цилиндров;
• ухудшение качества окраски;
• брак продукции;
• нестабильная работа автоматики;
• повышенная нагрузка на осушитель.

Особенно опасна ситуация, когда сепаратор или ресивер визуально «не дают воду», и это воспринимают как хороший признак.

Летом при компрессоре 20–50 м³/мин отсутствие конденсата в сливе может, наоборот, означать, что:

дренаж заблокирован или жидкость уходит дальше в систему.

Почему неисправный конденсатоотводчик увеличивает расход электроэнергии

Есть и обратная проблема — клапан остаётся открытым.

В этом случае вместе с водой наружу постоянно выходит сжатый воздух.

По сути, неисправный конденсатоотводчик превращается в постоянную искусственную утечку.

Компрессору приходится компенсировать этот расход, поэтому:

• увеличивается время работы под нагрузкой;
• растёт потребление электроэнергии;
• уменьшается доступный производству расход воздуха;
• возрастает количество циклов компрессора.

Поэтому при пневмоаудите необходимо проверять не только утечки в трубопроводах, но и работу всех автоматических сливов.

Как подобрать систему отвода конденсата

Система должна рассчитываться не только по мощности электродвигателя компрессора.

Основной параметр — суммарное количество конденсата при наиболее неблагоприятных летних условиях.

Если станция имеет:

2 компрессора по 20 м³/мин,

то при одновременной работе необходимо рассчитывать систему уже на:

40 м³/мин.

При выбранных выше летних условиях это потенциально около:

42 л конденсата в час.

Если работают:

3 × 20 м³/мин,

система уже приближается к:

63 л/ч.

Поэтому нужно проверить не только производительность влагомаслоотделителя, но и пропускную способность:

конденсатоотводчиков, шлангов, коллектора, входа сепаратора и ёмкости для отделённого масла.

Водомасляный сепаратор также желательно выбирать с запасом по максимальному количеству одновременно работающих компрессоров.

Преимущества и недостатки разных способов обращения с конденсатом

Сбор всего конденсата в ёмкость

Преимущество — простая система.

Недостаток — при крупных компрессорах образуются огромные объёмы жидкости.

Например, станция 50 м³/мин летом может приблизиться к 1,3 м³ конденсата в сутки. Постоянно вывозить весь этот объём экономически невыгодно.

Разделение масла и воды на предприятии

Преимущества — резко уменьшается количество загрязнённой фазы, которую необходимо отдельно утилизировать, а основную водную часть можно направлять дальше в соответствии с установленными требованиями.

Недостаток — необходимо обслуживать сепаратор, менять фильтрующий материал и контролировать качество воды.

Сброс необработанного конденсата

Единственное кажущееся преимущество — отсутствие затрат на оборудование.

Фактически это наиболее рискованный вариант: загрязнение территории, проблемы с системой водоотведения и экологические последствия могут стоить значительно дороже самой системы обработки.

Где особенно важно правильно организовать отвод конденсата

Особенно серьёзно систему необходимо проектировать для:

крупных централизованных компрессорных, предприятий с круглосуточным производством, пищевых и фармацевтических производств, металлообработки, окрасочных линий, предприятий с наружными трубопроводами и объектов с несколькими компрессорами большой производительности.

Для таких систем объём конденсата необходимо учитывать ещё на этапе проектирования компрессорной, вместе с производительностью осушителя и фильтров.

Каталог оборудования подготовки сжатого воздуха Kraftmachine

Как рассчитать конденсат для своего предприятия

Для предварительного расчёта необходимо знать четыре исходных параметра:

производительность компрессоров, температуру воздуха, относительную влажность и продолжительность работы.

После этого рассчитывается количество воды, которое компрессоры всасывают вместе с атмосферным воздухом.

Затем учитывается количество влаги, которое остаётся в сжатом воздухе после охладителя и осушителя.

Упрощённо:

Конденсат = влага на входе − влага, оставшаяся в сжатом воздухе.

Например, для компрессора:

20 м³/мин; +30 °C; RH 60%; 8 бар; точка росы +3 °C

получаем ориентировочно:

около 21 л жидкого конденсата в час.

При 8-часовой смене:

около 169 литров.

При круглосуточной работе:

около 507 литров в сутки.

Эти цифры хорошо показывают, почему слив конденсата нельзя считать второстепенной частью компрессорной станции.

Заключение

Количество конденсата промышленного компрессора напрямую зависит от производительности, температуры и влажности всасываемого воздуха. В жаркую погоду компрессор 20 м³/мин способен удалять порядка 20 литров воды в час, а станция 50 м³/мин — более 50 литров в час при принятых в нашем примере условиях.

Зимой объём может снижаться в несколько раз, однако полностью проблема не исчезает.

В маслозаполненном компрессоре вода смешивается с остаточным маслом и загрязнениями. Поэтому правильная система должна не просто вывести жидкость из компрессора, но пройти всю цепочку:

автоматический отвод → общий сбор → водомасляная сепарация → контроль очищенной воды → допустимый способ отвода или утилизации.

Проектировать такую систему следует по максимальному летнему объёму конденсата, а не по среднему показателю за год. Для мощных промышленных станций разница составляет сотни литров в сутки, поэтому неправильный расчёт приводит к переполнению дренажа, попаданию воды в пневмосеть и загрязнению территории.