压缩空气系统知识

第六章压缩空气系统知识§1.供气方案的确定§2.用气量的确定§3.机型的选择及组合§4.储气罐容积的确定§5.压缩空气管道系统§6.典型的压缩空气系统布置§1.供气方案的确定当用户提出压缩空气需求对，作为一个有经验的压缩空气系统销售工程师，必须为用户提出供气方案的建议。

那么如何来确定压缩空气供气方案呢？根据工厂规模、用气点分布情况、供气压力等级以及要求供应的压缩空气品质等因素在经综合考虑和技术经济比较后确定。

一般有以下几种供气方案：a）设集中压缩空气站供气。

这种方案主要用于中小型工厂和用气较为集中的大型工厂。

b）设区域性压缩空气站供气。

在工厂规模较大，压缩空气用气量大且主要用户又较分散时，为减少管网的压力损耗和保证重点用气点的使用，常用此种方案。

对区域站房之间应有管道连通，以达到相互调节负荷，互为备用的目的。

C）就地供气方案。

当工厂用气量不大，用气点少而分散时，可考虑用小空压机机组就用气点附近安置。

d）集中与分散相结合的供气方案。

在某些大、中型工厂里，其主要压缩空气用气较集中，次要较分散。

特别是夜间用气较少，宜采用此方案。

e）当工厂需要供应不同压力的压缩空气时，而低压用气量又较大时，应考虑采用不同压力等级的供气系统，配置不同压力的空压机。

以减少降压引起的能量浪费，但供气压力等级一般不宜超过二种，以减少初期设备的投资。

f）当工厂有部分用气点需要供应较高品质的压缩空气时，可考虑单独用一台无油润滑式空压机。

也可以考虑用集中供出的压缩空气，将部分后处理设备处理后来供气，具体采用那种方法，应视具体用气量的大小和用气点的位置等，经综合经济比较后确定。

综上所述，供气方案的确定是一个需要综合考虑的问题，它涉及到用户初期的投资，生产工艺流程的管理，特别是对扩大生产而增加压缩空气用气量的用户，更要结合原有的压缩空气供气系统的布置。

这里有一点值得我们提醒用户的地方是：如果采用喷油螺杆式空气压缩机，它不需要专门的空压机基础和站房，也不需要象活塞式空压机一样，非要专职的操作人员在旁监视它，所以我们应尽量避免采用集中供气，输送很长的距离的习惯供气方案，以达到既节约能源和投资，又能确保供气要求的目的。

§2.用气量的确定确定一个新厂的压缩空气要求的传统方法是将所有用气设备的用气量（m3/min）加起来，再考虑增加一个安全、泄漏和发展系数。

而对一个现有的工厂，你只要作一些简单的测试便可知道压缩空气供给量是否足够。

如不能，则可估算出还需增加多少。

一般工业上空气压缩机的输出压力为0.69MPa，而送到设备使用点的压力至少0.62MPa。

这说明我们所用的典型空气压缩机有0.69MPa的卸载压力和0.62MPa的筒体加载压力或叫系统压力。

有了这些数字（或某一系统的卸载和加载值）我们便可确定。

如果储气筒的压力低于名义加载点(0.62Mpa)或没有逐渐上升到卸载压力(0.69MPa)，就可能需要更多的空气。

当然始终要检查，确信没有大的泄漏，并且压缩机的卸载和控制系统都运行正常。

如果压缩机必须以高于0.69MPa(G)的压力工作才能提供0.62MPa(G)的系统压力，就要检查分配系统的管道尺寸也许太小，或是阻塞点，对于用气量还需增加多少气量，系统漏气产生什么影响，以及如何确定储气罐的尺寸以满足间歇的用气量峰值要求。

2-1．测试法——检查现有空气压缩机气量定时泵气试验是一种比较容易精确地检查现有空气压缩机气量或输出的方法。

这将有助于判断压缩空气的短缺不是由于机器的磨损或故障所造成的。

下面是进行定时泵气试验的程序：1)．储气罐容积，立方米2)．压缩机储气罐之间管道的容积,立方米3)．（A和B）总容积，立方米4)．压缩机全载运行5)．关闭储气罐与工厂空气系统之间的气阀6)．储气罐放气，将压力降至0.48MPa(G)7)．很快关闭放气阀，并打开供气阀8)．储气罐泵气至0.69MPa(G)所需要的时间，秒现在你已有了确定现有压缩机实际气量所需要的数据，然后就可以按下列公式进行计算：公式：式中：，Q--- 压缩机气量，m3/minV（P2 P1）60 V--- 储气罐和管道容积，m3（C项）Q = ————————————— P2---最终卸载压力，MPa(A)（H项＋PA）（T）PA P1---最初压力，MPa(A) （F项＋PA）PA---大气压力，MPa(A)（海平面上为0.1MPa）T---时间， s如果试验数据的计算结果与用户厂空气压缩机的额定气量接近，你可以较为肯定，用户厂空气系统的负荷太高，从而需要增加供气量。

2-2．总气量估算法：V = V现有设备用气量＋V后处理设备用气量＋V泄漏量＋V储备量2-3．确定所需增加的压缩空气量：根据将系统压力提高到所需要压力的空气量，就能确定需要增加的压缩空气供气量，P2需要的压缩空气量m3/min = 现有的m3/min —————P1式中，需要的m3/min = 需要的压缩空气供气量现有的m3/min = 现有的压缩空气供气量P2 = 需要的系统压力，MPa(A)P1 = 现有的系统压力，MPa(A)需增加的m3/min = 需要的m3/min －现有的m3/min结果就告诉你为满足现有的用气量需求，所要增加多少气量。

建议增加足够的气量以便不仅满足目前的用气要求，还把将来的需求和泄漏因素考虑进去。

2-4．系统漏气的影响：供气量不足经常是由于或肯定是由于系统的泄漏。

空气系统漏气是损失动力的一个连续根源，所以最好应当使其尽量少一些。

几个相当于1/4英寸小孔的小漏点，在0.69MPa压力下，可能漏掉多至2.8M3的压缩空气，这等于你损失一台18.75Kw的空气压缩机的气量。

以电力每度0.4元计，每年运行8000小时（三班制）计算，这些漏掉的空气使你白白损失60，000元。

大多数工厂都能提供维护人员和零件来“捉漏”。

损坏的工具。

阀、填料、接头、滴管和软管应及时检查和修理。

工厂整个系统的泄漏可通过在不供气情况下，测定系统压力(在储气筒体上测)从0.69MPa(G)降到0.62MPa(G)所需要的时间来诊断。

利用泵气试验，我们就可以算出整个系统的泄漏量：V（P2 P1）60泄漏量m3/min = —————————————90（PA）如漏气率超过整个系统气量的百分之五，就必须筑漏。

综上所述，用气量的确定也是一个较复杂的的问题，通常，我们应提醒用户在确定压缩机气量之前考虑以下几方面的问题：●工厂漏气严重吗？是否要捉漏后，再确定压缩空气系统的负荷？●你对现有空气压缩机的运行、维护、安装和性能特点感到满意吗？●在选择空气压缩机及其附加设备（如干燥机和过滤器）时，是否已考虑到压缩空气的耗气量？●附加设备和用气设备对你选择空气压缩机有何影响？●你是否考虑过万一主空气压缩机故障时的备用气量？●各个班次是否需要用同样气量的压缩空气？●所选用的空气压缩机在用气量较低时运转情况怎样？●工厂用气是否有不寻常间歇峰值要求载荷？2-5．估算工厂负载例题：举例一：如果正在运行的空气压缩机是一台37Kw回转式螺杆空压机。

设计工作压力为0.86MPa(g)气量为 5.6 m3/min，控制系统选在on/off模式。

运行后，空压机排气压力达到0.84MPa(g)。

如果用这台压缩机为系统供气，我们可得出什么结论？——假定控制系统、压力开关等都工作正常，那么空压机已达到其最大气量，并可知道该机型实际上是选得小了一点。

设备安装好后，不久工厂的用气量要求会超过压缩机的能力。

举例二：如果一台往复式空压机运行了共30分钟，而我们知道，其中全载运行20分钟，半载10分钟。

那么从中我们可得出什么结论？——全载 = 14 m3/min (14× 20) = 280 m3半载 = 7m3/min ( 7× 10) = 70 m3则；350/ 30min = 平均用气量11.67 m3/min举例三：假如有一台55Kw的风冷式空压机，在30分钟内，全载运行10分钟，卸载运行20分钟，问工厂的用气量是多少？55 Kw的压缩机气量约为9.9m3/min9.9m3/min×10min=99m30×20min=0m399/30min=3.3m3/min——说明用户选的空压机可减小，为满足瞬间用气量，可适当采用较大的储气罐。

§ 3.机型的选择及组合3-1．空压机选型投资分析：空气压缩机是压缩空气系统中，关键的、必不可少的、而又能耗很大的设备。

因此选择经济合理的空压机更为重要。

这里是一个空压机第一年运行成本的分析：这是国外所做的分析，它表明一台空压机，设备购置费用占第一年总投资费的13 %；维护保养及人工费占 10%；而能源消耗费（主要是电费）占 77 %。

这就要我们向用户提醒一个问题：在选择空压机时，千万别只考虑第一次设备的价格。

而选择高效节能的产品，初次增加的设备投资费完全可从日后节省的电费中得到回报，即它对工厂长期的运行成本有重要的意义，因为一台空压机将要使用几十年。

3-2．选择空压机的规格你一旦确定工厂用气的气量（m3/min）和压力（MPa(G)）要求，便可选择空气压缩机的规格。

在选择时你除了要考虑环境，例如：海拨的高度等对空压机气量的影响，还可能要考虑的因素包括：目前的用气量是多少？工厂扩建后的用气量要求是多少？一般来说,用气量的年增长率为5~10％。

是否考虑将来要用特殊的制造工艺和工具？1）理想的做法是回转螺杆式压缩机和离心式压缩机所定的规格，应保证在调制和调节控制范围内正常工作。

并且，力求使空压机的负荷气量在额定气量的70%以上工作，以求恒压和节能。

2）单作用风冷往复式空气压缩机所确定的规格，应保证在恒速控制系统的基础上有30~40％的卸载时间。

3）水冷往复空压机可连续工作，但在选规格时最好考虑有20~25％缓冲或卸载时间。

研究各种型号的空气压缩机的性能特点，估算动力成本，从而确定空压机的规格。

3-3．不同机型的空压机组合：各种空气压缩机的特点及用途，前面的章节已阐述。

对于同一个空气压缩站房内，应尽量使用相同的机型。

但考虑老站房的改造，常发生不同机型的并联。

此时必须按图中的方法连接。

当遇到螺杆空压机同往复式空压机并联时，应按上图所示设置隔离阀、冷凝水的排放阀及管路上的安全阀。

当两台螺杆空压机并联时，建议按下图所示联接。

螺杆式空压机同活塞式空压机并联两台螺杆式空气压缩机并联§ 4.储气罐容积的确定储气罐用于储存压缩空气以满足瞬间气量的需求，平缓排气压力的脉冲，并减少压缩机的加载循环次数。

在一个典型的0.69MPa压缩空气系统中，经验公式是压缩机的每0.028m3气量应有0.003785m3的储气空间，参见下一页上的储气罐尺寸选择表。