संकुचित वायु प्रणाली, संकीर्ण अर्थ में, वायु स्रोत उपकरण, वायु स्रोत शुद्धिकरण उपकरण और संबंधित पाइपलाइनों से मिलकर बनी होती है। व्यापक अर्थ में, वायवीय सहायक घटक, वायवीय एक्चुएटर, वायवीय नियंत्रण घटक, निर्वात घटक आदि सभी संकुचित वायु प्रणाली की श्रेणी में आते हैं। आमतौर पर, एक वायु संपीडन स्टेशन के उपकरण संकीर्ण अर्थ में संकुचित वायु प्रणाली कहलाते हैं। निम्नलिखित चित्र एक विशिष्ट संकुचित वायु प्रणाली का प्रवाह चार्ट दर्शाता है:
वायु स्रोत उपकरण (वायु कंप्रेसर) वातावरण से हवा खींचता है, प्राकृतिक अवस्था में हवा को उच्च दबाव वाली संपीड़ित हवा में परिवर्तित करता है, और शुद्धिकरण उपकरण के माध्यम से संपीड़ित हवा में मौजूद नमी, तेल और अन्य अशुद्धियों को हटाता है।
प्रकृति में वायु विभिन्न गैसों (O₂, N₂, CO₂ आदि) के मिश्रण से बनी होती है, जिनमें से एक जल वाष्प है। जिस वायु में जल वाष्प की एक निश्चित मात्रा होती है, उसे नम वायु कहते हैं, और जिस वायु में जल वाष्प नहीं होती, उसे शुष्क वायु कहते हैं। हमारे आसपास की वायु नम होती है, इसलिए वायु संपीडन का कार्यशील माध्यम स्वाभाविक रूप से नम वायु ही होता है।
हालांकि नम हवा में जल वाष्प की मात्रा अपेक्षाकृत कम होती है, फिर भी इसकी मात्रा नम हवा के भौतिक गुणों पर बहुत अधिक प्रभाव डालती है। संपीड़ित वायु शोधन प्रणाली में, संपीड़ित हवा को सुखाना इसके मुख्य घटकों में से एक है।
कुछ निश्चित तापमान और दाब की स्थितियों में, नम हवा में जल वाष्प की मात्रा (अर्थात जल वाष्प का घनत्व) सीमित होती है। एक निश्चित तापमान पर, जब जल वाष्प की मात्रा अधिकतम संभव स्तर तक पहुँच जाती है, तो उस समय की नम हवा को संतृप्त हवा कहा जाता है। जिस हवा में जल वाष्प की अधिकतम संभव मात्रा नहीं होती, उसे असंतृप्त हवा कहते हैं।
जब असंतृप्त हवा संतृप्त हवा में परिवर्तित होती है, तो नम हवा में पानी की बूंदें संघनित हो जाती हैं, जिसे संघनन कहते हैं। संघनन एक आम प्रक्रिया है। उदाहरण के लिए, गर्मियों में हवा में नमी अधिक होती है, जिससे पानी के पाइप की सतह पर पानी की बूंदें आसानी से बन जाती हैं। सर्दियों की सुबह में, घरों की खिड़कियों पर पानी की बूंदें दिखाई देती हैं। ये सभी स्थिर दबाव में नम हवा के ठंडा होने के कारण बनती हैं।
जैसा कि ऊपर बताया गया है, वह तापमान जिस पर असंतृप्त हवा संतृप्ति अवस्था में पहुँच जाती है, ओस बिंदु कहलाता है, बशर्ते जल वाष्प का आंशिक दाब स्थिर रखा जाए (अर्थात्, जल की कुल मात्रा स्थिर रखी जाए)। जब तापमान ओस बिंदु तक गिर जाता है, तो संघनन होता है।
नम हवा का ओस बिंदु न केवल तापमान से संबंधित होता है, बल्कि नम हवा में नमी की मात्रा से भी संबंधित होता है। अधिक जल सामग्री होने पर ओस बिंदु अधिक होता है, और कम जल सामग्री होने पर ओस बिंदु कम होता है।
कंप्रेसर इंजीनियरिंग में ओस बिंदु तापमान का महत्वपूर्ण उपयोग है। उदाहरण के लिए, जब एयर कंप्रेसर का आउटलेट तापमान बहुत कम होता है, तो तेल-गैस बैरल में कम तापमान के कारण तेल-गैस मिश्रण संघनित हो जाता है, जिससे चिकनाई वाले तेल में पानी की मात्रा बढ़ जाती है और स्नेहन प्रभाव प्रभावित होता है। इसलिए, एयर कंप्रेसर के आउटलेट तापमान को संबंधित आंशिक दबाव के तहत ओस बिंदु तापमान से कम नहीं होना चाहिए।
वायुमंडलीय ओस बिंदु वायुमंडलीय दबाव के अंतर्गत ओस बिंदु तापमान है। इसी प्रकार, दाब ओस बिंदु दाब वाली वायु के ओस बिंदु तापमान को दर्शाता है।
दाब ओस बिंदु और सामान्य दाब ओस बिंदु के बीच का संबंध संपीडन अनुपात से संबंधित है। समान दाब ओस बिंदु के मामले में, संपीडन अनुपात जितना अधिक होगा, संबंधित सामान्य दाब ओस बिंदु उतना ही कम होगा।
एयर कंप्रेसर से निकलने वाली संपीड़ित हवा प्रदूषित होती है। इसमें मुख्य प्रदूषक तत्व हैं: पानी (तरल पानी की बूंदें, पानी की धुंध और गैसीय जल वाष्प), अवशिष्ट चिकनाई तेल की धुंध (धुंध वाली तेल की बूंदें और तेल वाष्प), ठोस अशुद्धियाँ (जंग का कीचड़, धातु का चूरा, रबर के महीन कण, टार के कण और फिल्टर सामग्री, सीलिंग सामग्री का महीन चूरा आदि), हानिकारक रासायनिक अशुद्धियाँ और अन्य अशुद्धियाँ।
खराब हो चुका लुब्रिकेटिंग तेल रबर, प्लास्टिक और सीलिंग सामग्री को खराब कर देगा, जिससे वाल्वों में खराबी आएगी और उत्पादों में प्रदूषण फैलेगा। नमी और धूल के कारण धातु के पुर्जों और पाइपों में जंग लग जाएगी और वे खराब हो जाएंगे, जिससे चलने वाले पुर्जे जाम हो जाएंगे या घिस जाएंगे, और वायवीय घटकों में खराबी आ सकती है या हवा का रिसाव हो सकता है। नमी और धूल थ्रॉटलिंग छिद्रों या फिल्टर स्क्रीन को भी अवरुद्ध कर देंगे। बर्फ के जमने या पाइपलाइन में दरार पड़ने के बाद स्थिति और बिगड़ सकती है।
खराब वायु गुणवत्ता के कारण, वायवीय प्रणाली की विश्वसनीयता और सेवा जीवन काफी कम हो जाता है, और परिणामस्वरूप होने वाले नुकसान अक्सर वायु स्रोत उपचार उपकरण की लागत और रखरखाव लागत से कहीं अधिक होते हैं, इसलिए वायु स्रोत उपचार प्रणाली का सही चयन करना अत्यंत आवश्यक है।
संपीड़ित हवा में नमी के मुख्य स्रोत क्या हैं?
संपीड़ित हवा में नमी का मुख्य स्रोत वह जलवाष्प है जिसे एयर कंप्रेसर हवा के साथ सोख लेता है। नम हवा के कंप्रेसर में प्रवेश करने के बाद, संपीड़न प्रक्रिया के दौरान बड़ी मात्रा में जलवाष्प तरल पानी में परिवर्तित हो जाता है, जिससे कंप्रेसर के निकास पर संपीड़ित हवा की सापेक्ष आर्द्रता काफी कम हो जाती है।
उदाहरण के लिए, जब सिस्टम का दबाव 0.7 एमपीए हो और साँस ली गई हवा की सापेक्ष आर्द्रता 80% हो, तो भले ही एयर कंप्रेसर से निकलने वाली संपीड़ित हवा दबाव में संतृप्त हो, लेकिन संपीड़न से पहले वायुमंडलीय दबाव की स्थिति में परिवर्तित करने पर, इसकी सापेक्ष आर्द्रता केवल 6 से 10% रह जाती है। इसका अर्थ है कि संपीड़ित हवा में नमी की मात्रा काफी कम हो जाती है। हालांकि, गैस पाइपलाइन और गैस उपकरणों में तापमान धीरे-धीरे गिरने से, संपीड़ित हवा में बड़ी मात्रा में तरल पानी संघनित होता रहेगा।
संपीड़ित हवा में तेल का संदूषण कैसे होता है?
एयर कंप्रेसर का लुब्रिकेटिंग ऑयल, आसपास की हवा में मौजूद तेल वाष्प और निलंबित तेल की बूंदें, और सिस्टम में मौजूद वायवीय घटकों का लुब्रिकेटिंग ऑयल, संपीड़ित हवा में तेल प्रदूषण के मुख्य स्रोत हैं।
सेंट्रीफ्यूगल और डायाफ्राम एयर कंप्रेसर को छोड़कर, वर्तमान में उपयोग में आने वाले लगभग सभी एयर कंप्रेसर (विभिन्न तेल-मुक्त चिकनाई वाले एयर कंप्रेसर सहित) गैस पाइपलाइन में कमोबेश गंदा तेल (तेल की बूंदें, तेल की धुंध, तेल वाष्प और कार्बन विखंडन) छोड़ेंगे।
एयर कंप्रेसर के संपीड़न कक्ष का उच्च तापमान लगभग 5% से 6% तेल को वाष्पीकृत, विखंडित और ऑक्सीकृत कर देगा, और कार्बन और वार्निश फिल्म के रूप में एयर कंप्रेसर पाइप की भीतरी दीवार में जमा हो जाएगा, और हल्का अंश भाप और सूक्ष्म कणों के रूप में निलंबित हो जाएगा और संपीड़ित हवा द्वारा सिस्टम में लाया जाएगा।
संक्षेप में, जिन प्रणालियों को संचालन के दौरान चिकनाई वाले पदार्थों की आवश्यकता नहीं होती है, उनमें उपयोग की जाने वाली संपीड़ित हवा में मिश्रित सभी तेल और चिकनाई वाले पदार्थों को तेल-दूषित पदार्थ माना जा सकता है। जिन प्रणालियों को कार्य के दौरान चिकनाई वाले पदार्थों को मिलाने की आवश्यकता होती है, उनमें संपीड़ित हवा में मौजूद सभी जंग रोधी पेंट और कंप्रेसर तेल को तेल प्रदूषण अशुद्धियों के रूप में माना जाता है।
ठोस अशुद्धियाँ संपीड़ित हवा में कैसे प्रवेश करती हैं?
संपीड़ित वायु में ठोस अशुद्धियों के मुख्य स्रोत निम्नलिखित हैं:
① आसपास का वातावरण विभिन्न आकार के कणों वाली कई अशुद्धियों से मिश्रित होता है। भले ही एयर कंप्रेसर के सक्शन पोर्ट में एयर फिल्टर लगा हो, फिर भी आमतौर पर 5 माइक्रोमीटर से छोटे आकार की "एरोसोल" अशुद्धियाँ साँस के साथ कंप्रेसर में प्रवेश कर सकती हैं और संपीड़न प्रक्रिया के दौरान तेल और पानी के साथ मिलकर निकास पाइप में जा सकती हैं।
2. जब एयर कंप्रेसर काम कर रहा होता है, तो विभिन्न भागों के बीच घर्षण और टकराव, सीलों का पुराना होना और उनका गिरना, और उच्च तापमान पर चिकनाई वाले तेल का कार्बनीकरण और विखंडन, धातु के कण, रबर की धूल और कार्बनयुक्त विखंडन जैसे ठोस कणों को गैस पाइपलाइन में ले जाने का कारण बनता है।
पोस्ट करने का समय: 18 अप्रैल 2023
