空壓系統(tǒng)原理及規(guī)劃.ppt

空壓系統(tǒng)原理及規(guī)劃 目錄 空壓系統(tǒng)簡介螺桿式空壓機干燥機簡介空壓系統(tǒng)設備選型空壓系統(tǒng)設計 空壓系統(tǒng)簡介 壓縮空氣的作用壓縮空氣是僅次于電力的第二大動力能源 又是具有多種用途的工藝氣源 其應用范圍遍及石油 化工 冶金 電力 機械 輕工 紡織 汽車制造 電子 食品 醫(yī)藥 生化 國防 科研等行業(yè)和部門 空壓系統(tǒng)簡介 空壓系統(tǒng)組成1 空氣壓縮機2 干燥設備3 儲氣罐及輸送管線4 空氣過濾設備 壓縮機的分類按工作原理分1 容積型壓縮機2 速度型壓縮機按壓縮機類型1 活塞式壓縮機2 螺桿式壓縮機3 離心式壓縮機 螺桿式空壓機 螺桿式壓縮機的工作原理1 進氣過程 當轉子經過入口時 空氣從軸向吸入主機 2 封閉過程 轉子經過入口后 一定體積的空氣被密封在兩個轉子形成的壓縮腔內 3 壓縮及輸送 隨著轉子轉動 壓縮腔的體積不斷減少 空氣壓力升高 4 排氣過程 空氣到達另一端的出口 壓縮完成 1 進氣過程 2 封閉過程 3 壓縮及輸送 4 排氣過程 壓縮工作過程 當兩個轉子的螺旋面在進氣口還沒有咬合時 壓縮行程就已經開始 這時 空氣被吸入主轉子凸面與次轉子凹面之間的空間 當兩個轉子轉動到進氣口封閉時 已吸入的空氣就被壓入凹凸面之間 然后 隨著轉子的咬合而朝軸向流動 隨著旋轉的繼續(xù) 更多的主轉子凸面與凹面咬合 正常的容積很快地被縮小 空氣壓力增大 與此同時 潤滑油被注入氣缸 以冷卻空氣壓縮產生的熱量 并密封內部間間隙 容積繼續(xù)縮小 壓力繼續(xù)增大 直至轉子轉到排氣口開啟 這時 空氣 潤滑油混合氣被排送到油箱 這一過程周而復始地進行 從而使排出的空氣連續(xù)不斷 均勻而又無沖擊力 空氣流程圖 ATLAS空壓機GA75W 油氣冷卻器 排氣止回閥 進氣閥 油過濾器 油止回閥 油氣分離器罐 安全閥 空氣過濾器 控制箱 壓縮機 連軸器 馬達 油氣冷卻器 控制箱 馬達 排氣止回閥 進氣閥 油過濾器 油止回閥 油氣分離器罐 壓縮機 連軸器 螺桿式空壓機常見故障 一 潤滑油消耗量太大1 油箱加油太滿 2 回油管堵塞 斷開或松脫 3 潤滑油分離器芯子破壞 4 潤滑油種類不同 有泡沫 5 最低壓力閥失靈 6 油管接頭或密封件漏油 二 潤滑油溫度太低1 溫控閥熱敏元件失靈2 卸載時間過長或室溫低三 潤滑油溫度太高1 環(huán)境通風不良2 溫控閥熱敏元件失靈3 冷卻器太臟 風冷 或冷卻水不良 水冷 4 油過濾器堵塞及斷油閥動作不良5 溫度表或溫度探頭故障 干燥機簡介 干燥機類型 1 吸附式干燥機壓力露點溫度 20 70 2 冷凍式干燥機壓力露點溫度2 10 空氣干燥原理 1 潮濕高溫的壓縮空氣流入熱交換器與從蒸發(fā)器排出來的冷空氣進行熱交換 使進入蒸發(fā)器壓縮空氣的溫度降低 2 降溫后的壓縮空氣流入蒸發(fā)器與制冷劑熱交換 壓縮空氣中的熱量被制冷劑帶走 壓縮空氣溫度急速下降 潮濕空氣中的水份因為達到飽和溫度迅速冷凝成水滴 經過氣水分離器分離后 冷凝水從自動排水閥處排出 經干燥后的空氣壓力露點可達2 3 降溫后的冷空氣流經空氣熱交換與入口的高溫空氣熱交換 經熱交換的冷空氣因吸收了入口空氣的熱量提升了溫度 同時空氣還經過冷凍系統(tǒng)的二次冷凝與高溫的冷媒再次熱交換使出口的溫度得到充分的加熱 確保出口空氣管路不結露 由于充分利用了出口空氣的冷源 降低了機臺冷凍系統(tǒng)的負荷確保了機臺出口空氣的質量 空壓系統(tǒng)設備選型 空壓機的選型干燥機的選型儲氣罐容積計算管徑計算過濾器的選型 空壓系統(tǒng)設備選型 空壓機的選擇主要依據氣動系統(tǒng)的工作壓力 流量 一 工作壓力氣源的工作壓力應比氣動系統(tǒng)中的最高工作壓力高20 左右 因為要考慮供氣管道的沿程損失和局部損失 如果系統(tǒng)中某些地方的工作壓力要求較低 可以采用減壓閥來供氣 空氣壓縮機的額定排氣壓力分為低壓 0 7 1 0MPa 中壓 1 0 10MPa 高壓 10 100MPa 和超高壓 100MPa以上 可根據實際需求來選擇 空壓系統(tǒng)設備選型 二 供氣量空氣壓縮機的總供氣量可按下面的經驗公式計算 qz qj K1 K2式中 qz 空氣壓縮機供氣量 m3 s 氣動設備利用系數K1 漏損系數 一般為K1 1 15 1 5 K2 備用系數 一般為1 3 1 6 qj 設備的平均自由空氣耗量 m3 s 空壓系統(tǒng)設備選型 型式選用時必須注意之事項 1 以全負載狀態(tài)下而言 離心式空氣壓縮機效率較高 因此極適于做為基載機臺或負載變化不大之場合 2 空氣壓縮機的運轉成本極高 一全年運轉4000小時以上之空氣壓縮機 所耗用之電力費用 可能已足夠新購一機臺 為此購買空氣壓縮機時 必須特別注意其運轉效率 3 有油式空氣壓縮機不但購買成本低 保養(yǎng)費用一般也較低 4 具進氣閥門容量調節(jié)控制之機臺 雖能提供較為穩(wěn)定壓力的壓縮空氣輸出 但使用此類機臺時應使其能在高負載下運轉 即使其實際供氣量盡量接近額定供氣量 干燥機的選型 1 壓縮空氣的實際流量2 壓力3 進氣溫度4 環(huán)境溫度5 壓力露點溫度 干燥機的選型 干燥機的空氣處理量Qs Qc C1 C2公式中 Qs 冷干機處理量 Nm3 min Qc 為空壓機的實際排氣量 m3 min C1 壓縮空氣壓力及溫度修正系數C2 環(huán)境溫度與壓力露點修正系數 干燥機的選型 表一壓縮空氣壓力及溫度修正系數C1 干燥機的選型 表二環(huán)境溫度與壓力露點修正系數C2 干燥機的選型 例 空壓機實際排氣量為10m3 min 工作壓力0 8Mpa 冷干機入口溫度為40 環(huán)境溫度40 要求壓力露點2 則冷干機處理量為Qs Qc C1 C2 查表一 表二 C1 0 77C2 1 22Qs 9 39m3 min 應選擇處理風量為10 7m3 min冷凍式干燥機 經驗公式 100HP空壓機對應5HP干燥機 現場機臺有冷凝水之原因分析1 冷凍干燥機冷媒不足或未開機2 空氣桶位于冷凍干燥機之后 或空氣桶過小3 現場出氣管線與主管線銜接方式不當4 現場主管線排水不良 無定期排水或自動排水裝置故障5 壓縮空氣使用設備之前排水裝置 三點組合中之過濾器 故障6 長時間停機后再開機時 沒進行排水即使用 儲氣罐容積計算 儲氣罐的選擇1 當空壓機或外部管網突然停止供氣時 氣動設備需要工作一定時間的話 則氣罐容積的計算公式為 V PaQmaxT 60 P1 P2 L 2 若空壓機的吸入流量是按氣動系統(tǒng)的平均耗氣量選定的 當氣動系統(tǒng)在最大耗氣量下工作時 則氣罐容積的計算公式為 V1 Qmax Qsa Pa P T 60 L 1 V P V1 P1 P2 2 其中 P1 停止供氣時的壓力 MPaP2 氣動系統(tǒng)允許的最低工作壓力 MPaP3 儲氣罐最高工作壓力 MPaPa 大氣壓力 Pa 0 1MPaQmax 氣動系統(tǒng)的最大耗氣量 L min 標準狀態(tài) T 停止供氣后應維持氣動系統(tǒng)正常工作的時間 sQsa 氣動系統(tǒng)的平均耗氣量 L min 標準狀態(tài) P 氣動系統(tǒng)的使用壓力 MPa 絕對壓力 Pa 0 1MPaT 氣動系統(tǒng)在最大耗氣量下的工作時間 sV1 儲氣罐有效儲氣容積經驗值 壓縮機最大排氣量 M3 MIN 的1 6 1 10 M3 過濾器的選擇 壓縮空氣管徑計算 D 1 533 Q P 0 5上式中D 最小管徑 inch Q 流量 Nm3 min P 絕對壓力 表壓力Kg cm2 1 033Kg cm2 空壓系統(tǒng)的設計 空壓站的規(guī)劃空壓站的組成及設備布置管路配置 空壓系統(tǒng)設計 空氣站的規(guī)劃1 靠近用氣中心 2 供水供電合理 3 避免在有散發(fā)爆炸性 腐蝕性 有毒氣體及粉塵的場所 4 宜有良好通風 并避免西曬 空氣站的組成和設備布置1 機器間距及通道凈距 2 空氣站地面宜采用水磨石地面 墻面宜抹灰刷白 3 空氣站室內溫度不宜高于40度 4 空氣站外墻應設通風口 其通風面積應滿足空壓機吸入風量及設備散熱要求 5 壓縮空氣管路與其它管路間距見下表 管網布置 直線配管最簡單且最為常見之壓縮空氣管線配管方式缺點 當某一工作站之用氣量突然增加時 則管路下游的壓降將急速增加 環(huán)狀配管可由雙方向急速補充氣體 使壓降減至最小程度 因此為得到較穩(wěn)定 穩(wěn)定之壓力及穩(wěn)定之氣量 之壓縮空氣供給 宜采用此種配管方式 空氣壓縮機的安裝位置不同的配管方式 A 單供應端環(huán)狀管線 B 多供應端環(huán)狀管線 C 單供應端直線管線 D 多供應端直線管線 主管路的配置輸送壓力在1 5MPa以下的壓縮空氣 管路內壓縮空氣的流速小于15m s將有利于避免管路產生壓降主管路應保持一樣的管徑 否則將導致較大的壓力損失 同時易引起管路損壞管路中應盡量減少使用管接頭 特別是90度彎 以及閥門 因為過多的連接環(huán)節(jié)將容易造成壓縮空氣的泄漏使空壓機與其它設備或管路的連接形成柔性連接 避免微振引起的管路松脫泄漏并隔絕共振 主管路的配置管路應采用鋼制的無縫管材耐壓測試應符合相應的技術條件輸送壓縮空氣的管路內壁必須保持潔凈 焊接后的管路應去渣防銹等處理 管線在設計及架設時必須呈一傾斜 角度約為1 2 并在每一段管線之最低點裝設排水裝置 空壓站閥門及管道的選擇DN65及以上采用法蘭直通式鑄鋼截止閥DN50以下采用全流量黃銅鍛造球閥管件等配件耐壓均為1 6Mpa 閥門安裝前必須嚴格按1 6Mpa試壓 檢驗合格后方可安裝空壓氣管DN80及以下采用厚壁有縫鍍鋅鋼管套絲連接 DN80以上采用鍍鋅無縫鋼管