Кислородные станции

Собираем кислородные станции на базе винтовых компрессоров Fini мощностью 2.2-315 кВт. В каталоге 381 позиция компрессоров, из них 40 безмасляных. Чистота кислорода 93-95% - это физический предел адсорбционной технологии PSA, связанный с поведением аргона на цеолите.

Состав станции: компрессор Fini, тракт подготовки воздуха (фильтры, осушитель), генератор кислорода Enger производительностью 20-1670 л/мин с рабочим давлением 8 бар, ресивер. 12 моделей генераторов в каталоге закрывают диапазон задач от лабораторного применения до промышленных объёмов.

Спиральные компрессоры в каталоге Fini - решение для задач, где винтовой компрессор не проходит по шуму. Уровень шума спиральной машины допускает размещение там, где винтовая машина не прошла бы по нормам: лаборатория, медицинский кабинет, чистое помещение, цех без отдельной компрессорной, здание рядом с жилой застройкой. Для винтовых машин предусмотрен шумозащитный кожух.

Расчёт станции ведётся по фактическому расходу кислорода, чистоте и режиму потребления вашего объекта. Пришлите требуемую производительность по кислороду (м³/час или л/мин), чистоту, рабочее давление, режим потребления, применение и параметры площадки - подготовим расчёт станции и КП.

Для полного расчёта нужны следующие данные: график работы (круглосуточно, смена, цикл); параметры площадки (помещение или улица, габариты, расстояние до жилой застройки); источник электропитания (напряжение, доступная мощность); требования по уровню шума, если объект рядом с жилыми домами; необходимость заправки баллонов, если да - количество баллонов за смену, объём и давление каждого баллона.

Ограничение 93-95% чистоты: аргон проходит через цеолит вместе с кислородом

Адсорбционная технология PSA разделяет воздух на молекулярном сите - цеолите. Азот задерживается в порах, кислород проходит дальше. В воздухе около 21% кислорода, 78% азота и около 1% аргона. Аргон по размеру молекулы и поведению на цеолите близок к кислороду, поэтому уходит вместе с ним в продуктовый поток.

Это не недостаток конкретной установки, а свойство самой технологии. Потолок чистоты адсорбционного кислорода - 93-95%, выше получить невозможно без перехода на криогенное разделение воздуха. Криогенная установка даёт чистоту до 99.9%, но это другая технология, другие капитальные затраты и другая единичная мощность - такие установки строятся для крупных промышленных объектов.

Для большинства применений 93-95% достаточно. Сварка и резка металла, аэрация воды в рыбоводстве и очистных сооружениях, озонирование, заправка баллонов для промышленных нужд - эти задачи решаются адсорбционным кислородом. Медицинский кислород тоже получают при этой чистоте, при условии соблюдения требований к сухости и отсутствию следов масла.

Если вашему объекту нужна чистота выше 95%, это изначально другой тип оборудования. Но если расход кислорода измеряется десятками кубометров в час, а не тысячами, адсорбционная станция остаётся единственным экономически оправданным решением.

Обезжиривание тракта и кислородсовместимые материалы арматуры и уплотнений

Обогащённая кислородом среда интенсифицирует горение. Масло в кислородном контуре - прямой путь к возгоранию или взрыву. Поэтому весь тракт после компрессора проходит обезжиривание, а арматура и уплотнения выполняются из кислородсовместимых материалов.

Трубопроводы - медь или нержавеющая сталь. Уплотнения - фторкаучук или тефлон, никаких резин на нефтяной основе. Запорная арматура имеет кислородный допуск, смазка седел и штоков либо отсутствует, либо выполнена кислородсовместимым составом.

Если компрессор масляный - тракт подготовки воздуха включает многоступенчатую очистку от масла: коалесцентные фильтры и угольную колонну для адсорбции паров масла. Если компрессор безмасляный (40 позиций в нашем каталоге) - тракт проще, но обезжиривание всё равно обязательно, потому что следы масла могут попасть из атмосферного воздуха.

Фиксированного состава тракта подготовки нет. Набор элементов определяется требованиями конкретного проекта: применение кислорода, требования к сухости и чистоте, наличие или отсутствие масла в компрессоре. Класс подготовки воздуха согласуется проектом.

Собственная генерация против жидкого кислорода с испарителем: экономика проекта

Снабжение кислородом решается двумя способами: собственная генерация или покупка жидкого кислорода с установкой испарителя. Жидкий кислород хранится в криогенной ёмкости, перед подачей потребителю испаряется и подогревается до рабочей температуры.

Капитальные затраты на испаритель и ёмкость ниже, чем на станцию: не нужен компрессор, генератор, тракт подготовки воздуха. Но эксплуатационные расходы постоянные: закупка жидкого кислорода, доставка, потери на испарение при хранении, простои ёмкости в ожидании заправки. Цена жидкого кислорода зависит от региона и объёма поставки.

Собственная генерация требует больших капитальных затрат - станция с компрессором и генератором. Но эксплуатационные расходы сводятся к электроэнергии: никаких закупок, доставок, простоев. Электричество стоит стабильно, тариф известен заранее, расход считается по паспорту оборудования.

Точка безубыточности определяется расходом кислорода и режимом потребления. Чем больше расход и чем стабильнее режим работы, тем быстрее окупается генерация. Если объект потребляет кислород круглосуточно, а расход измеряется десятками кубометров в час, срок окупаемости обычно укладывается в 1-3 года и зависит от тарифа на электроэнергию, цены жидкого кислорода с доставкой и коэффициента загрузки станции. Если расход эпизодический, а объём небольшой - жидкий кислород дешевле.

Уровень шума кислородной станции и требования санитарных норм для жилой застройки

Санитарные нормы ограничивают уровень шума на границе жилой застройки. СанПиН устанавливает предельные значения в дБА для дневного и ночного времени. Если кислородная станция размещается рядом с жилыми домами, уровень шума компрессора становится критическим параметром.

Винтовые компрессоры в шумозащитном кожухе снижают уровень шума до величин, допустимых для размещения в здании рядом с жилой зоной. Если станция устанавливается в помещении, дополнительная шумоизоляция стен и перекрытий снижает уровень шума ещё на несколько децибел.

На открытой площадке в черте населённого пункта размещение ограничено расстоянием до ближайших жилых домов. Компрессор работает непрерывно или циклами в зависимости от режима потребления кислорода, и если расстояние недостаточное, уровень шума превысит норматив.

Уровень шума конкретной модели компрессора указан в паспорте. При расчёте станции учитывается расстояние до жилой застройки, наличие помещения или необходимость размещения на улице, режим работы оборудования. Если объект находится в санитарной зоне или рядом с жилыми домами, это обязательный пункт опросного листа.

Спиральный компрессор без шумозащитного кожуха: размещение рядом с жилыми домами

Спиральные компрессоры в каталоге Fini имеют уровень шума ниже, чем винтовые машины той же производительности. Спиральная пара работает с меньшими зазорами и более плавным профилем сжатия, что снижает вибрацию и воздушный шум. Машина без кожуха занимает меньше места, проще в обслуживании, доступ к узлам открытый.

Для кислородной станции малой производительности спиральный компрессор - решение, которое позволяет разместить оборудование в лаборатории, медицинском кабинете, чистом помещении, цехе без отдельной компрессорной. Уровень шума спиральной машины - порядка 60 дБА по паспорту. Для цеха это допустимо, для лаборатории и медицинского кабинета размещение проверяется по нормативу конкретного помещения.

Диапазон производительности спиральных машин уже, чем у винтовых. Спиральный компрессор подходит для станций с расходом кислорода до 10-15 кубометров в час. Если расход выше - используется винтовой компрессор в шумозащитном кожухе, и задача размещения решается выбором помещения с достаточной шумоизоляцией или установкой станции на расстоянии от жилой застройки.

При запросе расчёта станции укажите, если объект находится рядом с жилыми домами или в помещении, где работают люди. Подберём компрессор с уровнем шума, соответствующим условиям размещения.

Рыбоводческое хозяйство в черте населённого пункта: непрерывная аэрация воды

Рыбоводство - применение с непрерывным круглосуточным потреблением кислорода. Аэрация воды барботажем поддерживает концентрацию растворённого кислорода на уровне, необходимом для жизнедеятельности рыбы в плотной посадке. Остановка подачи кислорода на несколько часов приводит к замору.

Режим работы станции: непрерывный, без остановов. Резервирование компрессора обязательно: либо параллельное включение двух машин с автоматическим переключением при отказе, либо резервный агрегат с возможностью запуска в течение 15-30 минут (время зависит от запаса кислорода в ресивере и объёма бассейнов). Расчёт станции ведётся по среднечасовому расходу кислорода, а не по пиковому, потому что режим стабильный.

Рыбоводческие хозяйства часто находятся в черте населённых пунктов или рядом с ними: нужен доступ к воде, электричеству, дорогам для вывоза продукции. Здесь важен низкий уровень шума станции, потому что расстояние до жилой застройки может быть небольшим. Спиральный компрессор или винтовая машина в шумозащитном кожухе решают эту задачу.

Заправка баллонов: генерация, накопление, дожим до 150-200 бар, заправочная рампа

Заправка баллонов кислородом - отдельная задача, отличается от прямой подачи газа потребителю. Состав оборудования: генератор кислорода с рабочим давлением 8 бар, ресивер-накопитель, бустерный компрессор для дожима до давления заправки (обычно 150-200 бар), заправочная рампа с манометрами и запорной арматурой.

Генератор работает в непрерывном режиме, накапливает кислород в ресивере. Когда ресивер заполнен, бустер запускается и дожимает порцию газа из ресивера в баллон через рампу. Заправка одного баллона занимает время, зависящее от объёма баллона, начального и конечного давления, производительности бустера.

Производительность генератора в кубометрах в час и число заправленных баллонов за смену - разные показатели. Генератор даёт кислород при давлении 8 бар, бустер дожимает его до 150-200 бар, объём газа в баллоне при высоком давлении больше, чем при рабочем давлении генератора. Связь между производительностью генератора и числом баллонов определяется расчётом.

Пришлите требуемое число баллонов за смену, объём и давление каждого баллона - рассчитаем производительность генератора, размер ресивера-накопителя, параметры бустера и состав станции.

Производительность в кубометрах в час и число заправленных баллонов за восьмичасовую смену

Связь между производительностью генератора и числом баллонов определяется через полезный объём кислорода в баллоне. Баллон объёмом 40 литров при давлении 150 бар содержит примерно 6 кубометров газа, приведённых к нормальным условиям. Генератор производительностью 30 кубометров в час за восьмичасовую смену даёт 240 кубометров, это около 40 баллонов по 6 кубометров каждый.

Реальное число баллонов меньше расчётного, потому что бустер работает циклами, а генератор часть времени наполняет ресивер-накопитель. Коэффициент использования времени зависит от соотношения производительности генератора и бустера, размера ресивера, режима заправки. Точный расчёт требует данных о конкретном оборудовании и режиме работы.

Если нужно заправлять баллоны с давлением выше 150 бар или баллоны большего объёма, производительность генератора пересчитывается с учётом увеличенного полезного объёма каждого баллона. Для заправки баллонов на 200 бар требуется бустер с соответствующим рабочим давлением.

Сварка и резка металла: пиковый расход кислорода и длительность рабочего цикла

Сварка и резка металла - применение с пиковым расходом кислорода. Горелка или резак потребляет газ с высокой интенсивностью во время работы, но работает не непрерывно, а циклами. Пост сварки включается на несколько минут, затем следует перерыв на смену заготовки, перемещение, контроль шва.

Расчёт станции ведётся по среднечасовому расходу кислорода с учётом коэффициента использования оборудования. Если пост сварки работает 20 минут в час, а остальное время простаивает, коэффициент использования составляет примерно треть. Станция считается на треть от пикового расхода поста, а не на полный пик.

Ресивер кислорода компенсирует пиковый расход. Во время работы поста ресивер отдаёт газ, во время перерыва генератор пополняет запас. Размер ресивера определяется длительностью рабочего цикла и перерывов: чем дольше цикл, тем больше ресивер.

Если постов сварки несколько и они работают не синхронно, станция считается по суммарному среднечасовому расходу. Вероятность одновременной работы всех постов на пике низкая, поэтому расчёт по сумме средних даёт экономию по мощности станции без риска нехватки газа.

Аэрация очистных сооружений: барботаж кислорода в биологические реакторы

Очистные сооружения используют кислород для аэрации биологических реакторов. Аэробные бактерии разлагают органические загрязнения в сточной воде, для их жизнедеятельности требуется растворённый кислород. Барботаж кислорода через диффузоры на дне реактора поддерживает концентрацию газа на уровне, необходимом для работы биоценоза.

Режим работы станции: непрерывный, круглосуточный. Остановка аэрации приводит к гибели бактерий и нарушению режима очистки, восстановление биоценоза занимает дни. Поэтому резервирование компрессора обязательно.

Расход кислорода определяется объёмом сточных вод и концентрацией загрязнений. Чем выше БПК (биохимическое потребление кислорода) исходной воды, тем больше кислорода требуется для её окисления. Расчёт станции ведётся по среднечасовому расходу с учётом неравномерности поступления стоков в течение суток.

Пришлите объём сточных вод, БПК исходной воды, требуемую степень очистки - рассчитаем расход кислорода и подберём станцию. Если режим поступления стоков неравномерный, укажите график нагрузки по часам суток.

Озонирование питьевой воды: кислород как сырьё для генератора озона

Озонирование питьевой воды использует озон для обеззараживания и окисления примесей. Озон получают из кислорода в генераторе озона электрическим разрядом. Для генератора озона нужен кислород высокой чистоты (93-95% адсорбционной технологии достаточно) и высокой сухости: точка росы под давлением должна исключать конденсацию влаги в генераторе.

Режим работы кислородной станции определяется режимом работы генератора озона. Если водоочистная станция работает круглосуточно, кислородная станция тоже работает непрерывно. Расчёт станции ведётся по расходу кислорода генератора озона, а не по расходу обрабатываемой воды.

Тракт подготовки воздуха включает осушитель с точкой росы под давлением, достаточной для предотвращения конденсации. Адсорбционные осушители обеспечивают точку росы до минус 40 градусов и ниже, что соответствует требованиям большинства генераторов озона.

Медицинское применение кислорода: стандарты качества и допуски оборудования

Медицинский кислород имеет повышенные требования к чистоте, сухости и безопасности. Адсорбционная технология PSA с чистотой 93-95% соответствует требованиям для медицинского применения. Дополнительные требования: обезжиривание всего тракта после компрессора, кислородсовместимые материалы арматуры и уплотнений, контроль точки росы, отсутствие следов масла.

Оборудование для медицинского кислорода должно иметь соответствующие допуски. Генератор кислорода, компрессор, тракт подготовки воздуха проходят сертификацию для медицинского применения. Документация на оборудование включает сертификаты и декларации соответствия.

Режим работы медицинской кислородной станции обычно непрерывный, потому что подача газа не может прерываться. Резервирование компрессора и генератора обязательно, либо через параллельное включение агрегатов, либо через резервную машину с автоматическим запуском при отказе основной.

Расчёт станции ведётся по расходу кислорода медицинского объекта с учётом числа коек, типа отделений, наличия операционных и реанимации. Пришлите параметры объекта, требования к допускам оборудования - подберём станцию с сертифицированным оборудованием и рассчитаем состав.

Собственная генерация против баллонов: расчёт точки безубыточности по расходу газа

Баллоны с кислородом - привычный способ снабжения для объектов с небольшим расходом. Капитальные затраты минимальны: не нужна станция, достаточно рампы для подключения баллонов и редуктора. Но эксплуатационные расходы высокие: покупка кислорода в баллонах, доставка, возврат пустых баллонов, аренда тары, если баллоны арендованные.

Собственная генерация требует станции с компрессором и генератором - это капитальные затраты. Эксплуатационные расходы сводятся к электроэнергии: кислород вырабатывается на месте, никаких закупок и доставок. Электричество стоит стабильно, тариф известен, расход считается по паспорту оборудования.

Точка безубыточности определяется расходом кислорода. При малом расходе (несколько баллонов в неделю) баллоны выгоднее: капитальные затраты на станцию не окупятся экономией на эксплуатации. При большом расходе (десятки баллонов в месяц) станция окупается за год-два, дальше каждый кубометр кислорода стоит только электричество.

Расчёт экономики проекта строится на фактическом расходе кислорода, режиме работы, цене баллонов в вашем регионе с учётом доставки и аренды тары, стоимости электроэнергии. Покажем срок окупаемости станции и точку, после которой собственная генерация дешевле баллонов.

Пример решения

Типовой проект кислородной станции для рыбоводческого хозяйства: расход кислорода 50 кубометров в час, чистота 93%, режим работы непрерывный круглосуточный, применение - аэрация прудов. Состав станции: винтовой компрессор Fini мощностью 22 кВт с частотным преобразователем, рефрижераторный осушитель с точкой росы +3°C под давлением 8 бар, фильтры сжатого воздуха класса 1.4.1 по ISO 8573-1 (частицы, вода, масло), генератор кислорода Enger производительностью 800 литров в минуту, ресивер кислорода 500 литров.

Хозяйство находится в черте посёлка, расстояние до ближайших жилых домов 80 метров. Компрессор в шумозащитном кожухе, станция размещена в помещении с дополнительной шумоизоляцией стен. Уровень шума на границе участка составил 48 дБА днём и 42 дБА ночью, что соответствует СанПиН 1.2.3685-21 для жилой застройки (55 дБА днём, 45 дБА ночью).

Расчёт экономики проекта показал окупаемость станции за 18 месяцев по сравнению с закупкой кислорода в баллонах. После запуска станции эксплуатационные расходы снизились до стоимости электроэнергии.

Этапы работы после обращения

После получения вашей заявки высылаем опросный лист для уточнения параметров объекта: требуемая производительность по кислороду, чистота, рабочее давление, режим потребления, применение, параметры площадки, электропитание, требования по уровню шума, необходимость заправки баллонов.

На основании заполненного опросного листа выполняем расчёт станции: подбираем компрессор по производительности и мощности, генератор кислорода по требуемой производительности и чистоте, состав тракта подготовки воздуха, размер ресивера. Рассчитываем экономику проекта и показываем точку безубыточности собственной генерации против альтернативных способов снабжения кислородом.

Согласовываем состав станции и компоновку оборудования: размещение в помещении или на открытой площадке, габариты, подключение к электропитанию и потребителям. Подготавливаем коммерческое предложение с составом оборудования, стоимостью поставки, монтажа и пусконаладки.

После согласования КП выполняем поставку оборудования, монтаж станции на объекте, пусконаладку и обучение персонала. Сервисное обслуживание станции включает регламентные работы, замену расходных материалов, ремонт при необходимости.

Производительность по кислороду (м³/ч или л/мин), чистота (%), рабочее давление (бар), режим потребления (непрерывный, периодический, пиковый), график работы (круглосуточно, смена, цикл), применение (сварка, аэрация, озонирование, медицина, заправка баллонов, другое).

Параметры площадки: помещение или улица, габариты, расстояние до жилой застройки; источник электропитания (напряжение, доступная мощность); требования по уровню шума, если объект рядом с жилыми домами; требуется ли заправка баллонов, если да - количество баллонов за смену, объём и давление каждого баллона.

Рассчитаем станцию, точку безубыточности и подготовим КП.

Частые вопросы