Sprężone powietrze, zanim trafi do punktu użycia, musi być odpowiednio oczyszczone i osuszone. Mimo to w układzie dystrybucyjnym zawsze powstaje kondensat, który – jeśli nie zostanie skutecznie usunięty – prowadzi do korozji, obniżenia jakości powietrza, awarii armatury i rozwoju mikroorganizmów. System odprowadzania kondensatu stanowi zatem kluczowy element każdej instalacji pneumatycznej. W Polsce pomiary skuteczności odwadniania, analizy kondensatu oraz kompleksowe pomiary sprężonego powietrza realizuje Biuro Naukowo-Techniczne SIGMA, dostarczając dane niezbędne do optymalizacji projektów i harmonogramów serwisu.
System odprowadzania kondensatu składa się z separatorów wstępnych, automatycznych układów odwadniających i pułapek wodnych. Separator zatrzymuje duże krople, kolejne filtry koalescencyjne zbierają mniejsze aerozole, a odwadniacze – pływakowe lub sterowane czasowo – automatycznie usuwają skropliny. Całość uzupełnia monitoring ilości kondensatu i parametru PDP (ciśnieniowy punkt rosy), co zapewnia niezawodność i ochronę instalacji.
Przyczyny powstawania kondensatu
Sprężanie powietrza zwiększa jego temperaturę i ciśnienie, lecz nie zmienia ilości zawartej wilgoci. W miarę ochładzania w rurociągach para wodna osiąga punkt rosy i skrapla się. Do głównych czynników sprzyjających kondensacji należą:
- Spadki temperatury w przewodach dystrybucyjnych (kontakt z chłodniejszymi ścianami hal)
- Rozprężanie w zaworach redukcyjnych i regulatorach ciśnienia
- Wahania obciążenia, prowadzące do chwilowego ochłodzenia lub zastoju powietrza
- Niewłaściwy dobór lub brak osuszacza
W praktyce wielokrotny obieg powietrza powoduje kumulację skroplin. Bez właściwego systemu odprowadzania każda sekcja sieci staje się pułapką dla wody i zanieczyszczeń.
Rodzaje separatorów i odwadniaczy
Separatory cyklonowe
Separator cyklonowy wykorzystuje siłę odśrodkową do wydzielenia cięższych kropli kondensatu. Sprężone powietrze wpada w spiralny wir, a skropliny osadzają się na ściankach obudowy i opadają do zbiornika. Tego typu separatory są tanie w eksploatacji, nie mają części ruchomych, lecz nie usuwają aerozoli mniejszych niż ~10 µm.
Filtry koalescencyjne
Filtry koalescencyjne stanowią drugi etap separacji. Wkład polimerowy zbiera aerozole wodne i olejowe, przekształcając je w większe krople, które grawitacyjnie odprowadzane są do miseczki spustowej. Ten stopień chroni osuszacze przed przeciążeniem wilgocią skroploną w stanie mikrokropelkowym.
Automatyczne odwadniacze pływakowe
Najbardziej rozpowszechnionym rozwiązaniem są pływakowe odwadniacze automatyczne. W misce zbierającej skropliny unosi się pływak, który przy określonym poziomie wody otwiera zawór spustowy. Po opróżnieniu miski pływak opada, zawór zamyka się, a system pozostaje szczelny. Dzięki temu eksploatacja nie wymaga ręcznej obsługi, a skropliny odprowadzane są regularnie.
Odwadniacze czasowe i sygnałowe
W instalacjach o dużych przepływach stosuje się odwadniacze sterowane czasowo lub przez ciśnienie. Czasowe otwierają zawór przy zadanym interwale, bez pomiaru poziomu wody. Sygnałowe wykorzystują czujnik poziomu wody elektryczny lub piezoelektryczny, co pozwala precyzyjnie kontrolować odwadnianie i minimalizować straty powietrza.
Projektowanie systemu odwadniania
Analiza ilości kondensatu
Na podstawie obliczonej objętości skroplin (patrz temat 29) projektant dobiera liczbę i wydajność separatorów oraz odwadniaczy. Każdy punkt niskiego ułożenia rurociągu (odgałęzienie, zbiornik, instrumentacja) wymaga własnego odwadniacza.
Lokalizacja urządzeń
Separatory i odwadniacze należy montować:
- zaraz za kompresorem, w zbiorniku wyrównawczym, dla głównej części kondensatu,
- w co najmniej jednym punkcie na każdym poziomym odcinku magistrali,
- przed każdą gałęzią doprowadzającą powietrze do krytycznych odbiorników.
Strefy bez odwadniaczy („martwe” odcinki) stają się źródłem zatorów i biofilmu.
Integracja z monitoringiem
Nowoczesne systemy odwadniania wyposażone są w czujniki przepływu i poziomu kondensatu, podłączone do paneli SCADA. Wskaźniki różnicy ciśnień (Δp) na filtrach koalescencyjnych sygnalizują konieczność serwisu. Analiza trendów umożliwia planowanie wymiany wkładów i zapobiega nieplanowanym przestojom.
Praktyczne wskazówki serwisowe
Aby system odprowadzania kondensatu działał bezawaryjnie, należy:
- Regularnie sprawdzać działanie automatycznych odwadniaczy,
- Czyścić i wymieniać wkłady koalescencyjne co 6–12 miesięcy,
- Kontrolować szczelność i drożność separatorów cyklonowych,
- Dokumentować ilość odprowadzanych skroplin do analizy zużycia powietrza.
Biuro Naukowo-Techniczne SIGMA wspiera polskie zakłady w walidacji procesu odwadniania, przeprowadzając testy przepływu kondensatu i analizując parametry punktu rosy zgodnie z ISO 8573-3.
Podsumowanie
System odprowadzania kondensatu jest fundamentem niezawodności i jakości sprężonego powietrza. Obejmuje separatory cyklonowe, filtry koalescencyjne i automatyczne odwadniacze, zintegrowane z monitoringiem parametrów. Właściwe rozmieszczenie urządzeń oraz regularny serwis minimalizują ryzyko korozji, zatorów i rozwoju mikrobiologii. Dzięki wsparciu eksperckich pomiarów SIGMA polskie firmy optymalizują swoje sieci pneumatyczne, zapewniając zgodność z normami ISO 8573 oraz oczekiwania klientów.
Przestrzeganie powyższych wytycznych gwarantuje efektywne odprowadzanie kondensatu, dłuższą żywotność sprzętu i stabilność procesów produkcyjnych.