Wokół sprężarek bezolejowych nadal funkcjonuje kilka uproszczeń. Jednym z nich jest przekonanie, że brak oleju w komorze sprężania oznacza całkowity brak środka smarnego w całej maszynie. Drugim – utożsamianie każdego urządzenia bezolejowego z powietrzem w Klasie 0 według ISO 8573-1. W rzeczywistości trzeba rozróżnić konstrukcję sprężarki, sposób uzdatniania powietrza i wymaganą klasę jego czystości.
Sprężarka bezolejowa może wykorzystywać olej
W sprężarkach śrubowych bezolejowych najważniejsze jest to, że olej nie jest wtryskiwany do przestrzeni sprężania. Wirniki pracują bez kontaktu z olejem, a odpowiednia konstrukcja i uszczelnienia oddzielają komorę sprężania od układu smarowania.
Nie oznacza to jednak, że każda część urządzenia pracuje całkowicie „na sucho”. Olej może smarować przekładnię i inne podzespoły mechaniczne znajdujące się poza drogą przepływu sprężonego powietrza.
Dobrym przykładem są bezolejowe sprężarki śrubowe BOGE serii SO. Wykorzystują dwa stopnie sprężania bez wtrysku oleju. Przestrzeń sprężania jest odizolowana od przekładni, dzięki czemu środek smarny nie trafia do wytwarzanego sprężonego powietrza.
Dlatego dokładniejszym określeniem jest w tym przypadku „sprężanie bez wtrysku oleju”, a nie założenie, że w całej sprężarce nie znajduje się ani kropla środka smarnego.
Co oznacza bezolejowe sprężone powietrze?
Bezolejowa konstrukcja stopnia sprężającego eliminuje jedno z potencjalnych źródeł zanieczyszczenia sprężonego powietrza. Nie oznacza jednak automatycznie, że powietrze na końcu instalacji będzie całkowicie wolne od wszystkich węglowodorów.
Sprężarka zasysa powietrze z otoczenia. Jeżeli w pomieszczeniu znajdują się pary oleju, spaliny, opary technologiczne lub inne węglowodory, mogą dostać się do układu wraz z powietrzem atmosferycznym.
Znaczenie ma również stan całej instalacji. Pozostałości oleju mogą pochodzić ze starszych przewodów, zbiorników czy urządzeń, które wcześniej współpracowały ze sprężarką olejową.
Dlatego przy procesach o bardzo wysokich wymaganiach jakościowych trzeba oceniać nie samą konstrukcję sprężarki, lecz jakość powietrza w konkretnym punkcie instalacji.
Klasa 0 nie oznacza matematycznego „zera”
ISO 8573-1 klasyfikuje jakość sprężonego powietrza oddzielnie dla cząstek stałych, wody i oleju. W przypadku oleju uwzględnia się jego całkowitą zawartość, czyli olej w postaci ciekłej, aerozolu i par.
Klasa 0 jest bardziej rygorystyczna niż Klasa 1, ale sama nazwa nie oznacza automatycznie absolutnego stężenia równego 0 mg/m³. Dla Klasy 0 wymagany poziom czystości musi zostać określony przez użytkownika lub dostawcę i powinien być bardziej restrykcyjny niż limit Klasy 1.
Ma to duże znaczenie przy porównywaniu urządzeń. Sam napis „Klasa 0” w materiałach technicznych nie powinien zastępować informacji o warunkach badania, osiągniętym poziomie zanieczyszczenia oraz zakresie certyfikacji.
W przypadku procesów wymagających szczególnie czystego powietrza dobrze jest sprawdzić dokumentację producenta oraz wyniki badań wykonanych według odpowiednich części normy ISO 8573.
Czy każda sprężarka bezolejowa automatycznie zapewnia Klasę 0?
Nie należy stosować takiego uproszczenia. Brak wtrysku oleju do komory sprężania ogranicza ryzyko zanieczyszczenia pochodzącego z samego procesu sprężania, ale końcowa jakość powietrza zależy również od powietrza zasysanego i całego systemu.
Dlatego producent może poddawać konkretną serię sprężarek badaniom i certyfikacji potwierdzającej osiąganą klasę czystości.
Przy zakupie urządzenia do zastosowań wymagających Klasy 0 warto więc sprawdzić, czy deklaracja dotyczy konkretnego modelu lub serii oraz czy została potwierdzona odpowiednimi badaniami. Istotne jest także określenie, której kategorii zanieczyszczeń dotyczy oznaczenie.
Sprężarka olejowa także może dostarczać powietrze Klasy 0
To kolejna różnica, która bywa pomijana. Sposób wytwarzania sprężonego powietrza i jego końcowa jakość nie zawsze są tym samym.
BOGE wykorzystuje w tym celu technologię katalityczną BLUEKAT. Sprężarka pracuje z wtryskiem oleju, natomiast znajdujący się dalej katalizator przekształca oleje i węglowodory obecne w strumieniu powietrza w wodę i dwutlenek węgla.
BOGE BLUEKAT łączy więc klasyczną technologię sprężarki śrubowej z katalitycznym uzdatnianiem sprężonego powietrza. Według danych producenta system zapewnia sprężone powietrze w Klasie 0 zgodnie z ISO 8573-1, a rozwiązanie zostało przebadane przez TÜV.
Technologię tę można spotkać zarówno jako część zintegrowanego systemu sprężarkowego, jak i w postaci konwertera montowanego za źródłem sprężonego powietrza.
Jak działa katalityczne usuwanie oleju?
Standardowa filtracja i proces katalityczny działają inaczej. Filtry koalescencyjne zatrzymują przede wszystkim aerozole i krople oleju. Węgiel aktywny adsorbuje między innymi pary węglowodorów.
Konwerter katalityczny powoduje natomiast reakcję chemiczną. Węglowodory zostają utlenione i przekształcone przede wszystkim w wodę oraz dwutlenek węgla.
Aktualne dane BOGE dla konwerterów BLUEKAT podają możliwość ograniczenia zawartości oleju resztkowego do poziomu poniżej 0,0025 mg/Nm³. Rozwiązanie zachowuje przy tym skuteczność również wtedy, gdy w zasysanym powietrzu występują węglowodory.
Ma to znaczenie w zakładach, w których czystość powietrza atmosferycznego może się zmieniać w zależności od pracy innych maszyn lub procesów technologicznych.
„Bezolejowa sprężarka” i „bezolejowe powietrze” to dwa różne pojęcia
Przy wyborze technologii najlepiej zacząć od określenia wymaganej jakości powietrza w miejscu jego wykorzystania.
Sprężarka bezolejowa opisuje sposób sprężania. Informacja o Klasie 0 odnosi się natomiast do określonego poziomu czystości sprężonego powietrza. Powietrze spełniające wysokie wymagania można więc uzyskać przy użyciu różnych technologii.
W jednym zakładzie najlepszym rozwiązaniem może być śrubowa sprężarka bezolejowa. W innym można wykorzystać sprężarkę olejową połączoną z odpowiednim systemem uzdatniania. Znaczenie mają wymagania procesu, przepływ, ciśnienie, warunki otoczenia, koszty energii i sposób utrzymania instalacji.
Gdzie stosuje się sprężone powietrze bezolejowe?
Wysoka czystość powietrza jest szczególnie ważna tam, gdzie sprężone powietrze może mieć bezpośredni lub pośredni kontakt z produktem albo uczestniczy w procesie wpływającym na jego jakość.
Dotyczy to między innymi przemysłu spożywczego, farmaceutycznego, elektronicznego, produkcji półprzewodników czy niektórych procesów lakierniczych i chemicznych.
Nie oznacza to jednak, że każdy odbiornik w takim zakładzie musi mieć identyczne wymagania. Powietrze sterujące siłownikiem może potrzebować innej klasy czystości niż powietrze procesowe mające kontakt z produktem.
Dlatego przed zakupem sprężarki należy określić wymagania dla poszczególnych punktów poboru, a dopiero potem dobrać sposób wytwarzania i uzdatniania powietrza.
Jak wybrać między sprężarką bezolejową a systemem BLUEKAT?
Nie powinno się wybierać technologii wyłącznie na podstawie określenia „bezolejowa”. Potrzebna jest analiza całego systemu.
Trzeba określić wymaganą jakość sprężonego powietrza, jego przepływ i ciśnienie, warunki w sprężarkowni oraz możliwe źródła zanieczyszczeń w zasysanym powietrzu. Znaczenie mają także koszty eksploatacji, serwisu, uzdatniania kondensatu i późniejszej kontroli jakości.
W procesach wymagających potwierdzonej Klasy 0 szczególnie ważna pozostaje dokumentacja techniczna i certyfikacyjna konkretnego rozwiązania. Dopiero takie dane pozwalają porównać dostępne technologie na równych zasadach.
Sprężarka śrubowa bezolejowa wraz ze zintegrowaną przetwornicą częstotliwości firmy BOGE, typ SO 61-2 FW
FAQ – sprężarki bezolejowe i powietrze bezolejowe
Czy sprężarka bezolejowa nadal potrzebuje osuszacza?
Tak, jeżeli proces wymaga określonej zawartości wilgoci lub ciśnieniowego punktu rosy. Technologia bezolejowego sprężania dotyczy oleju, a nie usuwania pary wodnej. Rodzaj osuszacza trzeba dobrać do wymaganej klasy wilgotności sprężonego powietrza.
Czy po wymianie sprężarki olejowej na bezolejową trzeba czyścić instalację?
Może być to konieczne. W przewodach, zbiornikach i innych częściach starszej instalacji mogą pozostać osady olejowe. Jeżeli proces wymaga bardzo niskiej zawartości oleju, przed uruchomieniem nowego źródła powietrza trzeba ocenić stan istniejącej sieci.
Jak potwierdzić jakość powietrza w miejscu jego wykorzystania?
Najbardziej miarodajny jest pomiar wykonany w odpowiednio wybranym punkcie poboru. Pozwala sprawdzić rzeczywistą zawartość zanieczyszczeń po przejściu powietrza przez sprężarkę, urządzenia uzdatniające, zbiornik i sieć przewodów.
Czy Klasa 0 jest potrzebna do każdego procesu w przemyśle spożywczym?
Nie można przyjąć jednej klasy dla wszystkich zastosowań. Wymagania zależą od sposobu wykorzystania sprężonego powietrza, ryzyka kontaktu z produktem i procedur obowiązujących w zakładzie. Specyfikację jakości należy ustalić dla konkretnego procesu.
Czy filtr z węglem aktywnym może zastąpić sprężarkę bezolejową?
To zależy od wymaganej jakości powietrza i konfiguracji instalacji. Węgiel aktywny służy przede wszystkim do adsorpcji par oleju i innych węglowodorów. Sam filtr nie jest odpowiednikiem całego systemu bezolejowego sprężania ani katalitycznego uzdatniania.
Czy powietrze Klasy 0 trzeba okresowo badać?
W procesach, w których jakość sprężonego powietrza wpływa na produkt lub bezpieczeństwo produkcji, okresowa kontrola pozwala potwierdzić, że system nadal osiąga wymagane parametry. Częstotliwość badań powinna wynikać z oceny ryzyka, wymagań procesu i procedur obowiązujących w zakładzie.
Czy sprężarki bezolejowe wymagają mniej serwisu niż olejowe?
Nie można tego założyć wyłącznie na podstawie sposobu sprężania. Oba typy urządzeń wymagają regularnej obsługi zgodnie z zaleceniami producenta. Różnią się natomiast konstrukcją, częściami eksploatacyjnymi i zakresem wykonywanych prac.
