of 23 /23
 COLEGIUL NATIONAL DOMNUL TUDOR DROBETA TURNU SEVERIN PREPA RAR EA A ERULUI COMPRIMAT PROF. COORDONAT OR: BREHUI GABRIELA ELEV: LUCA VIRGIL  CLASA a XII – a H 2013 CUPRINS

Preapararea aerului comprimat

Embed Size (px)

DESCRIPTION

aer comprimat

Citation preview

COLEGIUL NATIONAL DOMNUL TUDORDROBETA TURNU SEVERIN

PREPARAREA AERULUI COMPRIMAT

PROF. COORDONATOR: BREHUI GABRIELA ELEV: LUCA VIRGIL CLASA a XII a H

2013CUPRINS

ARGUMENT3CAPITOLUL I: SISTEMUL DE AER COMPRIMAT5CAPITOLUL II: PRODUCEREA AERULUI COMPRIMAT7II.1. Presiunea de refulare a compresorului7II.2. Calitatea aerului comprimat produs de compresoare9II.3. Factori care influenteaza consumul de energie al compresoarelor9II.4. Alegerea numarului de compresoare11CAPITOLUL III: UTILIZAREA AERULUI COMPRIMAT13III.1. Efectul presiunii asupra consumatorilor13III.2. Calitatea aerului comprimat15III.2.1. Agentii poluanti solizi in aerul comprimat16III.2.2. Uleiul in aerul comprimat17III.2.3. Apa in aerul comprimat18III.3. Clasificarea calitativa a aerului comprimat18III.4. Scaderea umiditatii din aerul comprimat19III.5. Calitatea aerului si consumatorii20CONCLUZII22BIBLIOGRAFIE23

ARGUMENTLiteratura claseaza producerea aerului comprimat printre sistemele auxiliare de deservire a productiei. Acest fapt nu ar constitui o problema n sine dar, n practica, fabricile, uzinele o trateaza ca pe o problema secundara, aceasta nefiind direct legata de productie. Abia n ultimii ani specialistii energeticieni au nceput sa recunoasca importanta aerului comprimat, si sa se ocupe de el n mod corespunzator. Producerea aerului comprimat ocupa un loc deosebit de important ntre consumatorii de energie din industrie. n Romnia de exemplu, din cota foarte mare de participare a industriei la consumul de energie, 18 procente revin producerii de aer comprimat. Acest procent este dublul valorii care se consuma n scop n tarile dezvoltate industrial. Cauza consumului mare de energie se poate cauta n randamentul scazut al sistemelor depasite de producere a aerului comprimat din tara, n pierderile mari cantitative si de presiune. Nu trebuie neglijata, fiind o cauza desoebit de importanta, lipsa de ntretinere corespunzatoare.Daca dorim sa eliminam pierderile nsemnate din producerea de aer comprimat si sa punem la punct un sistem optim n ceea ce priveste consumul de energie, trebuie sa analizam n detaliu urmatoarele trei probleme majore: producerea de aer comprimat, distribuirea aerului comprimat, utilizarea aerului comprimat,n asa fel nct sa atragem atentia n primul rnd asupra aspectelor energetice.nainte de a dezbate n detaliu aceste probleme, sa definim nsa aerul comprimat.Aerul comprimat n sine nu este una din formele energiei, ci un agent utilizat pe scara larga pentru transmiterea energiei. Toate interventiile legate de producerea, distribuirea si utilizarea aerului comprimat au un efect direct asupra consumului de energie. Specialistii n energetica trebuie totusi sa trateze aerul comprimat ca o forma de energie, dat fiind ca de fiecare data cnd se elimina o cauza a pierderilor de aer comprimat, acest fapt duce implicit la reducerea consumului de energie. La ora actuala, aerul comprimat este unul dintre sistemele de deservire cele mai raspndite si cu aplicatii dintre cele mai diverse. Productia industriala moderna automatizata nici nu poate fi conceputa fara acesta si, n ciuda faptului ca aerul comprimat este unul dintre modalitatile cele mai nerentabile de utilizare a energiei, domeniul sau de aplicare se largeste din ce n ce mai mult si n tara noastra. Randamentul de 24-30% al sistemelor de aer comprimat, precum si faptul ca acestea utilizeaza energia electrica, produsa tot prin randament scazut, sunt argumente care sustin afirmatia anterioara.Datorita numeroaselor avantaje legate de distribuirea si utilizarea sa, precum si n lipsa unei alternative corespunzatoare, nu poate fi deocamdata vorba de nlocuirea sa cu alte sisteme, desi n anumite domenii si aplicatii restrnse, ntrebuintarea sistemelor de frecventa mare, respectiv hidraulice, este mai rentabila si cu un consum mai mic de energie .Tocmai de aceea, specialistii trebuie sa fie foarte atenti la faptul ca sistemul lor de aer comprimat trebuie sa asigure, prin utilizarea ct mai redusa a energiei, aerul n cantitatea, la presiunea si cu calitatea necesare.

CAPITOLUL ISISTEMUL DE AER COMPRIMATProducerea, distribuirea si utilizarea aerului comprimat trebuie privite, din toate punctele de vedere, ca un sistem unitar. n evaluarea sistemului nu este voie sa se omita nici mediul.

Modificarea interna a sistemului de aer comprimat, precum si orice fel de interventie venita din exterior, are efect att asupra iesirii ct si asupra intrarii, influentnd astfel ntreg randamentul sistemului.Privind prin prisma sistemului, noi producem aer comprimat si caldura utiliznd energie electrica si aer atmosferic.

n sistem se observa patru unitati functionale distincte. n practica, specialistii acorda cea mai mare atentie compresorului si cea mai mica atentie retelei si consumului. Avnd n vedere starea retelelor de aer comprimat din tara, se recomanda luarea urmatoarelor masuri, cu ajutorul carora consumul de energie al sistemelor de aer comprimat poate fi redus considerabil:- reducerea pierderilor pe retea la 5%- reducerea pierderilor de presiune n retea la 1,0 bar- rezolvarea problemelor de calitate a aerului comprimat - reducerea necesarului de energie pentru producerea unitatii de aer comprimat.Acestea sunt problemele carora trebuie sa li se acorde o atentie deosebita cnd se verifica sistemul n vederea descoperirii pierderilor.Totodata, trebuie sa renuntam la acea practica conform careia evidentierea pierderilor din sistemele de aer comprimat se realizeaza exclusiv prin masurarea puterii electrice, si care foloseste n calcule datele nominale ale compresorului. Aceasta vine n contradictie cu principiul de sistem unitar. Ea nu tine cont de valoarea reala a iesirii, de pierderile din distribuire si consum, si, prin omiterea verificarii celor trei parametri presiune, debit, calitate parametri care servesc ca baza pentru formarea sistemului optim duce la concluzii gresite.Formarea unei imagini comparabile cu cea a unui sistem energetic poate duce la reducerea consumului de energie pentru producerea aerului comprimat, deziderat permanent n rationalizarea energiei.

CAPITOLUL IIPRODUCEREA AERULUI COMPRIMAT

Problema de baz a producerii aerului comprimat este alegerea compresorului corespunztor. Dac la alegerea compresorului s-a omis ceva, dup instalarea sa, acest lucru nu se mai poate corecta ori se corecteaz cu solutii foarte costisitoare n general. n primul rnd trebuie s se defineasc, pe baz de criterii logice, acele cerinte ceea ce pretindem de la compresor. Se poate spune, n general, c un compresor de aer trebuie s asigure:- debitul- calitatea- presiuneade aer comprimat necesare consumatorilor, cu conditia utilizrii unei cantitti minime de energie. Dac avem rspunsul la aceste trei probleme, se poate trece la problemele care influenteaz consumul de energie al compresoarelor si se poate ncepe alegerea compresorului potrivit.II.1. Presiunea de refulare a compresoruluiDin punctul de vedere al presiunii de refulare, un compresor este corespunztor dac elementele si uneltele pneumatice antrenate de aerul comprimat produs de acesta pot lucra cu randament de 100%. Desigur, cele dou presiuni, presiunea de refulare si presiunea necesar consumatorilor, nu sunt identice. Trebuie avute n vedere scderile de presiune aprute ntre racordul de iesire al compresorului si racordul consumatorilor precum si diferentele de presiune rezultate din functionarea compresorului. Iat un exemplu de calcul al presiunii de refulare a unui compresor. ntr-o retea dimensionat corespunztor din punct de vedere energetic, valoarea maxim a scderii de presiune nu depseste 0,1 bari. La aceasta se adaug 0,1 bar pentru usctorul aflat n toate retelele moderne precum si rezistenta de 0,9 bari pentru elementele de tratare a aerului, pentru furtunuri si cuple rapide. Se mai adaug valoarea diferentei de presiune reglat la ntreruptorul de presiune al automatizrii compresorului, care este n general n jur de 0,5 bari. Din suma acestor valori se obtine presiunea de refulare P2, pretins de la compresor: P2 >7,5 bari =0,5 + 0,1 + 0,1 0,8 + 6,0 bari.Desigur, n cazul unor utilizri diferite, n cadrul aceleasi unitti pot exista mai multe nivele diferite de presiune. Din punct de vedere energetic, nu este indicat ca n asemenea situatii s se produc prin decompresie din aerul comprimat cu presiune ridicat cel cu presiune sczut. Este oportun construirea de sisteme independente pentru cele dou nivele de presiune. Trebuie reflectat si asupra obtinerii aerului comprimat la presiune ridicat din cel aflat la presiune joas cu un compresor de ridicare (booster). Alegerea solutiei corespunztoare pentru scopul dat poate avea loc pe baza calculelor de economicitate.Calcularea corespunzatoare a presiunii de refulare a compresoarelor are o importanta fundamentala din punct de vedere energetic.Ridicarea presiunii de refulare cu 1,0 bar aduce cu sine cresterea energiei necesare compresorului cu 6-10%.Aceast crestere semnificativ este un semnal pentru toti utilizatorii care ncearc s compenseze cderea mare de presiune din reteaua uzat prin cresterea presiunii de refulare a compresorului. S-a rspndit practica de a ncerca, cu ajutorul compresorului, echilibrarea lipsurilor de proiectare si ntretinere a retelei de aer comprimat, sau a lipsurilor retelei nedezvoltate proportional cu pretentiile consumatorilor.Aceast solutie este, si n acest caz, cea mai costisitoare. Pe factura de consum, utilizatorul de energie plteste de mai multe ori pretul de reconstructie a retelei. Cresterea presiunii are de altfel si o alt consecint care produce surplus de consum de energie, si anume supraconsum de aer comprimat la elementele pneumatice si sculele cu aer ce functioneaz n zonele de nalt presiune.Supraconsumul de aer comprimat are ns, pe lng efectul de a influenta consumul de energie, si un efect de scdere a presiunii.n cadrul unui sistem, compresorul poate s mentin presiunea la o valoare constant doar atunci cnd debitul de aer comprimat produs de ctre acesta este mai mare sau egal cu valoarea de aer comprimat consumat de ctre utilizatorii cuplati la retea, la care se adaug valoarea pierderilor din retea.. Dac consumul depseste debitul produs, acest fapt se arat n scderea presiunii din sistem. Presiunea scade pn cnd echilibrul dintre debitul produs si cel consumat nu se restabileste la o nou valoare a presiunii.De aceea nu tratm separat debitul de aer comprimat transportat de ctre compresoare, ci presupunem c el depseste n toate cazurile necesarul, mrit cu pierderi, al consumatorilor cuplati la retea. Aceasta este de altfel conditia care asigur ca uneltele s primeasc ntotdeauna presiunea necesar functionrii optime.

II.2. Calitatea aerului comprimat produs de compresoareDac vrem s alegem un compresor care s produc aer comprimat ce corespunde cerintelor calitative trebuie ales tipul de compresor care s corespund cel mai bine acestora. n timpul alegerii se pune deseori ntrebarea: s fie ales un compresor cu sau fr lubrifiere cu ulei pentru satisfacerea acelorasi necesitti cantitative. n ceea ce urmeaz se gsesc cteva aspecte care ne pot ajuta n gsirea rspunsului.Avantajul de netgduit al compresoarelor fr ulei este c aerul comprimat produs de ctre acestea nu se impurific cu ulei n camera de compresie. Pe lng aceasta, nu este de neglijat nici avantajul c reteaua nu se impurific cu ulei si prin aceasta dispare pericolul unei eventuale incendieri a retelei.Din punctul de vedere al calittii, sunt mai avantajoase compresoarele fr ulei. Ele garanteaz ntotdeauna o calitate stabil, uniform a aerului comprimat, pe care compresoarele cu lubrifiere cu ulei nu o pot garanta nici cu cele mai moderne sisteme de filtrare.Avantajul compresoarelor cu lubrifiere cu ulei este faptul c, pentru aceeasi putere, pretul lor este cu mult mai sczut dect al celor fr ulei. Din punct de vedere al consumului de energie, este decisiv faptul c consumul specific de energie al compresoarelor cu lubrifiere cu ulei este de obicei mai sczut dect al celor fr ulei.Un alt avantaj al compresoarelor cu lubrifiere cu ulei este si faptul c costurile legate de functionarea si ntretinerea lor sunt mai sczute dect n cazul compresoarelor fr ulei.Dar, dac lum n considerare pretul filtrelor necesare asigurrii calittii aerului comprimat n cazul compresoarelor lubrifiate cu ulei, acesta echilibreaz n mod semnificativ balanta comparativ dintre cele dou tipuri de compresoare. Iar necesarul de ntretinere a filtrelor compenseaz partea mai mic rmas din diferenta de pret.Nu se poate da un rspuns clar, dac pentru asigurarea unei cerinte anume este nevoie de un compresor cu lubrifiere cu ulei sau unul fr ulei. Tocmai de aceea ca si n toate cazurile n care este vorba de rspunsul la o ntrebare legat de rentabilitatea sistemului de aer comprimat rspunsul la ntrebare trebuie dat prin analiza cerintelor concrete si cu ajutorul calculelor de rentabilitate.II.3. Factori care influenteaz consumul de energie al compresoarelorDac datele cantitative, de presiune si calitate dorite pentru compresor ne stau la dispozitie pe baza cerintelor concepute rational, atunci se poate trece la alegerea compresorului corespunztor, pe ct posibil n asa fel nct s se poat asigura cerintele cu cantitti minime de energie. Pentru aceasta ns, trebuie s fie cunoscute acele probleme care influenteaz consumul de energie necesar producerii aerului comprimat.Prima problem o constituie alegerea principiului de functionare a compresorului. Domeniile de utilizare ale compresoarelor cu piston, cu surub si ale turbocompresoarelor se intersecteaz n multe cazuri, ceea ce face ca, deseori, utilizatorul s se gseasc pus n fata unei dileme. Cu toate c valoarea consumului specific de energie poate diferi n functie de productor si de tipul de compresor, tabelul ofer o imagine apropiat de realitate a valorilor consumului specific de energie pentru diferitele tipuri si principii de functionare ale compresoarelor.Tabelul 1. Consumul specific de energie caracteristic catorva compresoareTipul de compresorConsum specific de energieUngere

Joule/litrukWh/m3

Cu piston mare217-3000,080-0,081ungere cu ulei

Cu piston mic337-3630,089-0,098fr ulei

Cu urub mijlociu3710,100injecie cu ulei

Cu urub mare3630,098fr ulei

Turbo mic363-4270,098-0,115fr ulei

Al doilea aspect care influenteaz consumul de energie al compresorului, este constructia. La un compresor cu o constructie bun valoarea pierderilor de energie poate fi de doar 12%, pe cnd n cazul unuia cu o constructie mai putin bun, aceast valoare poate fi cu mult mai mare. Determinarea acestei valori este posibil prin analiza datelor puse la dispozitie si a testelor fcute pe compresoare. Pentru aceasta, este ns necesar ca toate datele avute la dispozitie s fie clare, furnizate pe baze identice si s includ toate pierderile aprute pe compresor. n privinta consumului specific de energie, aceasta nseamn c trebuie luate n considerare att debitul de aer comprimat produs ct si datele corectate cu pierderi la consumul de energie. Aceasta este prevzut de ctre standardul ISO 1217, deci este indicat s se cear de la productor datele calculate conform acestui standard. Unele standarde nationale dau de altfel posibilitatea de a trece cu vederea anumite tipuri de pierderi ceea ce poate nsemna n ultim instant o eroare chiar de pn la 25%.Problema legat direct de constructie este cea referitoare la numrul de trepte prin care aerul ajunge la presiunea de refulare. Consumul specific de energie al compresorului creste direct proportional cu presiunea de refulare. Fat de starea izoterm ideal, energia necesar pentru comprimarea n dou trepte este mai mic dect cea cu o treapt. n cazul unei presiuni de refulare de 7 bar, economisirea de energie la compresia n dou trepte este de 14% fat de cea cu o treapt.Tot de problema constructiei tine si reglarea turatiei, care are un efect important asupra consumului specific de energie al compresorului. Din punct de vedere energetic, reglarea turatiei este cea mai avantajoas. Aceast reglare fiind deosebit de scump nu se poate extinde pe scar larg. La ora actual se fabric doar compresoare mobile cu reglare de turatie propulsate de motor diesel n serie. Dar, la un compresor ales corespunztor nici nu este nevoie de regulator de turatie pentru c n mare parte acesta trebuie s functioneze n sarcin complet.n astfel de cazuri este corespunztoare asa numita reglare cu mers n gol mers n sarcin. Aceasta este o reglare n dou puncte la care compresorul ori produce cantitatea total de aer comprimat ori nu produce deloc aer comprimatMersul n gol la compresoarele de mic capacitate nseamn oprirea motorului, deci puterea nnecesar la mersul n gol este zero. n cazul compresoarelor mai mari, cu ocazia mersului n gol, compresorul functioneaz n continuare fr sarcin, puterea necesar pentru mersul n gol fiind e aproximativ 16-18% din cea necesar pentru mersul n sarcin.O a treia posibilitate a reglrii o constituie reglarea prin strangulare. Din punct de vedere energetic aceasta este cea mai dezavantajoas, deoarece consumul de energie este cel mai mare dintre toate.n afara de cele enumerate mai exista cteva modalitati de comanda raspndite n tehnica compresorului ca reglarea giratiei, reglare bypass, reglare cantitativa ncorporata, etc., dar utilizarea acestora n tehnica aerului comprimat nu este prea frecventa.Printre factorii care influenteaz alegerea compresorului pe primul loc trebuie situate aspectele energetice deoarece cheltuielile de energie pentru un compresor de aer reprezint 75% din cheltuielile totale n primii 10 ani.Dac aspectele energetice au fost clarificate, analiznd ce tip de compresor trebuie ales, tot mai rmn probleme nerezolvate ca de ex.: cu cte compresoare s fie asigurat cantitatea necesar, ce rezerve trebuie create, s se instaleze o statie de compresoare centralizat sau descentralizat.II.4. Alegerea numrului de compresoareNu exist o solutie general valabil pentru aceast problem. n ceea ce urmeaz este prezentat un exemplu de rationament pentru stabilirea numrului de compresoare.ntr-o uzin care functioneaz n trei schimburi exist un necesar de aer comprimat de:60 m/min pentru schimbul I40 m/min pentru schimbul II25 m/min pentru schimbul IIIPentru satisfacerea acestor cerinte se au n vedere patru solutii:1. Un compresor cu un debit de 60 m/min.schimbul I: compresor exploatat la capacitatea maxima fr rezervschimbul II: compresor prost utilizat, fr rezervschimbul III: compresorul functioneaz la 40% din capacitate , rentabilitate foarte sczut2. Dou compresoare, amndou cu debit de 60 m/min.schimbul I: un compresor exploatat la capacitate maxim, al doilea asigurnd o rezerv de 100%.schimbul II: compresoare prost exploatate, rezerv nejustificat de mare.schimbul III: un compresor functioneaz la 40% din capacitate, rentabilitate deosebit de sczut, rezerv nejustificat de mare.3. Dou compresoare, amndou cu debit de 30 m/min.schimbul I: dou compresoare exploatate la capacitate, maxim, fr rezervschimbul II: un compresor exploatat la capacitate maxim, al doilea compresor exploatat la 30% din capacitate, rezerv partialschimbul III: un compresor exploatat aproape la capacitate maxim, , rezerv de 100 %4. Trei compresoare, fiecare cu debit de 30 m/minschimbul I: dou compresore exploatate la capacitate maxim, sigurant total.schimbul II: un compresor exploatat la capacitate maxim, si un compresor exploatat la 30% din capacitate, sigurant totalschimbul III: un compresor exploatat aproape la capacitatea maxim, sigurant total.Din cele de mai sus rezult clar c, din punctul de vedere al consumului de energie si al sigurantei de functionare, varianta a patra este cea mai convenabil.

CAPITOLUL IIIUTILIZAREA AERULUI COMPRIMATProblema de baza a utilizarii aerului comprimat este aceea ca presiunea, debitul si calitatea aerului comprimat disponibil la punctul de racordare a consumatorului trebuie sa fie corespunzatoare, pentru ca echipamentele sa lucreze la randament de 100%.Debitul si calitatea necesare unui randament de 100% pot fi stabilite simplu din cataloagele fabricii. Problema deseori controversata o constituie nsa presiunea, desi si aceasta este stabilita clar: consumatorii de aer comprimat au o putere de 100% cu o suprapresiune de 6,0 bari pe retea. n toate cazurile n care presiunea necesara este diferita, acest aspect este pus clar n evidenta de consumatori.III.1. Efectul presiunii asupra consumatorilorProblemele presiunii si debitului, nu se pot discuta separat din acest punct de vedere. Necesarul de suprapresiune nominala a consumatorilor este de 6,0 bari, necesar care, nsa, n conditiile unui transfer dat, poate fi asigurat numai cu debitul corespunzator de aer comprimat. Daca debitul de aer comprimat produs scade, n conditiile transferului neschimbat, scade si presiunea.Pe lnga faptul ca influenteaza la consumatori :- randamentul- consumul de aerSchimbarea de presiune are efecte asupra :- consumului de energie al consumatorilor- necesarului de energie al ntregului sistem de aer comprimat- productivitatiiLegatura dintre presiune si randament este reprezentata n figura de mai jos. Este evident ca pentru o productivitate de 100% este nevoie de o suprapresiune de 6,0 bari. Daca scade presiunea din retea scade puternic si randamentul, pentru ca sub influenta reducerii presiunii cu 1,0 bar, scaderea randamentului este de 20%.Situatia este defavorabila si atunci cnd consumatorii primesc o presiune mai mare de 6,0 bari. Acesta implica o crestere a randamentului degresiv, dar duce totodata si la cresterea debitului necesar de aer comprimat pentru ca o crestere a presiunii cu 0,5 bari duce la cresterea consumului de aer cu 10%.Astfel poate sa apara situatia urmatoare: daca ntr-un sistem realizat prost, la punctele ndepartate, de mare presiune, se ncearca sa se asigure presiunea necesara prin utilizarea rezervelor compresorului, n zonele aflate n apropierea compresorului, consumul crescut provocat artificial datorita cresterii presiunii are un efect exact invers, si, datorita unor cauze aparent de nenteles, schimbarea scontata nu se produce.

Diagrama sculeleor pneumatice

Suprasarcina produsa fata de presiunea de masurare este defavorabila si pentru ca duce la o crestere puternica a uzurii si la un consum din uzura care cauzeaza cresterea consumului de aer si a cheltuielilor de ntretinere. n afara de aceasta, presiunea prea mare constituie si un pericol de accidentare. Iata punctul unde se leaga presiunea, debitul si productivitatea unei uzine. n toate punctele n care consumatorii primesc o presiune mai mica de 6,0 bari, elementele pneumatice si sculele pneumatic lucreaza cu un randament cu 20 % mai redus, sau poate chiar cu mult mai mult. De altfel, acea calitate a consumatorilor de aer comprimat de a functiona aparent continuu chiar si la presiune mai mica, face ca nici macar sa nu se observe ca ceva nu este n regula. Normele, ca si productia, se adapteaza la randamentul scazut, si nimeni nu se gndeste la faptul ca, verificnd sistemul de aer comprimat, s-ar putea obtine o crestere a productivitatii.

III.2. Calitatea aerului comprimatCalitatea constituie probabil n zilele noastre una dintre cele mai arzatoare probleme ale utilizarii aerului comprimat n tara. Specialistii se confrunta aproape zilnic cu problemele cauzate de aerul comprimat care contine agenti poluanti uleiosi, lichizi si solizi. Cu toate ca n jurul acestor probleme exista cele mai mari semne de ntrebare, pna acum s-a facut prea putin pentru eliminarea acestor poluanti.La o prima analiza superficiala, calitatea influenteaza direct consumul de energie. Daca nsa ne gndim mai bine, putem constata ca producerea aerului comprimat de proasta calitate nseamna risipa mare de energie. Poluantii aflati n aer distrug n general elementele si sculele pneumatice. Ei provoaca oprirea productiei si, n acelasi timp, cresterea necesarului de ntretinere si de nlocuire a pieselor. n multe locuri, aerul comprimat de proasta calitate duce la cresterea cantitatii de rebuturi. Sa produci rebut cu aer comprimat obtinut scump nseamna risipa de material si de energie. Asigurarea aerului comprimat de calitate corespunzatoare ncepe cu alegerea compresorului si a amplasamentului statiei de compresoare. Aerul aspirat de compresor contine multi agenti poluanti, dar acestia pot ajunge n aer si n timpul comprimarii si distribuirii sale, n functie de sistem. Acesti agenti poluanti pot fi extrasi din aerul comprimat prin utilizarea filtrelor si a uscatoarelor de aer comprimat corespunzatoare.Calitatea dorita de catre utilizatori poate fi deci asigurata prin crearea corespunzatoare a sistemului de filtrare, dar realizarea sa necesita:- o investitie suplimentara;- o ntretinere sistematica si atenta.n ciuda acestora, se recomanda imperativ punerea pe ordinea de zi a problemelor legate de calitate pentru ca prin rezolvarea lor:- creste durata de viat a consumatorilor de aer comprimat;- scade riscul aparitiei penei de productie;- creste productivitatea uzinei;- scade necesitatea ntretinerii consumatorilor de aer comprimat;- creste calitatea produselor si prin aceasta valoarea lor de piata;- scade necesarul de energie si cheltuielile necesare realizarii produselor.Deci, problema calitatii este n strnsa legatura cu productivitatea si cu consumul de energie al unei uzine. Cei trei agenti poluanti care cauzeaza cele mai multe probleme sunt:- agentii poluanti solizi;- uleiul;- efectul apei.III.2.1. Agentii poluanti solizi n aerul comprimatAgentii poluantii solizi ajunsi n aerul comprimat sunt de doua feluri, unii pe care i aspira compresorul din mediu si altii care pot ajunge n retea n timpul comprimarii.Compresorul absoarbe din mediul nconjurator, n primul rnd, o cantitate de praf ce depinde de locul instalarii si de caracterul fabricilor ce functioneaza n apropiere.Tabelul 2. Concentratii de praf caracteristiceClasaConcentratia de prafmg/m3Locuri tipicede existenta

Fara praf0

Incarcareusoara0-170Drumuri solide, hale uzinale, nave

Incarcaremedie170-350Drumuri nesolide, cariera depiatra, terenuri cu bumbac

Incarcaregrea350-700Cuptoare, constructiidedrumuri, terasamente de praf

Incarcarefoarte grea700-1400Fabrica de ciment, terenuripetrolifere, statii de concasare

Peste 1400Furtuna de praf, autovehiculen desert

Tabelul 2. arata concentratia de praf n unele locuri tipice. n afara prafului, compresorul mai absoarbe ctiva agenti poluanti care se gasesc din pacate n aer, cum sunt gazele emise de autovehicule, cenusa, hidrogenul sulfurat fumul emis de fabrici, diferite poluari emise, etc. De efectul acestora din urma trebuie sa ne ocupam numai n cazul n care concentratia acestora depaseste valorile medii.n timpul comprimarii, respectiv dupa aceasta, n aerul comprimat pot ajunge urmatorii agenti poluanti: bucati de material rezultnd din uzura filtrului de absorbtie, praf de metal aparut n urma uzurii partilor metalice ale compresorului, parti rupte din agentul de uscare al uscatoarelor prin adsorbtie, bucati din rugina aparuta n conducte. Daca filtrarea si separarea acestora nu este rezolvata, agentii poluanti solizi ajung la consumatori, unde provoaca pierderile si problemele mentionate anterior.

III.2.2. Uleiul n aerul comprimatUleiul din aerul comprimat ajunge aici n timpul comprimarii, n camera de compresie. Uleiul utilizat pentru lubrifierea pieselor metalice se amesteca cu aerul n grupul de compresie sau in cilindru. Cantitatea de ulei ramasa n aerul comprimat depinde de randamentul dispozitivului de separare folosit.Problema uleiului a disparut numai odata cu aparitia compresorului elicoidal, ce functioneaza complet fara ulei, pentru ca , n acest caz, rotoarele compresorului nu se ating, nefiind nevoie de introducerea lubrifiantului. n figura de mai jos putem vedea imaginea unui compresor modern ALMIG. Cantitatea de ulei ajunsa n aerul comprimat depinde si de principiul de functionare a compresorului. Tabelul 3. reprezinta continutul de ulei caracteristic pentru cteva tipuri de compresoare utilizate pe scara larga.Referitor la uleiul din aerul comprimat, trebuie sa amintim o problema legata de o greseala din practica. O parte dintre utilizatori, din comoditate si din cauza economisirii prost ntelese, nu asigura lubrifiantul necesar functionarii elementelor si uneltelor pneumatice, ci lasa ungerea n seama uleiului ajuns n reteaua din compresor. Gresit ! Consumatorii au nevoie de cantitatea si calitatea de lubrifiant stabilita de producator. Calitatea uleiului necesar pentru ele nu coincide nici macar ntmplator cu calitatea uleiului lubrifiant al compresorului! Daca acest lucru nu se respecta, instalatia se uzeaza mai repede, creste consumul de aer comprimat si necesarul de ntretinere.

Compresor elicoidal cu injectie cu apa tip ALMIG LENTO

Tabelul 3. Continutul de ulei din aerul comprimat furnizat de diferite compresoare

III.2.3. Apa n aerul comprimatAerul atmosferic aspirat de compresor poate absorbi la rndul sau cantitatea de apa determinata de temperatura si independent de presiune, pna ce ajunge la saturatie. Daca ajunge mai multa apa n el dect saturatia stabilita de temperatura, atunci surplusul se separa. Apa se separa din aer si atunci cnd aceasta este racita sub temperatura de saturatie stabilita de continutul de apa.Astfel, n timpul comprimarii, cnd temperatura aerului se ridica de la temperatura de aspiratie la 100-160 C deci va fi n stare sa admita o cantitate mai mare de de apa apa nu se separa. Apa apare doar n postracitor, dar si acolo doar de la punctul n care temperatura scade sub temperatura de saturatie stabilita de continutul de apa. In baza acestor aspecte trebuie sa prevedem separarea apei n reteaua de aer comprimat att timp ct, printr-un procedeu oarecare, nu scadem umiditatea aerului n asa masura nct temperatura de saturatie aferenta sa fie mai joasa dect temperatura minima a aerului comprimat din sistem.III.3. Clasificarea calitativa a aerului comprimatMulta vreme, pna si ntre specialisti a dominat o nesiguranta n privinta problemelor calitative ale aerului comprimat. Foarte multe recomandari, standarde de fabrica si nationale reglementeaza cantitatea din cei trei agenti poluanti admisa n diversele domenii de activitate.n 1984 a aparut n tarile Pietei Comune primul standard extins n toate domeniile, care aduce n sfrtit la un numitor comun toate acest aspect controversate. Standardul PNEUROP 6611/84, intitulat Clasele calitative ale aerului comprimat, stabileste 4, respectiv 5 clase calitative pentru cele trei tipuri principale de agenti poluanti, (tabelul 4.) stabilind pe cele corespunzatoare fiecarui domeniu de utilizare a aerului comprimat.Pna la aparitia reglementarilor privind problemele legate de calitatea aerului comprimat, recomandam aplicarea prevederilor standardului PNEUROP 6611/84 mentionat mai sus.

Tabelul 4.Clasele calitatii aerului comprimat conform standardului PNEUROP 6611/84

III.4. Scaderea umiditatii din aerul comprimat- supracompresie - uscare prin refrigerare,- uscare prin adsorbtie - combinatia acestora.La ora actuala, prima metoda, supracompresia, aproape ca nu se mai foloseste nicaieri datorita necesarului de energie foarte mare. La acest procedeu, pentru ca la 6,0 bari sa obtinem un punct de roua de +3C, trebuie mai nti sa comprimam aerul pna la 40,0 bari, iar apoi, dupa racirea ulterioara, sa decomprimam acest aer pna la presiunea necesara.Pentru a ndeparta umiditatea din sistem, aerul comprimat trebuie uscat. n timpul uscarii, umiditatea aerului comprimat este redusa, prin refrigerare sau prin utilizarea procedeelor fizice respectiv chimice, pn la valorile date, pe ct posibil la un nivel la care s nu se mai separe ap din aerul comprimat. Pentru caracterizarea umidittii aerului, se foloseste o temperatur numit punct de rou. Tehnica aerului comprimat foloseste dou tipuri de puncte de rou:- punctul de roua atmosferic, acea temperatura sub care, prin racire, din aerul la presiune atmosferica porneste separarea umiditatii,- punctul de roua sub presiune, acea temperatura produsa n general de uscatoare, sub care prin racire, din aerul la presiunea data, porneste separarea umiditatii.n legatura cu punctul de roua este important sa mentionam ca, desi unitatea sa de masura coincide cu cea a temperaturii - C -, punctul de roua si temperatura aerului comprimat coincid doar n cazuri exceptionale. III.5. Calitatea aerului si consumatoriiCalitatea aerului comprimat ajuns la consumatori are doua componente: calitatea aerului produs de catre compresor si modificarea acestuia n timpul tratarii si distributiei. n cazul unor anumite compresoare, sarcina de tratare consta n asigurarea calitatii corespunzatoare a aerului.La un grup important de consumatori, n aerul comprimat trebuie introdus lubrifiant la locul de iesire. Acest lucru este obligatoriu pentru o utilizare rentabila si sigura a elementului pneumatic sau uneltei pneumatice. Ungerea necorespunztoare duce la cresterea uzurii partilor componente care se freaca, determina scaderea randamentului si defectarea lor nainte de termen, ceea ce atrage dupa sine cresterea cheltuielilor de ntretinere. Date fiind aceste aspecte, lubrifierea corespunzatoare este deosebit de importanta. n majoritatea cazurilor de retele de aer comprimat din tara, trebuie sa se insiste pentru unitatilor traditionale de tratare a aerului, a filtrului de aer si a ungatorului de linie. Chiar si cnd ele exista, nu se acorda suficienta atentie completarii sistematice a ungatorului de linie.Tehnica aerului comprimat utilizeaza pentru lubrifierea uneltelor sisteme din ce n ce mai moderne. La ora actuala se utilizeaza pe scara larga si aparate de pulverizare a cetii de ulei, care transmite uleiul n aerul comprimat sub forma unei cete att de fine, nct n cursul naintarii prin conducta, el nu se separa si, ajungnd la consumator, realizeaza lubrifierea acestuia. Aparatul de pulverizat ceata de ulei cu cea mai mare capacitate este potrivit pentru tratarea aerului comprimat de 900 m3/ora. Aceasta solutie are numeroase avantaje fata de producerea traditionala a aerului, astfel: scade cantitatea de ulei utilizat pentru ungerea utilajelor, deoarece n cazul aceluiasi numr de unelte, aparatul de pulverizat ceata de ulei asigur un efect corespunztor de ungere chiar si cu 10 % din consumul de ulei al sistemului clasic:- scade poluarea, deoarece continutul de ulei din aerul evacuat de consumatori reprezinta doar 5 % din cel al sistemelor clasice;- scade necesitatea ntretinerii consumatorilor si creste siguranta lor de functionare ca urmare a lubrifierii sigure si de mare randament;- rezervorul mare de ulei asigura perioade de completare la 6 luni;- nu exist cderi de presiune n instalatie, care fat de sistemele clasice face posibil economisirea energiei corespunztoare la 0,8 bariduce la scderea cu cel putin 25% a pierderilor cantitative aprute n retea, deoarece multe racorduri cu filet, cu risc potential de scurgere, specifice sistemelor clasice de tratare a aerului, pot fi eliminate din reteaua de aer comprimat. Este evident ca energia necesara pentru producerea aerului comprimat este n strnsa legatura cu problemele de calitate. Nu este indiferent ce solutie se alege pentru ndeplinirea sarcinilor date, respectiv pentru satisfacerea cerintelor consumatorilor.

CONCLUZII

Aerul comprimat este o surs de energie important i indispensabil pentru majoritatea companiilor. Nici ocompanie industrial sau ateliernu poate funciona fr aer comprimat, acest lucru este valabil i pentruspitale, centrale electrice, nave, minerit sau aviaie.Aerul comprimateste la fel de necesar pentruproducerea alimentelorct este ntr-o fabric de ciment, n producia sticlei, celulozei i textilelor, n prelucrarea lemnului, industria farmaceutic sau n combinatele chimice.Puritatea aerului comprimat este un factor important att pentru producia compresoarelor i echipamentelor ct i pentru protecia mediului nconjurtor.Cu ajutorul uneltelor adecvate,aerul comprimatpoate fi folosit pentrutensionare, pulverizare, lcuire, mcinare; la fel de important este n operaiuni de presare, suflare, curare, foraj, nurubare i aplicaii transporturi.Aerul comprimat este una din sursele cele mai des utilizate la bordul navei n diverse acionri, fiind totodat ieftin i uor de produs.Ca domenii de utilizare a aerului comprimat la bord, se amintesc: pornirea (lansarea) motoarelor, acionrile pneumatice (valvule, spirai, pori etane, etc.), acionarea uneltelor (maini de gurit, polizoare, etc.), uz gospodresc, sisteme de automatizare pneumatic (ca element de comand sau execuie).Diversitatea domeniilor de folosire a aerului comprimat la bordul navei face din instalaia de producere a lui una din instalaiile indispensabile navei n asigurarea unei navigaii sigure. Din aceste considerente, normele de Registru impun ca aceast instalaie s aib un agregat de rezerv, deoarece trebuie s asigure o funcionare automat a compresoarelor n orice condiii. Agregatul de rezerv poate fi constituit dintr-un compresor sau motocompresor acionat manual.Aerul comprimat se obine cu ajutorul compresoarelor. Compresoarele sunt agregate care au ca scop comprimarea aerului la presiuni nalte, ntr-o treapt sau n mai multe, rolul lor fiind completarea rezervei de aer din butelii, cnd acestea se golesc.

BIBLIOGRAFIE

1. Mills, David., Pneumatic conveying design guide. Second edition. Elsevier. 20042. Idelcsik, I.E., ndrumtor pentru calculul rezistenelor hidraulice, Editura tehnic, Bucuresti, 19843. Laza, I., s.a., Echipamente si instalaii termoenergetice. Note de curs pentru manageri energetici, Editura Orizonturi Universitare, Timisoara, 20044. Laza, I., s.a., Utilizarea eficient a energiei. Note de curs pentru manageri energetici, Editura Orizonturi Universitare, Timisoara, 20045. Nagi, M., Laza,I., Lelea, D., Utilaje termice. Probleme, Universitatea Tehnic Timisoara, 19993