XIOS HOGESCHOOL LIMBURG DEPARTEMENT INDUSTRIËLE WETENSCHAPPEN EN TECHNOLOGIE PERSLUCHTNETWERKEN Gökhan MERSINLIOGLU en Ercan ÖZYÜREK Afstudeerwerk ingediend tot het behalen van het diploma van industrieel ingenieur in elektromechanica optie automatisering master in de industriële wetenschappen: elektromechanica Promotoren: ing. W. Thys (ALRO) ing. R. Machiels (XIOS Hogeschool Limburg) Academiejaar 00-007
Dankwoord Geen enkel eindwerk is het werk van de student alleen. Gedurende onze stage bij Alro hebben we veelvuldig gebruik gemaakt van de kennissen en ervaringen van verschillende medewerkers van de afdeling engineering. Hoewel zij allen een drukke baan hebben waren zij telkens bereid ons een woord te staan en daar waar mogelijk te helpen. Hierbij gaat onze dank in eerste plaats naar onze externe promotor Dhr. W. Thys. Tijdens onze stage konden telkens bij hem terecht voor een woordje uitleg. Verder willen we ook iedere medewerkers van Alro bedanken. Eveneens danken we onze interne promotor, Dhr. R. Machiels, voor zijn hulp en begeleiding, niet enkel bij de afronding maar ook tijdens onze studies. Langs deze weg willen we ook onze ouders bedanken omdat zij aan ons de mogelijkheid hebben gegeven om te studeren. Mersinlioglu Gökhan, Özyürek Ercan
TITEL: PERSLUCHTNETWERKEN AUTEURS: Özyürek Ercan Mersinlioglu Gökhan + Elektromechanica optie automatisering Bedrijf: ALRO PROMOTOREN: De heer W. Thijs (ALRO) De heer R. Machiels (XIOS) Abstract De Alro Group heeft zich tot doel gesteld uit te munten in activiteiten zoals oppervlaktebehandeling van kunststofdelen en metalen producten door o.a. poeder- en natlakken, waarbij perslucht onmisbaar is voor de werking van vele machines en objecten. Dit bedrijf is door de jaren heen steeds uitgegroeid door bijkomende afdelingen en heeft tegenwoordig een persluchtnetwerk dat zich strekt over heel het bedrijf. Dit project is opgestart om eerst en vooral het persluchtnet uit te tekenen en om zo een overzicht te creëren. Daarna werden alle persluchtgebruikers opgenomen in een lijst met de nodige gegevens. Na de productie-uren werden persluchtlekken opgespoord, waarbij 8 objecten zijn vastgesteld met persluchtlekkage. In een lijst zijn de locatie en urgentie van deze lekkages opgenomen. Tenslotte is er een document opgesteld met praktische tips voor het energiezuinige gebruik van perslucht om verdere optimalisering van het systeem te bereiken.
Afkortingen en symbolen afb. afbeelding bv. bijvoorbeeld ca circa C graad Celsius (temperatuur) db decibel (geluidsniveau) etc. et cetera e.d. en dergelijke Fig. figuur HR hoog rendement kw kilowatt (vermogen) kwh kilowattuur (specifieke energieverbruik) l/s liter per seconde (debiet) o.a. onder andere mm millimeter (lengte) m/s meter per seconde (snelheid) m³/h kubieke meter per uur (debiet) m³/min kubieke meter per minuut (debiet) NV. naamloze vennootschap ph zuurtegraad % procent r.v. relatieve vochtigheid tr/min toeren per minuut (snelheid) VSD variable speed drive
Inhoudsregister Persluchtnetwerk Inhoudsregister...1 Hoofdstuk 1: Inleiding... 1.1 Wie is Alro Group?... Hoofdstuk : Perslucht...7.1 Definitie van perslucht...8. De aanzuiglucht - grondstof voor perslucht...9. Het dauwpunt...10..1 Dauwpuntmeting...10.. Dauwpuntmeters...11.. Meetplaats en uitlezing...1. Condensaatvorming...1 Hoofdstuk : De behandeling van perslucht...1.1 De aanzuiglucht...1. Filters...17..1 De persluchtfilters...17.. Scheidingsprincipes...17.. Waterafscheiders...18.. Druk en temperatuur...18.. Afscheidingsgraad...19.. Soorten filters...19...1 Active koolfilters...19... Beademingsluchtfilters...0... Speciale filters...0. De olievernevelaar en FRL s...1. Olie - waterscheiders.....1 Olie is afval..... Olie - waterscheiders..... Soorten emulsies......1 Olie waterscheiders voor instabiele emulsies...... Emulsiescheiders...... Membraanscheiders.... De persluchtdrogers.....1 Koeldrogers...7.. Adsorptiedrogers...9.. Membraandrogers...8. De drukvaten...9 Hoofdstuk : Persluchtlekkage...0.1 Wat betekent persluchtlekkage?...1. Het opsporen van persluchtlekkage...1 Hoofdstuk : De compressor...7.1 Het doel van een compressor...8. Soorten compressoren...8..1 De schroefcompressor...8..1.1 De oliegeïnjecteerde schroefcompressor...0. De regeling van compressoren...1..1 De toerentalregeling...1..1.1 De voordelen van de toerentalregeling.....1. Andere voordelen... Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 1
Persluchtnetwerk..1. De toepasbaarheid van de toerentalregeling..... De vollast-nullast-uit-regeling..... De bypassregeling..... De aan-uit-regeling.... Warmteterugwinning... Hoofdstuk : Algemene tips voor het energiezuinig gebruik van compressoren en perslucht 8 Hoofdstuk 7: Verbeteringen van het persluchtsysteem bij Alro...0 Hoofdstuk 8: Tekeningen persluchtnetwerk Alro... Besluit...97 Bijlagen...99 Belangrijkste persluchtgebruikers...100 Dimensionering van de leidingen...10 Symbolenboekje...10 Literatuuropgave en referenties...11 Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan
Persluchtnetwerk INLEIDING Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan
1.Inleiding Persluchtnetwerk 1.1 Wie is Alro Group? Alro Group, gevestigd in Belgische Limburg, heeft zich tot doel gesteld oppervlaktebehandelingen van kunststofdelen en metalen producten door o.a. poeder- en natlakken. Dit is de belangrijkste activiteit van ALRO. Meerdere ultra moderne natlaklijnen, voor de behandeling van een brede waaier van interieuren exterieurproducten van de automobielindustrie, staan hier ter beschikking. Poederlijnen voor metalen onderdelen kunnen zowel conventionele als acryl poederlak aanbrengen. In 197 realiseerde huidig president Luc Thijs de droom die elke entrepreneur heeft en stichtte zijn eigen firma. Een kleinschalig begin is na 0 jaar uitgegroeid tot een bedrijvengroep met een jaarlijkse van omzet van ruim 170 miljoen Euro en een tewerkstelling van ongeveer 100 mensen. De groep omvat nu zeven locaties waarvan er vier vooral actief zijn op het gebied van oppervlaktebehandeling voor de automobiel-(vracht- en personenwagen), de telecom- en de elektronicasector. In de hypermoderne lakkerijen van WCA-ALRO worden metalen en plasticdelen volgens de opgelegde klantnormen, gelakt. De volautomatische lakstraten waarin snel van kleur gewisseld kan worden, verzekeren een esthetische en functionele deklaag. De laksystemen werken zowel met water- als solventgedragen lakken. Ze zijn zo evenwichtig dat ze voldoen aan de strengste kwaliteitsnormen. Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan
Persluchtnetwerk METES is systeemleverancier voor projecten en totaalconcepten in: plaatbewerking, lichte metaalconstructies en kunststofbewerking. Gebruik makend van de meest geavanceerde fysisch-chemische technieken in een geautomatiseerd verwerkingsstation, ontgift, neutraliseert en recupereert RECITECH zware metalen, cyanide, organische en anorganische componenten. Fig. 1.1 Luchtfoto van Alro Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan
Persluchtnetwerk Fig.1. Plattegrond van het bedrijf Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan
Persluchtnetwerk Perslucht Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 7
Persluchtnetwerk. Perslucht.1 Definitie van perslucht Perslucht is samengeperste atmosferische lucht. Het is een energietransportmiddel dat op grote schaal in de industrie wordt toegepast voor de aandrijving van werktuigen en pneumatische elementen in de besturing, controle en regeling van processen. Perslucht heeft als energiedrager belangrijke eigenschappen: In haar basisvorm is zij in de hele wereld beschikbaar. Zij kan eenvoudig samengeperst worden. Zij is gemakkelijk op te slaan. Zij kan eenvoudig in een lineaire of draaiende beweging worden omgezet. Persluchtgereedschappen zijn eenvoudiger en veiliger. Perslucht is op een eenvoudige en milieuvriendelijke manier af te voeren. Perslucht wordt ingezet voor onder andere: Pneumatisch handgereedschap Luchtcilinders Blaaspistolen Koeling Poederlakinstallaties Schoonhouden meetinstallaties Pneumatische mixers Maalziften Luchtlagering draaibanken Blazen garen door leidingen Pneumatische besturing (kleppen e.d.) Transport grondstof (korrels/poeder) door leiding Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 8
Persluchtnetwerk. De aanzuiglucht - grondstof voor perslucht Theoretisch bestaat de aanzuiglucht voor een compressorinstallatie uit 1 % zuurstof, 78 % stikstof en 1 % andere gassen waaronder kooldioxide en edelgassen zoals bijvoorbeeld argon en helium. Inmiddels is bekend dat de atmosfeer bezwangerd is met een groot aandeel aan stoffen die door industriële processen maar ook door natuurverschijnselen als vulkaanerupties in de atmosfeer komen. Koolwaterstoffen, zwaveldioxide, roetdeeltjes, stof en een groot aantal industriële restproducten hebben van de aanzuiglucht een niet altijd bruikbare grondstof gemaakt. Het klimaat voegt hier afhankelijk van het seizoen nog de nodige zure waterdamp aan toe waardoor na compressie een concentratie is gevormd met hoogst schadelijke stoffen. De compressor die deze aanzuiglucht comprimeert, is meestal voorzien van een grof aanzuigfilter die de grotere vuildeeltjes kan opvangen. Het merendeel van deeltjes kleiner dan 0 micron passeren echter dit filter en komen in het compressieproces. In onderstaande afbeelding ziet men dat er een rooster is geplaatst voor de compressorinlaat. Dit dient om de aanzuiglucht eerst eens te filteren om zo te voorkomen dat bladeren en ander vuil wordt meegezogen in de compressor. Fig.. Aanzuigrooster Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 9
. Het dauwpunt Persluchtnetwerk Het dauwpunt is die temperatuur van de lucht waarbij deze volledig met water verzadigd is. De relatieve vochtigheid noemt men dan 100 %. Het drukdauwpunt is de temperatuur tot welke lucht kan worden afgekoeld zonder dat de in de lucht aanwezige waterdamp condenseert bij een bepaalde druk. Het atmosferisch dauwpunt is het drukdauwpunt bij atmosferische lucht. Corrosie start bij ongeveer 7 % relatieve vochtigheid en is tot 0 % relatieve vochtigheid in snelheid laag. Hierna neemt deze zeer snel toe, om bij 100 % rv maximaal te zijn. Achter een compressieproces hebben we altijd te maken met 100 %.rv...1 Dauwpuntmeting Persluchtdrogers zijn onmisbaar voor droge lucht. Als drogers ouder worden, nemen de prestaties af. Daarom moet regelmatig een dauwpuntmeting worden uitgevoerd. Daarnaast zijn dauwpuntmeters ook te gebruiken om bij absorptiedrogers overmatig luchtverlies te voorkomen. Fig...1 Een losse dauwpuntmeter van Michell-Instruments. Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 10
Persluchtnetwerk De vochtigheid van perslucht kan op twee manieren worden weergegeven: met het dauwpunt en met de relatieve vochtigheid (RV). Het dauwpunt is de temperatuur waarbij waterdamp in de perslucht begint te condenseren. Hoe lager het dauwpunt, hoe minder waterdamp de perslucht bevat. De relatieve vochtigheid geeft het verband aan tussen de werkelijke hoeveelheid waterdamp en de hoeveelheid waterdamp die lucht bij dezelfde temperatuur maximaal kan bevatten. In formulevorm: werkelijk opgenomen / maximaal opneembaar * 100%.. Dauwpuntmeters De luchtvochtigheid kan vrij eenvoudig worden gemeten met een sensor van aluminium waarop aluminiumoxide (Al O ) is geanodiseerd met rondom een laagje goud met een dikte van 0,mm. Dit laagje is zo dun dat watermoleculen kunnen diffunderen, waardoor een evenwicht ontstaat tussen de waterdampspanning in de poriën van de sensor en de omgeving. Het materiaal heeft de eigenschap dat de elektrische weerstand verandert met de hoeveelheid opgenomen watermoleculen en die is met een elektrisch signaal en een eindversterker te meten. Deze meters zijn in een breed gebied te gebruiken voor dauwpunten van circa -110 tot +0 C. De aanschafkosten zijn relatief laag. Een nadeel is dat ze geregeld gekalibreerd moeten worden en dat ze minder geschikt zijn voor hoge relatieve vochtigheden. Een ander principe is de spiegelmethode. Hierbij koelt een Peltier-element de perslucht af tot het moment waarop waterdamp op een spiegel begint te condenseren. Op de spiegel is een lichtstraal gericht die wordt gebruikt voor de temperatuurregeling van het Peltier-element. Als referentie dient een tweede signaal dat niet door het spiegeloppervlak wordt beïnvloed. Tot het moment van de condensatie zijn de lichtstralen identiek en geeft de fotocel dezelfde stroom. Bij vroegere systemen bestond er gevaar voor meetfouten als gevolg van olie en andere verontreinigingen, maar dat probleem is opgelost door een elektrische in plaats van een optische spiegel te gebruiken. Deze instrumenten zijn geschikt voor de meting van dauwpunten van ongeveer -70 tot +0 C. Ze zijn in de praktijk goed te gebruiken, maar hebben veel onderhoud nodig. Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 11
.. Meetplaats en uitlezing Persluchtnetwerk Het dauwpunt kan direct in de hoofdleiding, maar ook in een aftakleiding worden gemeten. Plaatsing in de hoofdleiding is het eenvoudigst, maar heeft als nadeel dat het leidingnet helemaal drukloos gemaakt moet worden om de sensor te kunnen demonteren. Meting in een aftakleiding is daarom vaak beter, omdat in dat geval de sensor aan het eind van de aftakleiding is geplaatst en slechts kleine hoeveelheid perslucht door leiding stroomt. Wel is belangrijk dat de condities van de perslucht op die plaats dezelfde zijn als die van de perslucht in de hoofdleiding, zeker bij dauwpunten onder -0 C.. Condensaatvorming Hoe ontstaat condensaat in een persluchtinstallatie? Condensaat komt vrij in ieder compressieproces. Voorbeeld: een compressor die 8 m³ atmosferische lucht aanzuigt met een temperatuur van 0 C en een relatieve vochtigheid van 80 %, produceert per m perslucht van 7 bar 19 gram water. De verklaring van dit fenomeen is dat aanzuiglucht van 0 C per m ongeveer 0 gram water in dampvorm bevat bij 100 % relatieve vochtigheid. Daar de relatieve vochtigheid van de lucht in dit voorbeeld 80 % bedraagt, is dit 80 % van 0 gram water, gram per m. Door compressie van de lucht van 8 m naar 1 m met een overdruk van 7 bar, zal (8 x ) 19 gram water ontstaan. Het compressieproces veroorzaakt warmte. Daardoor loopt de persluchttemperatuur in de meeste compressoren op tot zo'n 80 C. Bij deze temperatuur kan de lucht meer dan 19 gram water per m lucht als damp opnemen. Lucht van 80 C kan tot 90 gram water in dampvorm opnemen, voordat zij verzadigt is en er daadwerkelijk condensaat gevormd wordt. Daar er in de meeste persluchtapplicaties een persluchttemperatuur van 80 C als ongewenst wordt gezien is bijna iedere compressor van een nakoeler voorzien die de persluchttemperatuur terugbrengt naar ongeveer 1 C boven de aanzuigtemperatuur van 0 C, dus C. Bij deze temperatuur kan de perslucht maar maximaal gram per m bevatten. In ons voorbeeld hadden we 19 gram water totaal in onze perslucht, doch deze kan maar gram bevatten, dus er ontstaat (19-) 17 gram condenswater per geproduceerde m perslucht. Dat is 1,7 liter water per geproduceerde 10 m perslucht. Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 1
Persluchtnetwerk Uit dit voorbeeld blijkt dat er een aanzienlijke hoeveelheid ongewenst water als bijproduct ontstaat. Dit kan een hoop schade veroorzaken in de persluchtinstallatie maar ook in persluchtapplicaties. Tevens zal een groot aantal andere vreemde stoffen, zoals vervuiling die al in de aanzuiglucht aanwezig is, slijtagedelen van de compressor en smeerolie uit de compressor zich binden aan het condensaat. Lozing hiervan in de grond, oppervlaktewater of in het rioolstelsel is niet toegestaan. De uiteindelijke hoeveelheid geproduceerd condensaat is sterk afhankelijk van het seizoen en kan in menig bedrijf duizenden liters per jaar bedragen. Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 1
Persluchtnetwerk De behandeling van perslucht Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 1
Persluchtnetwerk. De behandeling van perslucht.1 De aanzuiglucht De compressor geeft veel warmte af. Dit komt omdat lucht tijdens de compressie opwarmt en weer gekoeld moet worden. De compressor met koude buitenlucht voeden geeft gemiddeld % besparing. (1 m³ lucht van 10 ºC geeft 8 % meer capaciteit dan lucht van 0 ºC. Bij een kw compressor die 000 uur draait scheelt dit ongeveer 7.00 kwh/jaar) Ook hoeft er minder condensaat afgevoerd te worden omdat koude lucht gemiddeld minder waterdamp bevat dan warme. Hiervoor kan men een kanaal maken, dat naar buiten geleid wordt voor de aanzuiging van koude lucht. Ook moet onnodige opwarming van de koellucht voorkomen worden, aangezien dit de vullingsgraad van de compressor nadelig beïnvloedt en onnodig energieverlies tot gevolg heeft. In bijgaande afbeelding is de relatie weergegeven tussen de aanzuigtemperatuur en het energieverbruik. Omgekeerd heeft te koude aanzuiglucht weer nadelige gevolgen. Zo kan er bijvoorbeeld condensvorming ontstaan in smeerolie of - in het ergste geval - bevriezen de leidingen. Een aanzuigtemperatuur tussen de +1 C en + C is een juiste waarde. Fig..1.a Energieverbruik in functie van de aanzuigtemperatuur Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 1
Persluchtnetwerk Fig..1.b Natuurlijke ventilatie Fig..1.c Geforceerde ventilatie Fig..1.d vochtgehalte van lucht bij relatieve vochtigheid 100% Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 1
. Filters Persluchtnetwerk..1 De persluchtfilters Onbehandelde perslucht is niet schoon. In de aangezogen lucht zitten verontreinigingen en gesmeerde compressoren voegen daar nog eens olie aan toe. Voor veel toepassingen is echter schone perslucht vereist en daarom moet de perslucht met filters gereinigd worden. Welk type filter heeft u nodig en waarop moet u letten bij de aanschaf? Fig...1 Een aantal waterafscheiders van Berko De atmosferische lucht die een compressor aanzuigt bevat zowel vaste stofdelen als gasvormige verontreinigingen in de vorm van CO, CO, O en SO. Stofdelen kunnen schade toebrengen aan apparatuur en gassen zijn vaak giftig. Verder bevat normale perslucht meestal olie, waarvan de hoeveelheid afhangt van het compressortype. Bij gesmeerde zuigercompressoren ligt dit gewoonlijk tussen 0 en 0 mg/m ; bij olie-ingespoten compressoren rond mg/m. Olie in perslucht die bestemd is voor beademingsdoeleinden, kan bij mensen longontsteking veroorzaken. Er zijn dus redenen genoeg om de perslucht te reinigen door één of meer filters in de luchtleidingen voor of na de compressor te plaatsen... Scheidingsprincipes Gewoonlijk zitten de filters na de compressor, want dan heeft de perslucht een kleiner volume en is het meest efficiënt te reinigen. Dit geldt vanzelfsprekend niet voor het aanzuigluchtfilter. Het filteren van vaste stofdeeltjes uit de aangezogen atmosferische lucht gebeurt met stoffilters (papier of textiel) of actieve koolfilters. Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 17
Persluchtnetwerk Vloeistoffen en vaste deeltjes in gecomprimeerde lucht worden veelal in twee stappen verwijderd. Eerst vindt met cycloonafscheiders een grove voorscheiding van vloeistoffen plaats; voor fijnere scheiding worden vervolgens coalescerende filters gebruikt. Dit zijn filters met microvezels van borosilicaat met een doorlaat die toch ruim genoeg is om de drukval te beperken. Eventuele gasvormige verontreinigingen in de perslucht kunnen nog met een tweede actief koolfilter worden geweerd... Waterafscheiders De eerste stap bij de reiniging van perslucht is de afscheiding van condenswater direct na de compressor. Op deze plaats komt namelijk de grootste hoeveelheid condenswater vrij. Dit kan gebeuren met een cycloonafscheider, maar die verhoogt de drukval en echt noodzakelijk is hij niet. Veel eenvoudiger is om het condenswater in de persluchtketel te verzamelen en gewoon af te tappen. Wel moet voorkomen worden dat de luchtstroom het condenswater meevoert. Daartoe dient de ingaande leiding zo laag mogelijk te zitten en de uitgaande leiding zo hoog mogelijk... Druk en temperatuur De prestaties van persluchtfilters worden over het algemeen opgegeven voor een werkdruk van 0,7 MPa en een temperatuur van 1 C. Bij een hogere werkdruk mogen de capaciteiten groter zijn. Bij een lagere druk geldt een lagere capaciteit. De werking van coaleserende filters is overigens gebaseerd op botsing, dus een zekere drukval is onvermijdelijk. Nu betekent iedere MPa drukval ongeveer % energieverlies en daarom moet de drukval zo gering mogelijk blijven. Het gaat hier vooral om de drukval in natte conditie. Gedurende het gebruik wordt de drukval geleidelijk groter tot die zo hoog is dat het element vervangen moet worden. Een goede richtlijn in deze is om het filterelement te vervangen bij een drukval van 0,0 tot maximaal 0,0 MPa (0, 0, bar). Hoe lager de drukvaltolerantie, hoe geringer het energieverlies. Een verschildrukmeter op het filterhuis kan in dit opzicht erg handig zijn. Niet alleen de werkdruk, maar ook de temperatuur is belangrijk. Bij hogere temperaturen zijn de vloeibare oliedelen dunner en dat vermindert de werking van coalescerende filters. Daarnaast neemt de hoeveelheid oliedamp toe en die kan een coalescerende filter niet afscheiden. Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 18
Persluchtnetwerk.. Afscheidingsgraad De belasting van een persluchtfilter hangt voornamelijk af van de hoeveelheid olie die de perslucht na de compressie bevat. Hoe hoger de temperatuur, hoe meer olie de perslucht bevat. Om de filterelementen niet al te zwaar te belasten, is een grof voorfilter met een filterfijnheid van mm nodig. De tweede trap is gewoonlijk een fijnfilter voor 0,01mm en een afscheidingsgraad van 0,01 mg/m. De ISO-norm 87.1 kwalificeert dergelijke perslucht voor industriële toepassingen als olievrij... Soorten filters Voor filtering van de perslucht kunnen we beschikken over verschillende soorten filters. Welk type uiteindelijk gekozen wordt, hangt af van wat uitgefilterd moet worden. Dat kan olie zijn, maar ook fijne stofdeeltjes. Beademingslucht mag uiteraard geen enkele verontreiniging bevatten en vereist dan ook speciale filters die zelfs gassen tegenhouden. Onderstaand staan vier belangrijke groepen filters kort beschreven. Op plaatsen met veel stof is vrijwel altijd een stoffilter nodig. Ook de uitlaat van een adsorptiedroger is een bron van stofdeeltjes, want de droogstof in een adsorptiedroger verpulvert op den duur. Stoffilters kunnen bestaan uit een metalen zeef, een papieren zak of uit de borosilicaat-microvezel. Normale stoffilters scheiden deeltjes af tot 0,01 mm....1 Actieve koolfilters Voor toepassingen waarbij een restoliegehalte van 0,01 mg/m bij 0 C nog te veel is, of waarbij de perslucht absoluut geurloos moet zijn, kan een actief koolfilter een goede oplossing zijn. Met een actief koolfilter zijn nominale restoliegehalten haalbaar van 0,00 mg/m. Om echter zeker te zijn van de goede werking moet onder andere de temperatuur worden gelet. Een hogere temperatuur, bijvoorbeeld 0 C, betekent meer olie in dampvorm en dus een zwaardere belasting van de actieve kool. Het gevolg is dat het element sneller verzadigd is. Bij nog hogere temperaturen hebben de oliemoleculen de neiging naar buiten te treden en begint de actieve kool olie zelfs af te geven. Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 19
Persluchtnetwerk Ook met waterdamp moet rekening worden gehouden. De actieve kool neemt namelijk water uit de perslucht op en als dat gebeurt, wordt de adsorptie van olie belemmerd. Dit houdt in dat een actief koolfilter moet zijn aangebracht op een plaats waar de perslucht koel en droog is. Dus bijvoorbeeld na de koeldroger. Actieve kool kan ongeveer 10% van zijn eigen massa aan olie opnemen en is dan volledig verzadigd. Dat tijdstip is echter moeilijk te bepalen omdat bij deze filters de drukval niet verandert. Een eenvoudige controle is mogelijk door perslucht enkele uren door witte watten te laten stromen. Aan de verkleuring is snel te zien of er olie in de perslucht zit.... Beademingsluchtfilters Voor beademingslucht bestaan speciale filters die olie en ongewenste geurstoffen en (gevaarlijke) gassen uit de perslucht filteren. Voor olie en geurstoffen gebeurt dit met actieve kool. CO wordt verwijderd in de filters die zijn gevuld met hopkalite, een stof die enigszins op actieve kool lijkt en het CO-gas omvormt tot CO. Voor de afscheiding van CO en SO zorgen vervolgens weer andere stoffen.... Speciale filters Lakspuiterijen kunnen problemen krijgen met siliconen in filterelementen, want die kunnen putvorming in de lak veroorzaken. Voor spuiterijen zijn daarom siliconenvrije filters ontwikkeld. Deze zijn te gebruiken voor drukken tot 1, MPa (1 bar). Daarnaast bestaan er siliconenvrije filters voor drukken tot MPa (0 bar). Voor de afscheiding van microorganismen (bacteriën) zijn sterielfilters leverbaar. Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 0
. Olievernevelaar en FRL s Persluchtnetwerk De meeste pneumatische gereedschappen en machines hebben smering nodig. Daartoe dienen in het persluchtleidingnet op de gewenste plaatsen olienevelaars te worden aangebracht. In veel gevallen worden hiervoor zogeheten FRL s gebruikt, een combinatie van filter, drukregelaar en vernevelaar. Fig.. FRL s Tijdens het comprimeren is er - olievrije compressoren uiteraard uitgezonderd - olie in de perslucht gekomen. Deze olie is echter niet geschikt om pneumatische gereedschappen, persluchtcomponenten en machines die met perslucht werken, te smeren. De compressorolie heeft namelijk aan hoge temperaturen blootgestaan en is bovendien in contact gekomen met water. Vandaar dat deze olie (en andere verontreinigingen) direct na het comprimeren uit de lucht wordt gefilterd. Voor smering van pneumatische gereedschappen en dergelijke moet daarom wel opnieuw een kleine hoeveelheid olie aan de perslucht worden toegevoegd. Hiervoor wordt een olienevelaar toegepast die in de persluchtleiding wordt gemonteerd, meestal vlak voor het betreffende gereedschap of de machine. De olienevelaar voegt een, zelf in te regelen, hoeveelheid olie toe om de lucht verder te conditioneren. Hij moet met de voorgeschreven oliesoort gevuld zijn en voor de vereiste dosering kunnen zorgen. De juiste olie en dosering kan van levensbelang zijn voor de installatie. Denk bijvoorbeeld aan smeren van cilinders en stuurventielen enzovoort. Als het noodzakelijk is de perslucht vooraf (nogmaals) te reinigen en de druk van de perslucht voor het gereedschap of de machine aan te passen, dan wordt veelal een complete luchtverzorgingsunit ofwel FRL gebruikt. De afkorting FRL staat voor de Engelse termen filter, reducer en lubricator. Meestal bestaan dergelijke units uit een gecombineerde filterdrukregelaar met een aparte olienevelaar. Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 1
. Olie-waterscheiders Persluchtnetwerk Bij de afkoeling van gecomprimeerde lucht komt veel condenswater vrij. Bij oliegesmeerde en olieingespoten compressoren bevat dit water ook olie en is dus milieuverontreinigend. Olie én water samen laten afvoeren naar een afvalverwerkingsbedrijf kost veel geld. Daarom is het voordeliger de olie met een olie-waterscheider zelf uit het condenswater te verwijderen. Welk type hiervoor nodig is, hangt af van de emulsie die is ontstaan. Fig...1 Een olie-waterscheider van Alup Na afkoeling kan perslucht geen water in dampvorm meer vasthouden en ontstaat condenswater. De hoeveelheid condenswater die bij compressoren vrijkomt, is groot. Gemiddeld gaat het om ongeveer 7 gram per m aangezogen lucht, zodat een compressor van 10 m /min ieder uur ruim dm condenswater produceert. Met 000 bedrijfsuren komt dit per jaar neer op zo n 1000 dm³ condenswater. Condenswater van een gesmeerde compressor bevat olie en condenswater van een olievrije compressor is met een ph-waarde van ongeveer erg zuur en dus corrosief. Oliehoudend water is in principe milieuverontreinigend en mag dus niet zo maar worden geloosd. En om het zure condenswater van een olievrije compressor te mogen lozen, moet de ph-waarde eerst op (neutraal) worden gebracht. Dit kan overigens vrij eenvoudig door het condenswater in contact te brengen met magnesiumoxide (MgO ). Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan
..1 Olie is afval Persluchtnetwerk De hoeveelheid olie in het condenswater hangt af van de soort compressor en het jaargetijde. Bij olieingespoten schroefcompressoren zijn waarden tussen 0, en g olie per liter condenswater normaal en deze concentratie is daarmee te hoog om het condenswater in het riool te lozen. De voorschriften zijn in ons land overigens niet overal gelijk en variëren van 10 mg tot soms 00 mg per liter. De regels voor lozing in het oppervlaktewater zijn iets soepeler; daarvoor geldt een grens van 0 mg olie per liter. Voor de verwerking van het oliehoudende condenswater als gevaarlijk afval, is een tarief van 00 per m geen uitzondering. Het daarom vaak rendabel water en olie zelf te scheiden, zodanig dat de concentratie onder de wettelijke of plaatselijk norm ligt. Welk soort oliewaterscheider daarvoor in aanmerking komt, hangt af van de soort emulsie... Olie-waterscheiders Voor de reiniging van oliehoudend condenswater zijn olie-waterscheiders ontwikkeld. Deze werken volgens het zwaartekrachtprincipe en bestaan uit een tank waarin het condenswater tot rust komt zodat oliedelen naar boven komen drijven. Vervolgens absorbeert een lading actieve kool de oliedelen. Normale olie-waterscheiders zijn alleen in staat om min of meer vrij aanwezige oliedelen (instabiele emulsie) af te scheiden. Daarom moet het oliehoudende condenswater rustig naar de olie-waterscheider kunnen stromen. Het beste is daarvoor een elektronische condenslozer te gebruiken en het condenswater door een ruim bemeten leiding of slang naar de oliewaterscheider te voeren. Wanneer het transport van het condenswater niet rustig gebeurt, dan ontstaat een stabiele emulsie die veel moeilijker te scheiden is. Daarom zijn voor stabiele emulsies speciale uitvoeringen van olie-waterscheiders ontwikkeld. Deze types maken gebruik van bentoniet de oliedelen inkapselt. Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan
.. Soorten emulsies Persluchtnetwerk Ingesloten en in fijne druppels verdeelde olie vormt met het condenswater een emulsie. Zo n emulsie kan stabiel of instabiel zijn. Bij een instabiele emulsie zweven de oliedeeltjes meer of minder los in de vloeistof en wanneer de vloeistof tot rust komt, stijgt een groot deel daarvan naar de oppervlakte. Daar klonteren ze samen (coaguleren) en zijn als gevolg daarvan gemakkelijk te verwijderen. Van een stabiele emulsie is sprake als de oliemoleculen zich zo sterk aan het water hebben gebonden dat ze niet opstijgen. Stabiele emulsies kunnen ontstaan: wanneer condenslozers een te kleine doorstroomopening hebben; wanneer condenslozers bij het openen perslucht doorlaten; wanneer condenswater snel door de verzamelleiding stroomt; en bij hoge compressietemperaturen. Stabiele emulsies zijn moeilijker te reinigen dan instabiele emulsies. Visueel is echter niet gemakkelijk vast te stellen om welk type emulsie het gaat. Alleen analyse van een watermonster kan hierover uitsluitsel geven. En wanneer de emulsie stabiel is, bent u aangewezen op emulsiescheiders en membraanscheiders....1 Olie-waterscheiders voor instabiele emulsies Voor de reiniging van instabiele emulsies bestaan scheidingsfilters en olie-waterscheiders die volgens de gravitatiemethode werken. Het condenswater stroomt door het vat en doorloopt achtereenvolgens een expansiekamer, een bezinktank, een coalescentiefilter en een actief koolfilter. Wanneer het condenswater het actieve koolfilter gepasseerd is, bedraagt de olieconcentratie in normale omstandigheden niet meer dan tot 10 mg per liter. De werking van deze olie-waterscheiders is overigens voor een belangrijk deel afhankelijk van de kwaliteit van de actieve kool. Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan
Persluchtnetwerk... Emulsiescheiders Voor stabiele emulsies zijn speciale emulsiescheiders ontwikkeld. Bij deze apparaten zorgt bijvoorbeeld bentoniet voor scheiding van olie en water. Bentoniet is een kleisoort die oliedelen inkapselt en daarna in vlokken verandert. Het bindend vermogen van Bentoniet is bijzonder groot, zodat 1 kg voldoende is om 1000 liter oliehoudend water te reinigen. Emulsiescheiders bestaan uit een vat dat door een pomp met condenswater wordt gevuld. De dosering van het bentoniet hangt af van de olieconcentratie. Ten opzichte van een oliewaterscheider heeft een emulsiescheider verschillende voordelen. De reiniging verloopt bedrijfszekerder en daarnaast worden ook andere verontreinigingen (bijv. zware metalen) afgescheiden. De bedrijfskosten zijn niet hoog en emulsiescheiders zorgen voor een olieresidu van maximaal mg per liter. Het kleinste type is geschikt voor compressoren tot m /min en de grootste tot 10 m /min.... Membraanscheiders Reiniging van condenswater is ook mogelijk met membraanscheiders. Deze zijn vervaardigd uit kunststof of keramische materialen (siliciumcarbide en aluminiumoxide) en bestaan uit een groot aantal dunne buisjes met daarin minuscule gaatjes. Deze gaatjes laten de watermoleculen nog net door, maar houden alle oliemoleculen tegen. Om het membraan niet te veel te belasten, vindt vaak eerst een voorafscheiding in een bezinktank plaats en eventueel een tweede afscheiding in een filter. Membranen zijn evenals emulsiescheiders bedrijfszeker. Om te voorkomen dat de membranen inwendig verstopt raken, kan het condenswater met een grote snelheid door het membraan worden gepompt waardoor losse verontreinigingen worden meegenomen. Soms is ook een regelmatige spoeling voorgeschreven waarbij een speciale reinigingsvloeistof in omgekeerde richting door het membraan wordt gepompt. Afhankelijk van het fabrikaat bedraagt het residu % tot 10% van de oorspronkelijke hoeveelheid condenswater. Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan
. De persluchtdrogers Persluchtnetwerk De hoeveelheid opgenomen waterdamp is één van de factoren die de kwaliteit van de perslucht bepalen. Te vochtige perslucht kan schadelijk zijn en daarom moet de lucht worden gedroogd voordat deze aan het leidingnet wordt toevertrouwd. Persluchtdrogers zijn daarom een standaard component van het persluchtsysteem. Fig...1 Koeldrogers van Eminent Water kan in leidingen en componenten roest veroorzaken en roestdelen kunnen weer schade toebrengen aan de pneumatische apparatuur. Verder kan water schimmelvorming op poeders veroorzaken en bestaat bij een te snelle temperatuurdaling tijdens de expansie van de perslucht gevaar voor bevriezing van cilinders, afsluiters en motoren. Perslucht van een goede kwaliteit dient daarom gedroogd te zijn. We onderscheiden hierbij drie typen drogers: koeldrogers (voor dauwpunten van ongeveer +10 tot + C) adsorptiedrogers (voor dauwpunten van ongeveer -0 tot -0 C; bijzondere uitvoeringen tot -70 C of zelfs -90 C) membraandrogers (voor dauwpunten van ongeveer + tot - C). Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan
..1 Koeldrogers Persluchtnetwerk Koeldrogers kunnen de perslucht afkoelen tot ongeveer + C en voeren het vrijgekomen condenswater naar buiten af. Dat wil niet zeggen dat het dauwpunt altijd + C is. want dat hangt af van de efficiency van de waterafscheider. Normale waterafscheiders scheiden de hoeveelheid condenswater namelijk nooit volledig af en er blijft dus altijd een deel van het condenswater in het systeem achter. Hoeveel dat precies is, hangt af van de efficiency van de waterafscheider. Een gevolg van het achterblijvende condenswater is dat het later weer in dampvorm overgaat en dat het dauwpunt uiteindelijk hoger zal uitvallen. De efficiency van de waterafscheider hangt op zijn beurt weer af van de vervuiling van het filterelement. Een dauwpuntmeter kan hier goede diensten bewijzen. Met zo'n meetapparaat is gemakkelijk vast te stellen wanneer een filterelement aan vervanging toe is en bovendien geeft de meter de mogelijkheid om werking van de hele droger te controleren... Adsorptiedrogers Met adsorptiedrogers zijn gemakkelijk dauwpunten van -0 C te bereiken en met speciale droogmiddelen (adsorbenten) is zelfs -90 C mogelijk. Adsorptiedrogers bestaan meestal uit twee droogkolommen die beide gevuld zijn met een adsorbent en afwisselend drogen en regenereren. Bekende soorten adsorbent zijn silicagel (SiO ), geactiveerde aluminium (Al O ) en moleculaire zeven als Na en AlO.Het regenereren van het adsorbent vindt plaats met een deel van de eerder gedroogde perslucht. Hoeveel spoellucht daarvoor nodig is, hangt af van de werkdruk en het ingestelde dauwpunt en kan in normale omstandigheden oplopen tot meer dan 0% van de totale hoeveelheid geleverde perslucht. Het is overigens gebruikelijk de hoeveelheid spoellucht vast in te stellen. Daardoor is de hoeveelheid relatief klein voor de vochtige zomerperiode en relatief groot voor de droge winterperiode. Hierbij wordt een dauwpuntbesturing gebruikt. Door deze dauwpuntbesturing hoeven de kolommen bovendien minder vaak te ontluchten en wordt het adsorbent mechanisch minder belast. Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 7
.. Membraandrogers Persluchtnetwerk Bij membraandrogers hangt het dauwpunt volledig af van de temperatuur die de perslucht tijdens het passeren van het membraan heeft. In tegenstelling tot koeldrogers en adsorptiedrogers is hier geen sprake van vaste dauwpunten, maar van een verlaging ten opzichte van de persluchttemperatuur. De gebruikelijke term daarvoor is dauwpuntonderdrukking. Een membraandroger met een dauwpuntonderdrukking van C zorgt dus bij perslucht van bijvoorbeeld 0 C vooreen dauwpunt van - C. Een dauwpuntonderdrukking van 0 C is het meest gebruikelijk en daarnaast komen ook waarden voor van C tot maximaal C. Membraandrogers verbruiken geen energie, maar hebben voor de afvoer van de waterdamp die door de wand is gedrongen (het permeaat), wel een kleine hoeveelheid spoellucht nodig. Ook in dit geval kan een dauwpuntmeter zinvol zijn. De meter kan dan worden gebruikt om de hoeveelheid spoellucht in te stellen en om de werking van het membraan te controleren. Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 8
. De drukvaten Persluchtnetwerk Drukvaten worden toegepast om de effecten van een wisselende persluchtvraag te reduceren, om in een tijdelijke opslag van perslucht te voorzien en om de afscheiding van onzuiverheden ( bv. watercondensaat, olie, vaste deeltjes ) te ondersteunen. Afvoer van deze verontreinigingen gebeurt via automatische en handbediende aflaatventielen. Het volume van het drukvat moet ten minste 10 % bedragen van het nominale persluchtvolume, per minuut. Drukvaten worden vooral ingeplant in de nabijheid van de compressor en grote persluchtverbruikers. Fig.. Het drukvat Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 9
Persluchtnetwerk Persluchtlekkage Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 0
. Persluchtlekkage Persluchtnetwerk.1 Wat betekent persluchtlekkage? Persluchtlekkage is een verschijnsel dat veel voorkomt, waarbij er een geleidelijke vermindering van druk in het leidingnet optreedt terwijl er geen lucht wordt verbruikt. Lekverliezen geven aanleiding tot belangrijke en onnodige kosten en verlagen het energetisch rendement van de installatie. Diameter Druk (bar) Benodigd Jaarlijkse (*) opening (mm). 7 vermogen kosten (euro) (kw) 1 71. 80 0. 0. 0. 1 1 1 0 87..1. 18 11 1 17 180. 01 8. 10.1 1 9 119 870 10 0 711. 807 8 19 1 171 Tabel.1 Verlies bij persluchtlekken (*) verlies per jaar ( bedrijfsuren) als de compressor niet afgeschakeld wordt (elektriciteitstarief: 0.09 euro/kwh) (bron: VITO). Het opsporen van persluchtlekkage Doordat persluchtlekken de omgeving weinig storen, zeker als de leidingen ondergronds of op grote hoogten in de werkplaatsen bevinden, worden lekcontroles bijna nooit uitgevoerd. Dit in tegenstelling met gasleidingen (ontploffings- en verstikkingsgevaar) of vloeistofleidingen. Daarbij wordt nog teveel gedacht dat perslucht, zoals de omgevingslucht gratis is en dikwijls gaat men over naar een vergroting van de compressor in plaats van de lekken op te sporen en te herstellen. Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 1
Persluchtnetwerk Persluchtlekken zijn de belangrijkste verliesposten in een persluchtinstallatie. Installaties die niet goed worden onderhouden kunnen lekverliezen vertonen tot 0 % (en meer) van de geïnstalleerde capaciteit. Een luisterend oor tijdens bedrijfsstilstand is vaak voldoende om persluchtlekken (sissende afsluiters, koppelingen etc.) op te sporen. Een andere methode is het gebruiken van ultrasone lekdetectoren. Deze apparaten kunnen lekken opsporen ook in een omgeving met achtergrondlawaai. Fig...1 Ultrasone lekdetector Fig... Ultrasone lekdetector Veel voorkomende bronnen van lekkage zijn: Lekkende snelkoppelingen Lekke kleppen en ventielen Kapotte slangen en slangverbindingen Tijdgestuurde magneetkleppen bij het afblazen van condensaat Vastzittende vlotters van condenspotten onder filters, drogers en nakoelers Lekken op O-ringen van pijp verbindingssystemen Corroderen van stalen en aluminium persluchtleidingen Vaak worden vele kleine persluchtlekken waargenomen ter hoogte van de persluchtverbruikers zoals werktuigen, transportsystemen, vouwmachines of insteekmachines. Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan
Persluchtnetwerk Hieronder volgen enkele foto s van objecten met persluchtlekkage: Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan
Persluchtnetwerk In Alro zijn lekken opgespoord bij bedrijfsstilstand met een luisterend oor. Op die manier zijn er 0 objecten vastgesteld met persluchtlekkage. Deze objecten zijn opgenomen in een lijst.(zie Tabel..) Afdeling Beschrijving Objectlocatie Omschrijving lek Urgentie A1 Hal Takel Persluchtverlies Laag A1 Hal Naast de grote Persluchtkraan ½ Laag opslagtanks A1 Verfkabine Links voor de Aansluitslang Laag lakafdeling deur A1 Verfkabine Rechts voor de Slang breuk Hoog lakafdeling deur A1 Poeder1 P1 Schakelkast Regelaar Hoog filterabreinigung A1 Poeder1 P1 Beden Darmverbinding Hoog schakelkast A1 Poeder1 P Schakelkast Regelaar Hoog filterabreinigung A1 Acrylpoeder Cleane zone Vochtscheider Zeer hoog A1 Acrylpoeder Boven clean zone Vochtscheider Hoog A KTL 1 Naast schakelkast (in staalruimte) A KTL 1 Naast opslagtank Nettor7 (beneden) A KTL Boven (voor filterpers) A KTL Boven (onder schakelkast van uitlooprail) A Kleine lakcabine Langs afdeling A/1 Persluchtkraan ¾ Persluchtkraan ¾ Persluchtkraan ¾ Smoorventielen Mono stabiele /- ventiel Laag Laag Hoog Hoog Laag A Kleine lakcabine Langs afdeling A/1 Grote filter (vocht afscheider) Laag A Kleine lakcabine Langs afdeling A/1 Drukregelaar Laag Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan
A Kleine lakcabine Persluchtnetwerk Langs afdeling A/1 (Achter kast SSE 0) Persluchtkraan ¾ Laag A Lakcabine Tegenover Persluchtkraan ¾ Laag lakperiferie A Lakcabine Lak 9 Persluchtverlies Hoog A Lakcabine Verharderlak Persluchtverlies Hoog A Lakcabine Pomp 0 Persluchtverlies Hoog A Lakcabine Pomp Persluchtverlies Hoog A Spuitcabine 1 Boven: linkerkant van de deur Persluchtverlies Hoog A Spuitcabine 1 In de cabine Robot gereedschap Zeer hoog A Spuitcabine 1 In de cabine Persluchtpistool Hoog A Spuitcabine Beneden: langs de trap A Spuitcabine Boven de installatiekast handlaken A Spuitcabine Boven de installatiekast handlaken Persluchtverlies Vochtscheider Vochtscheider Hoog Hoog Hoog A Spuitcabine In de cabine Persluchtleiding Laag A Spuitcabine In de cabine Persluchtpistool Laag A Spuitcabine In de cabine Persluchtleiding Laag A Spuitcabine Boven Vochtscheider Hoog A Spuitcabine In de cabine Persluchtpistool Laag A Spuitcabine In de cabine Persluchtleiding Laag A Hal Achter G+S Rivetpistool Laag Techniek Machine nr. 0 098 A Hal DV bumper Schakeleenheid Laag Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan
Persluchtnetwerk A Hal MV Bumper Montage pistool Laag A/1 Hal Tafel 1 FM Grill Hoog (voedingseenheid) A/1 Hal Tafel Grill Pneumatische Hoog schroevendraaier A/1 Hal Drukvat Verlies onderaan stop Hoog A/1 Hal Zone 8 (tegen de muur) Drukregelaar A/1 Hal Zone 8 Sequence tussen pneumatische kettingspanners Hoog Hoog A/ Hal Schakelkast Vochtscheider Hoog ABB+ROBOTN A/ Hal Schakelkast Lek op de robotarm Hoog ABB+ROBOTN A/ Hal Achteraan Slib scheider Hoog robotafdeling A7 Hal Werkplaats Schuurmachine Laag merk DYNABRADE A10 Hal BZ tafel vooraan Persluchtverlies Hoog A1 Lijn 1 Vooraan Vochtscheider Laag A KTL 1 Boven Persluchtverlies Hoog schakelkast A Staalruimte Voetschakelaar straalkop Persluchtverlies Zeer hoog Tabel.. Objecten met persluchtlekkage Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan
Persluchtnetwerk De compressor Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 7
. De compressor Persluchtnetwerk.1 Het doel van een compressor Een compressor is een werktuig dat een gas van lage druk, de aanzuigdruk, samenperst of comprimeert tot een hogere druk, de persdruk. Het medium van een compressor is een gas.. Soorten compressoren Er bestaan verschillende soorten compressoren. Ze hebben allemaal hetzelfde doel, maar verschillen door de manier van opbouw. Wat de constructie van compressoren betreft, kunnen de compressoren opgedeeld worden in enkele groepen: Dynamische of centrifugaalcompressoren Verplaatsingscompressoren: -Roterende compressoren (schroef-, lamellen- waterringcompressoren en rootsblazers ) -Verdringercompressoren (zuiger- en diafragmacompressoren)..1 De schroefcompressor Deze compressor heeft geen heen en weergaande delen zoals een zuigercompressor,zodat een hoog toerental toelaatbaar is en de compressor hierdoor een geringe afmeting kan hebben. Het hoge toerental is echter wel de oorzaak van een onaangenaam hoogfrequent geluid, dat dit type van compressor voortbrengt. Dit is een van de oorzaken waarom schroef compressoren niet zoveel worden toegepast, enkel voor speciale doeleinden. Het is wel bewezen dat deze compressor een goede prestatie levert. Er moet echter wel een goede geluidskast rond de compressor voorzien worden. Voor de warmteafvoer is het dan ook belangrijk om een goede ventilatie te verkrijgen in de geluidskast. Dit soort compressor bestaat uit schroefvormige rotoren die met elkaar ingrijpen in het compressorhuis. Het profiel van deze schroeven wordt zo gekozen dat bij een zo groot mogelijk volume, de afdichting tussen de schroeven onderling en tegenover het compressorhuis zo goed mogelijk is. Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 8
Persluchtnetwerk 1 De mannelijke rotor bevat een N aantal lobben of verhogingen die zo perfect mogelijk in de M -inkepingen van de vrouwelijke rotor dienen te passen. De lucht ertussen wordt samengeperst. Het ontbreken van kleppen is karakteristiek voor een schroefcompressor. Er bestaan uitvoeringsvormen voor schroefcompressoren: Oliegeïnjecteerde schroefcompressoren Olievrije schroefcompressoren In het algemeen wordt voor het comprimeren van procesgassen de olievrije uitvoering gekozen. Bij gebruik van een compressor in een kringloop (bijvoorbeeld voor het koudemedium in de koeltechniek) wordt de voorkeur gegeven aan de oliegeïnjecteerde versie omdat de olie binnen de kringloop gehouden kan worden. Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 9
Persluchtnetwerk..1.1 De oliegeïnjecteerde schroefcompressor Fig...1.1 de oliegeïnjecteerde schroefcompressor Bij oliegeïnjecteerde compressoren zorgt de olie voor een betere afdichting, waardoor het volumetrische rendement hoger ligt dan bij olievrije schroef compressoren. Namelijk 8 tot 9 %, sterk afhankelijk van het molgewicht van het te comprimeren gas. Hierbij dient er rekening mee gehouden te worden dat niet alleen de olie het te comprimeren gas kan vervuilen (dus is een filter of afscheider nodig), maar ook kan het gas de smeerolie vervuilen waardoor de smerende of koelende werking verslechtert en schade aan de compressor kan ontstaan. Voor oliegeïnjecteerde schroefcompressoren is de omtreksnelheid niet meer dan 0 m/s tot 0 m/s, dit door het continue contact tussen het mannelijke en het vrouwelijke deel van deze machine. Oliegeïnjecteerde compressoren worden veel toegepast voor mobiele installaties en hebben capaciteiten van 0 m³/h tot.000 m³/h en er zijn per trap drukverhoudingen mogelijk van 1 : 10. Daarentegen is het te overwegen om bij grote drukverhoudingen in plaats van een enkele trap een tweetraps oliegeïnjecteerde compressor toe te passen. Dat kan een energiebesparing van circa 1 % opleveren. Bij oliegeïnjecteerde compressoren is geen tandwieloverbrenging tussen de rotoren nodig, omdat de olie voorkomt dat er metallisch contact optreedt. De olie die wordt ingespoten in de compressorkamer heeft tot doel: smering van de rotorlobben, waardoor de ene rotor de andere kan aandrijven via de rotorprofielen; koeling van het medium: door het intensieve contact tussen olie en te comprimeren medium vindt er tevens een koeling plaats tijdens de compressie. Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 0
Persluchtnetwerk Daardoor zijn per trap compressieverhoudingen mogelijk van 1 : 10 met uitlaattemperaturen onder 100 C; afdichting: door de oliefilm op de rotoren wordt de speling tussen rotoren en behuizing gedeeltelijk afgedicht, waardoor hoge rendementen bereikt worden zelfs bij lage topsnelheden. In Alro gebruikt men compressoren voor het opwekken van perslucht. Drie compressoren ervan zijn parallel op één net geschakeld. De GA 90 VSD (Variable Speed Drive motor) is een stationaire, ééntraps schroefcompressor met olie-injectie, aangedreven door een elektrische motor. De GA Pack compressor heeft een geluidgedempte, ommanteling. Het voorpaneel is voorzien van een scheidingsschakelaar (S0) en een Elektronicon controlemodule (E1) met o.a. de start- en stopknoppen. Achter dit paneel bevindt zich een elektrische kast met daarin o.a. zekeringen, transformatoren en het overstroomrelais van de ventilatormotor. Deze compressor is ook uitgerust met een automatisch aftapsysteem voor condensaat. De GA Full-Feature is extra uitgerust met een luchtdroger, die vocht uit de perslucht verwijdert, door deze af te koelen tot bij het vriespunt en het condensaat automatisch af te tappen.. De regeling van compressoren Het regelen van een compressor is afhankelijk van het type compressor, de aandrijvende motor, het persluchtdistributienetwerk en het gewenste drukregelbereik. Er wordt onderscheid gemaakt tussen een continue regeling (toerentalregeling, smoring aan de inlaat) en een intermitterende regeling (last/nullast, uitschakeling)...1 De toerentalregeling De toerentalregeling werkt met een druksensor die nauwkeurig de systeemdruk opneemt en een frequentieomvormer die het toerental aanpast aan de hoeveelheid perslucht die op ieder moment nodig is. Als het luchtverbruik lager is dan het debiet van de compressor, zal de netdruk stijgen. Özyürek Ercan, Mersinlioglu Gökhan 1