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如果壓縮空氣輸配系統(tǒng)不合格，將會導(dǎo)致能耗成本高、生產(chǎn)率低下和氣動(dòng)工具性能差等問題。為了避免效率低下，必須滿足以下三個(gè)要求。
1、壓縮機(jī)與用氣點(diǎn)之間的壓降要低
2、輸配管路漏氣量要盡可能小
3、如果沒有安裝壓縮空氣干燥機(jī)，則要合理地分離冷凝水
在本文中，我們將介紹如何滿足這些要求，以實(shí)現(xiàn)理想的性能。
一、如何讓壓縮機(jī)與用氣點(diǎn)之間保持低壓降
上面提到的三項(xiàng)要求主要適用于為當(dāng)前以及計(jì)劃的壓縮空氣用氣設(shè)備供氣的主管道。如果您需要在以后安裝規(guī)格更大的管道，所需的成本會低于重建整個(gè)輸配系統(tǒng)。管路布設(shè)、設(shè)計(jì)以及確定管道尺寸對于壓縮空氣的生產(chǎn)效率、可靠性和成本非常重要。
有時(shí)，可通過將壓縮機(jī)的工作壓力從 7 bar(e) 提高到 8 bar(e) 等方法，嘗試補(bǔ)償較大的壓降。但是，這種方法效率低下，還可能導(dǎo)致用氣點(diǎn)的壓力升高至超出許可水平。所以建議對管接頭進(jìn)行評估，而不要隨意升高壓力。
1、測量您的管網(wǎng)
對于固定式壓縮空氣輸配管網(wǎng)，應(yīng)合理地確定管道規(guī)格，以確保管道中的壓降不超過 0.1 bar。此測量值是指從壓縮機(jī)到相距最遠(yuǎn)的用氣點(diǎn)之間的壓降。計(jì)算壓力時(shí)，必須考慮連接的柔性軟管、聯(lián)結(jié)器和其他管接頭。因?yàn)榇蠓鶋航低ǔ０l(fā)生在這些連接處。
為保證不超過特定壓降，使用下式計(jì)算管網(wǎng)的最大許可長度。
l = 管道總長度 (m)
?p = 許可壓降 (bar)
p = 絕對進(jìn)氣壓力 (bar(a))
qc = 壓縮機(jī)排氣量，F(xiàn)AD (l/s)
d = 管道內(nèi)徑 (mm)。
2、構(gòu)建理想的系統(tǒng)
有效的方法包括設(shè)計(jì)一個(gè)閉環(huán)的環(huán)形管道系統(tǒng)，然后從這里接出通往各個(gè)用氣點(diǎn)的分支管路。這種方法可以提供均勻的壓縮空氣供應(yīng)，因?yàn)闀膬蓚€(gè)方向?yàn)橛脷恻c(diǎn)供氣。
為保持理想的壓力，所有空氣壓縮機(jī)裝置都應(yīng)使用這種系統(tǒng)。只有一種例外情況，就是在機(jī)器離用氣點(diǎn)比較遠(yuǎn)時(shí)，在這種情況下可以添加一條單獨(dú)的主管道。
二、儲氣罐的重要性
每個(gè)壓縮機(jī)裝置中都包含一個(gè)或多個(gè)儲氣罐，其規(guī)格與壓縮機(jī)的容量、調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及用氣設(shè)備的空氣需求模式有關(guān)。儲氣罐為壓縮空氣提供一個(gè)緩沖存儲區(qū)，并能平衡脈動(dòng)、冷卻空氣和收集冷凝水。
1、具備合適的容量
所以，貯氣罐必須配有冷凝水排放裝置。可使用下式確定貯氣罐的規(guī)格。請注意，此計(jì)算僅適用于具有卸載/加載調(diào)節(jié)功能的壓縮機(jī)。
V = 貯氣罐容積 (l)
qC = 壓縮機(jī) FAD (l/s)
p1 = 壓縮機(jī)進(jìn)氣壓力 (bar(a))
T1 = 壓縮機(jī)進(jìn)氣溫度上限 (K)
T0 = 貯氣罐中壓縮空氣的溫度 (K)
(pU -pL) = 加載與卸載的壓力設(shè)定值之差
fmax = 加載頻率上限(阿特拉斯·科普柯壓縮機(jī)為每 30 秒 1 個(gè)循環(huán))
對于變速驅(qū)動(dòng) (VSD) 壓縮機(jī)，所需的貯氣罐容積顯著減小。使用上式時(shí)，qc 應(yīng)取轉(zhuǎn)速下限時(shí)的 FAD。還有一點(diǎn)需要注意，建議不要依據(jù)短時(shí)間的高空氣需求來確定壓縮機(jī)/管網(wǎng)規(guī)格。
2、補(bǔ)償高空氣需求
在上述場景中，應(yīng)根據(jù)輸出上限確定單獨(dú)貯氣罐的規(guī)格，并將其放置在用氣點(diǎn)附近。在更極端的情況下，可將小規(guī)格的高壓壓縮機(jī)與較大的貯氣罐搭配使用。這種設(shè)置可滿足每次用氣時(shí)間較短、用氣量大但用氣間隔時(shí)間較長的應(yīng)用。
3、計(jì)算平均耗氣量
請務(wù)必考慮您的整體用氣情況，下式有助于滿足平均耗氣量。
V = 貯氣罐容積 (l)
q = 排空階段空氣流量 (l/s)
t = 排空階段時(shí)長 (s)
p1 = 管網(wǎng)中的正常工作壓力 (bar)
p2 = 耗氣設(shè)備正常工作所需壓力的下限 (bar)
L = 充氣階段的空氣需求量(1/工作循環(huán))。
上式?jīng)]有考慮壓縮機(jī)在排空階段仍能供應(yīng)空氣的情形。
三、設(shè)計(jì)壓縮空氣管網(wǎng)以及確定其規(guī)格
在設(shè)計(jì)壓縮空氣管網(wǎng)以及確定其規(guī)格時(shí)，可以從詳細(xì)列出了所有用氣點(diǎn)及其位置的設(shè)備列表入手。作為理想做法，應(yīng)將這些用氣點(diǎn)分成若干個(gè)邏輯單元組，然后每一組由接自空氣壓縮機(jī)設(shè)施豎管的同一根輸配管道供應(yīng)空氣。
大型壓縮空氣管網(wǎng)通常由四個(gè)主要部分組成：豎管、輸配管道、用氣管道、壓縮空氣接頭；豎管用于將壓縮空氣從壓縮機(jī)設(shè)施輸送至用氣區(qū)。輸配管道用于在整個(gè)輸配區(qū)域分配空氣。用氣管道用于將空氣從輸配管道接自工作場所/用氣點(diǎn)。
四、正確的管道系統(tǒng)
壓縮空氣的輸配會因管道中的摩擦而形成壓力損失。所以，壓縮機(jī)直接產(chǎn)生的壓力通常并不是全部可用。此外，閥門和彎管會產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)以及流向的變化。這些損耗會轉(zhuǎn)化為熱量，并導(dǎo)致壓降。
所以，需要確定管網(wǎng)各個(gè)部分(豎管、輸配管道和用氣管道)所需的管道長度?？墒褂冒幢壤L制的擬定管網(wǎng)平面圖作為計(jì)算依據(jù)，并通過為閥門、彎管、接頭等添加等效的管道長度，對管道長度進(jìn)行校正，如下圖所示。
作為上式的替代方法，可以使用計(jì)算圖(如下所示)找出合適的管道直徑。必須知道流量、壓力、許可壓降和管道長度，才能進(jìn)行此計(jì)算。然后，選用最接近計(jì)算結(jié)果的最大直徑的標(biāo)準(zhǔn)管道。
壓縮空氣裝置各部件的等效管道長度均使用接頭和管道部件列表進(jìn)行計(jì)算。此外，流動(dòng)阻力通過相應(yīng)的管道長度來表示。然后重新計(jì)算管網(wǎng)的選定規(guī)格，以確保壓降不會過大。對于大型裝置，應(yīng)對各個(gè)部分(用氣管道、輸配管道和豎管)進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算。
五、壓縮機(jī)裝置的流量測量
通過戰(zhàn)略性地布置空氣流量計(jì)，方便企業(yè)針對壓縮空氣的使用情況進(jìn)行內(nèi)部記賬和成本分?jǐn)?。壓縮空氣是一種生產(chǎn)資源，并構(gòu)成公司各個(gè)部門的生產(chǎn)成本。從這個(gè)角度來看，如果各個(gè)部門都能努力節(jié)省用氣量，則所有相關(guān)方都能從中獲益。
當(dāng)今市場上的流量計(jì)可提供許多讀數(shù)，包括可人工讀取的數(shù)值以及測量數(shù)據(jù)等。這些信息可以直接輸入到計(jì)算機(jī)或記帳模塊。流量計(jì)通常安裝在截止閥的旁邊。要特別注意對環(huán)形回路的測量，因?yàn)樵谶@種情況下儀表需要能夠測量正向和反向流量。
六、了解正確的壓縮空氣輸配
希望本文能幫助您合理地評估自己的設(shè)施，以便實(shí)現(xiàn)壓降非常小、漏氣非常少的出色性能。進(jìn)行評估時(shí)，上面給出的計(jì)算公式是很好的入手點(diǎn)。如果您依然不確定哪種才是理想方法，請隨時(shí)聯(lián)系我們。我們的團(tuán)隊(duì)非常樂意為您提供幫助。
