Sprężarka utrzymuje prawidłowe ciśnienie, a mimo tego przy maszynie jest ono wyraźnie niższe? Pierwszą reakcją często jest zwiększenie nastawy ciśnienia na sprężarce. Nie zawsze jest to jednak właściwe rozwiązanie.
Spadek ciśnienia może powstawać w wielu miejscach instalacji: na filtrach, osuszaczu, zaworach, przewężeniach, przewodach czy elementach znajdujących się bezpośrednio przed odbiornikiem. Nadmierne opory przepływu mogą pogorszyć pracę urządzeń, a kompensowanie ich wyższym ciśnieniem zasilania zwiększa koszty eksploatacji systemu. Jak więc ustalić, gdzie tracimy ciśnienie i kiedy warto przyjrzeć się filtrom sprężonego powietrza?
Co oznacza spadek ciśnienia w instalacji sprężonego powietrza?
Spadek ciśnienia to różnica pomiędzy ciśnieniem w dwóch punktach instalacji, powstająca podczas przepływu sprężonego powietrza przez kolejne elementy systemu.
Każdy filtr, osuszacz, zawór, odcinek rurociągu czy przewód elastyczny powoduje określony opór przepływu. Pewnego spadku ciśnienia nie da się więc całkowicie uniknąć. Ważne jest natomiast, aby był on kontrolowany i nie przekraczał poziomu uzasadnionego konstrukcją instalacji.
Materiały U.S. Department of Energy dotyczące efektywności systemów sprężonego powietrza wskazują, że w prawidłowo zaprojektowanym układzie całkowita strata pomiędzy wyjściem ze zbiornika a punktem poboru powinna być znacznie mniejsza niż 10% ciśnienia tłoczenia sprężarki.
W praktyce warto jednocześnie rozróżniać dwa pojęcia.
Spadek ciśnienia instalacji dotyczy całej drogi sprężonego powietrza, np. od sprężarkowni do maszyny.
Różnica ciśnień na filtrze dotyczy natomiast wyłącznie jednego elementu i jest różnicą między ciśnieniem przed filtrem i za nim
Jeżeli więc przy maszynie występuje problem z ciśnieniem, wysoka różnica ciśnień na filtrze może być jedną z przyczyn, ale nie powinna być automatycznie uznawana za przyczynę całego problemu.
Dlaczego zbyt duży spadek ciśnienia ma znaczenie?
Im większe opory przepływu w instalacji, tym większej różnicy między ciśnieniem wytwarzanym przez sprężarkę a ciśnieniem dostępnym przy odbiorniku można się spodziewać.
Jeżeli przykładowo maszyna wymaga określonego minimalnego ciśnienia, a po drodze powstają nadmierne straty, łatwym rozwiązaniem wydaje się podniesienie ciśnienia sprężarki. W ten sposób nie usuwa się jednak źródła problemu – sprężarka musi po prostu wytworzyć wyższe ciśnienie, aby skompensować straty występujące dalej w instalacji.
Wyższe ciśnienie tłoczenia oznacza natomiast większe zapotrzebowanie sprężarki na energię. Może również zwiększać zużycie powietrza przez odbiorniki nieregulowane oraz straty wynikające z nieszczelności. Dlatego przed zwiększeniem ciśnienia systemowego warto najpierw sprawdzić, czy nie można ograniczyć nadmiernego spadku ciśnienia.
Nie należy przy tym zakładać jednej stałej zależności między wzrostem ciśnienia a zużyciem energii dla każdej instalacji. Rzeczywisty efekt zależy m.in. od rodzaju sprężarki, jej sposobu sterowania, profilu zapotrzebowania oraz konstrukcji całego systemu.
Gdzie najczęściej powstają straty ciśnienia?
Źródłem nadmiernego spadku ciśnienia może być zarówno urządzenie uzdatniające powietrze, jak i sama instalacja dystrybucyjna lub element znajdujący się bezpośrednio przed maszyną.
Do elementów, które warto sprawdzić, należą filtry sprężonego powietrza, separatory, osuszacze, regulatory ciśnienia, zawory, szybkozłącza, węże oraz przewody elastyczne. Znaczenie mają również średnice rurociągów, długość instalacji oraz lokalne przewężenia. U.S. Department of Energy zwraca szczególną uwagę na urządzenia uzdatniania powietrza oraz elementy znajdujące się przy punkcie poboru jako potencjalne źródła istotnych strat.
Dlatego diagnozowanie problemu wyłącznie na podstawie ciśnienia przy sprężarce i przy maszynie może nie wystarczyć.
Znacznie więcej informacji daje pomiar wykonany w kilku kolejnych punktach instalacji. Jeżeli przykładowo duża różnica pojawia się pomiędzy wejściem i wyjściem z filtra, można skoncentrować diagnostykę właśnie na nim. Jeśli spadek na filtrze jest niewielki, należy szukać przyczyny dalej.
Ważne jest również wykonywanie porównań przy zbliżonych warunkach pracy. Różnica ciśnień zależy od przepływu – przy większym zapotrzebowaniu na sprężone powietrze opory elementów instalacji również mogą być większe.
Jak sprawdzić, czy problemem jest filtr sprężonego powietrza?
Najprostszą metodą jest kontrola różnicy pomiędzy ciśnieniem przed filtrem i za filtrem. Rosnąca wartość może wskazywać na zwiększające się opory przepływu.
Filtr podczas pracy zatrzymuje zanieczyszczenia znajdujące się w sprężonym powietrzu. Wraz z eksploatacją jego charakterystyka może się zmieniać, dlatego producent zaleca kontrolowanie różnicy ciśnień oraz regularną wymianę elementów filtracyjnych zgodnie z wymaganiami dla konkretnego produktu.
Nie oznacza to jednak, że istnieje jedna wartość, po której przekroczeniu każdy wkład każdego producenta należy natychmiast wymienić.
Kryterium wymiany powinno wynikać z dokumentacji konkretnego filtra i elementu filtracyjnego oraz zaleceń dotyczących jego okresu eksploatacji.
To istotne również przy interpretacji wskaźników różnicy ciśnień. Pole zielone lub czerwone na urządzeniu ułatwia bieżącą kontrolę, ale odczytu nie należy traktować jako uniwersalnego harmonogramu serwisowego dla wszystkich filtrów dostępnych na rynku.
Sama niska różnica ciśnień również nie potwierdza automatycznie, że wkład spełnia wymagania dotyczące jakości sprężonego powietrza, informuje przede wszystkim o oporze przepływu. Nie zastępuje więc zaleceń producenta dotyczących okresowej wymiany elementu.
Jak monitorować różnicę ciśnień na filtrze?
Wskaźnik różnicy ciśnień pozwala szybko ocenić, jak duży opór przepływu występuje na konkretnym filtrze, bez wykonywania za każdym razem dwóch osobnych pomiarów ciśnienia.
Może to być szczególnie przydatne dla utrzymania ruchu, ponieważ pozwala obserwować zmiany zachodzące podczas eksploatacji filtra i szybciej wychwycić wzrost oporów przepływu. W ofercie PNEUMA dostępne są różne rozwiązania przeznaczone do takiego monitoringu. PDI 16 zapewnia prostą sygnalizację wizualną, MDM 40 występuje również w wersji MDM 40C z bezpotencjałowym stykiem umożliwiającym zdalny alarm, natomiast MDA 60 pozwala odczytać wartość spadku ciśnienia. Dla instalacji wysokociśnieniowych dostępny jest również wskaźnik MDH przeznaczony do pracy przy ciśnieniu do 50 bar.
| Sposób kontroli | Zastosowanie | |
| PDI 16 | sygnalizacja wizualna | podstawowa kontrola stanu filtra |
| MDM 40 / MDM 40C | sygnalizacja wizualna, MDM 40C dodatkowo zdalny alarm | lokalny lub zdalny monitoring |
| MDA 60 | wskazanie wartości różnicy ciśnień | kontrola wartości różnicy ciśnień |
| MDH | wskazanie różnicy ciśnień | instalacje wysokociśnieniowe do 50 bar |
Wskaźnik nie jest jednak urządzeniem do diagnozowania całej instalacji. Jeżeli różnica ciśnień na filtrze pozostaje na prawidłowym poziomie, a ciśnienie przy maszynie nadal jest zbyt niskie, kolejnym krokiem powinny być pomiary w dalszych punktach systemu: za osuszaczem, na kolejnych odcinkach rurociągu oraz przy elementach znajdujących się bezpośrednio przed odbiornikiem.
Takie podejście pozwala znaleźć rzeczywiste miejsce powstawania strat zamiast kompensować je przez podnoszenie nastawy sprężarki.
Masz problem ze spadkiem ciśnienia na filtrze lub chcesz ułatwić jego bieżącą kontrolę? Skontaktuj się z PNEUMA. Pomożemy dobrać odpowiedni wskaźnik różnicy ciśnień do filtra i warunków pracy instalacji.