Пневмолиния: как устроена система сжатого воздуха на предприятии

Пневмолинии (пневмосистемы, пневмомагистрали) — важный элемент современных промышленных предприятий. Они играют ключевую роль в бесперебойной работе многих производств. По сути пневмолиния — это система сжатого воздуха, которым должны быть обеспечены рабочие зоны.

На практике нередко допускаются ошибки при установке и эксплуатации пневмосистем, что снижает их производительность и надежность. Чтобы избежать таких проблем, необходимо тщательно подходить к проектированию, монтажу и техническому обслуживанию пневмомагистралей. В статье расскажем, что такое пневмолинии, из чего они состоят и каково их устройство, про параметры и расход системы сжатого воздуха, обслуживание и монтаж.

Составляющие элементы системы сжатого воздуха

В состав пневмомагистрали входят: компрессор, воздушный ресивер, трубопровод, фильтры для очистки воздуха, осушители, типичная арматура, предохранительные клапаны и контрольно-измерительные приборы.

Компрессор служит для сжатия воздуха и подачи его в систему.

Воздушный ресивер представляет собой резервуар, предназначенный для сохранения сжатого воздуха. Он выполняет несколько важных функций:

• сглаживание пульсаций от компрессора. Ресивер стабилизирует поток сжатого воздуха, устраняя колебания давления, вызванные работой компрессора;
• охлаждение воздуха. Ресивер способствует охлаждению сжатого воздуха, снижая его температуру;
• сбор конденсата. В ресивере происходит сепарация и сбор влаги, которая конденсируется из воздуха.

Размер ресивера определяется исходя из нескольких факторов:

— производительность компрессора (чем выше производительность компрессора, тем больший объем ресивера требуется),

— система регулирования (характеристики регулирования сжатого воздуха также влияют на необходимый объем ресивера),

— требования потребителей (объем ресивера должен обеспечивать бесперебойную подачу сжатого воздуха в соответствии с потребностями пользователей).

Если в пневмолинии несколько компрессоров, то размер ресивера подбирается исходя из производительности наибольшего из них.

Распределительная система трубопроводов доставляет к потребителям сжатый воздух.

Воздушные фильтры препятствуют попаданию влаги и грязи в магистральные фильтры.

Осушители удаляют влагу из сжатого воздуха.

Арматура соединяет систему трубопроводов с потребителями.

Предохранительные клапаны защищают систему от превышения допустимого давления

Контрольно-измерительные приборы: манометры, расходомеры и т.д., нужны для контроля параметров пневмолинии.

Эти основные элементы обеспечивают эффективную работу системы сжатого воздуха для различных производственных потребностей.

Определение параметров сети сжатого воздуха

Чтобы определить параметры пневмолинии, нужно учитывать потери давления, возникающие при распределении сжатого воздуха по системе. Основные источники таких потерь:

• потери на трение в трубопроводах. Длина, диаметр и материал труб влияют на фрикционные потери давления;
• потери на дросселирование при прохождении воздуха через вентили, фитинги и другие элементы пневмолинии. Изменение направления и скорости потока приводит к дополнительным потерям.

Для расчета различных участков пневматической сети рекомендуется использовать следующие значения допустимого падения давления:

• трубопроводы распределительной сети — не более 0,05 бар,
• вертикальные трубопроводы — не более 0,02 бар,
• разводящие трубопроводы –– не более 0,03 бар.

Другими словами, для эффективного функционирования системы сжатого воздуха важно, чтобы общее падение давления в сети не превышало 0,10 бар. Это обеспечивает необходимое давление на выходе для потребителей. При проектировании и эксплуатации устройства пневмолинии нужно тщательно учитывать потери давления на различных участках, так как это критически важно для поддержания работоспособности всей системы.

Расчет требуемых размеров труб для различных участков сети происходит приближенно. Для этого необходимо учитывать следующие факторы:

• расход среды,
• давление в системе,
• падение давления в допустимых значениях,
• длина трубопровода.

На основе этих данных подбирается стандартная труба c ближайшим большим диаметром. Для более точного расчета учитывается эквивалентная длина труб для всех элементов системы. Сопротивление потока в этих элементах пересчитывается в длину эквивалентного прямого участка трубы и прибавляется к расчетной длине трубопровода. Итоговая длина трубопровода включает в себя как первоначальную длину, так и эквивалентные длины дополнительных элементов, учитывающие гидравлические потери в них

Измерение расхода пневмолинии

Использование расходомеров в стратегических точках сети пневмолиний позволяет компаниям вести внутренний учет и определять расходы на использование сжатого воздуха. Последний является важным производственным ресурсом, подлежащим учету как часть производственных затрат различных подразделений. Поэтому все заинтересованные стороны стремятся к оптимизации расхода сжатого воздуха.

Новейшие расходомеры предоставляют широкие возможности — от простого считывания числовых значений до передачи данных измерений напрямую в компьютер или модуль учета. Расходомеры обычно монтируются рядом с запорными вентилями. В случае кольцевых трубопроводов расходомеры должны быть способны измерять поток в обоих направлениях.

Использование расходомеров позволяет компаниям контролировать и оптимизировать потребление важного производственного ресурса — сжатого воздуха.

Рекомендации по монтажу и обслуживанию

Правильное проектирование и монтаж всех компонентов пневмолинии важны для эффективной работы всей системы.

• Для начала нужно выбрать компоненты устройства, которым соответствуют давление, поток и другие технические характеристики.
• Используйте сертифицированные и совместимые компоненты пневмосистемы.
• Устанавливайте компоненты пневмолинии в соответствии с инструкциями производителя.
• Обеспечьте легкий доступ к компонентам для осмотра и обслуживания.
• Защитите трубопроводы от механических повреждений, воздействия влаги, химикатов и экстремальных температур.

О том, на что обратить внимание при монтаже и обслуживании пневмолинии, рассказывает инженер и руководитель сервисной службы компании «Скиф Сервис» Павел Назимов:

При прокладке трубопроводов используйте чистые трубки, избегайте резких изгибов, петель и чрезмерной длины трубок. Обеспечьте достаточные зазоры между трубками и другим оборудованием. Закрепляйте трубки с помощью хомутов, кронштейнов или других крепежных элементов. После ввода системы проверьте все соединения на герметичность.

• Регулярно проверяйте состояние фильтров, маслораспылителей и других компонентов.
• При необходимости производите очистку, замену или регулировку элементов пневмосистемы.
• Ведите журнал обслуживания и ремонтов для контроля состояния системы.

При эксплуатации пневмолинии соблюдайте требования техники безопасности. При техническом обслуживании устройства используйте средства индивидуальной защиты (очки, перчатки). Перед началом работ убедитесь, что система полностью обесточена.