壓縮空氣站的設(shè)計與選擇建議.doc

壓縮空氣站的設(shè)計與選擇建議1, 應(yīng)充分地考慮現(xiàn)有的場地條件和環(huán)境保護(hù)要求,對新建.改建.擴(kuò)建的空壓機(jī)站和壓縮空氣 管道進(jìn)行設(shè)計;2, 設(shè)計參考原則:a. 盡可能地靠近負(fù)起中心或用氣設(shè)備附近;b. 供電,供水方便合理;c. 符合環(huán)境保護(hù)要求;d. 適應(yīng)企業(yè)發(fā)展需要,有擴(kuò)建的可能性;e. 盡可能地選擇全性能機(jī)型(即壓縮機(jī)與壓縮空氣干燥器組合機(jī)),根據(jù)不同生產(chǎn)部門的用氣量選擇配套,替代壓縮空氣站集中供氣,減少能耗損失,降低管道露點腐蝕污染源的再生,確保氣源供氣質(zhì)量穩(wěn)定可靠。f. 設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)和檢修方便；g. 最高環(huán)境溫度不宜超過40C；h. 設(shè)置壓縮機(jī)房時其通風(fēng)與排氣口設(shè)置合理，當(dāng)機(jī)組停用時應(yīng)保持無冰凍。i. 根據(jù)壓縮機(jī)所在環(huán)境的塵埃條件，空氣壓縮機(jī)的吸氣系統(tǒng)，必須 設(shè)置相應(yīng)有效的預(yù)過濾裝置 ；j. 壓縮機(jī)站的設(shè)計參考GBJ2990 壓縮空氣站設(shè)計規(guī)范中的有關(guān)條款要求實施；3有關(guān)計算：A. 壓縮空氣儲罐氣容積C的確定：( 壓縮機(jī)直接充注儲氣罐 )C = Fv * Vk * Pl * Tb / F * P *Tl式中：C = 儲氣罐容積，（升）Fv = 消耗相關(guān)系數(shù)；最大為0.25 (當(dāng)Vv : Vk = 0.5時)Vv = 壓縮空氣消耗量,(升 / 秒)Vk = 壓縮機(jī)供氣量,(升 / 秒)P1 = 吸氣壓力,(巴)Tb = 儲氣罐溫度,( K )F = 循環(huán)頻度= 1 / 60秒至1 / 20秒;P= 壓力開關(guān)上的壓力差,( 巴 )T1= 吸氣溫度,( K )B. 若考慮停電后須維持用氣時間而選擇儲氣罐容積時按下式確定:C = T * Q / 0.938 * P式中:C = 儲氣罐容積,( m 3 )T = 維持用氣時間,( min )Q = 最大耗氣量,( m 3 / min )P = 允許最大壓力差,( bar )C. 壓縮機(jī)空氣出口主管道的確定:D = / ( 450 * L * V 1.05 / P * p )式中:D = 管道內(nèi)徑,( mm )/-為開平方符號;L = 管道總長度,( m )V = 流量, ( 升 / 秒鐘) 1.05 為指數(shù);P = 絕對工作壓力, ( 巴 )p = 壓力降, ( 0.10.2 巴 )D. 壓縮機(jī)組所需的冷卻通風(fēng)量計算:U = Q / Cp * T式中:U = 冷卻風(fēng)量, ( m 3 / s )Q = 需導(dǎo)出的熱量, ( k J / s )Cp = 1.3 k J / m 3 * KT = 溫升, ( K )E. 通風(fēng)的基本要求:1. 使全部風(fēng)管盡可能短,并采用直管連接。2. 使輸入和輸出風(fēng)管截面直徑等于風(fēng)機(jī)的外徑以保持最小摩擦損失。3. 從房間排出的空氣量不能大于輸入的空氣量,吸力均勻的進(jìn)風(fēng)口的位置和尺寸往往與排風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計一樣重要。4. 通風(fēng)功率計算：W = 0.16 * U * H / 1000 ( 馬力 )式中：W = 風(fēng)扇電機(jī)功率，（ 馬力 ）U = 冷卻風(fēng)量，（英尺3 / 分 ）H = 壓頭（英寸水柱），即系統(tǒng)阻力；F. 使室內(nèi)空氣污濁的時間經(jīng)驗計算：( 即安全辦公空間計算方法 )按體積計算，空氣中氧氣含量低于12%，或二氧化碳含量大于5%，都被認(rèn)為對人體有危險。下面帶有一安全系數(shù)的公式常用以確定二氧化碳含量累積至3%需要的時間.T = 0.04 * V / R式中；T = 使空氣污濁的時間，（ 小時 ）V = 房間凈容積，（ 英尺3 ）（房間總?cè)莘e減去設(shè)備等所占的體積） R = 使用房間的人數(shù)。該公式只考慮使用者活動量為最小的條件，并假定沒有產(chǎn)生工業(yè)煙霧。也可作為房間內(nèi)的簡易測量二氧化碳含量的方法；（用于控制室的設(shè)計參考）G. 空調(diào)室的通風(fēng)排氣量可按比例12 m 3 / 小時*人的標(biāo)準(zhǔn)計算;H. 每個人在靜止?fàn)顟B(tài)時每小時的平均總熱量為400英熱單位 / 小時( 約101 千卡 ),工作狀態(tài)時,著衣情況下每人的熱負(fù)荷增加25 % ；I. 電動機(jī)增加熱負(fù)荷478 千卡 / 小時 * 千瓦；（2546 英熱單位 / 小時 * 馬力 ） 即 478 * 4.17 / 3600 = 0.55 k J / s 4. 經(jīng)驗參數(shù)及規(guī)則: 1 )確定壓縮機(jī)所需工作壓力時,應(yīng)考慮到: a )要符合實際情況確定規(guī)格,努力做到敷設(shè)的壓縮機(jī)組管網(wǎng)壓力降為0.1巴; b )連接冷凍式壓縮空氣干燥器時最大壓力降為5 %進(jìn)氣壓力( 7巴時;壓力降為0.35巴 ) c )連接吸附式壓縮空氣干燥器時最大壓力降為3 %進(jìn)氣壓力( 7巴時;壓力降為0.21巴 ) d )壓縮機(jī)的壓力開關(guān)( 或壓力控制器 )的壓差,即壓縮機(jī)加載與空載之間的壓差 。一般為：0.5 1.5 巴 ( 平均值: 0.8 巴 ) e )將這些壓力降全部加在一起,它比所需的用氣設(shè)備壓力高約1.5巴。 f. )其它管道附件與閥門及過濾器等的壓力降，可用其相當(dāng)?shù)墓荛L來表示和計算； g )當(dāng)工作壓力低于7巴時，壓縮空氣通過管網(wǎng)的壓力降應(yīng)不超過工作壓力的15 %； h )管道的經(jīng)濟(jì)流速：壓縮空氣管道為5 10 米 / 秒；油管為0.5 1.0 米 / 秒;自來水管為1 10 米 / 秒; i.)壓縮機(jī)組的主管道應(yīng)管徑相同,主管道的壓力降應(yīng)限制在0.01 0.04巴(儲氣灌,干燥器等壓力降另加 ); j )用于分配管與用氣設(shè)備的連接管道,其壓力降應(yīng)不超過0.03巴。 k.)管道最好以2 %至5 %的斜度布設(shè)，斜度方向與氣流方向相同，以便可能產(chǎn)生的冷凝水流往最低處（使用壓縮空氣干燥器后就不需加斜度）。 l.) 軟管的長度不宜超過3 至5米。波紋管的壓力降無論如何總大于直形管，所以應(yīng)選擇較大的截面。4壓縮機(jī)壓力開關(guān)的調(diào)整 根據(jù)以下數(shù)據(jù)確定:-用氣設(shè)備所需的工作壓力 P1; （壓縮機(jī)組的額定工作壓力應(yīng)大于卸載壓力）-管網(wǎng)的總壓力降 p1;-接干燥器的壓力降 p2;-壓力開關(guān)上的壓差調(diào)整量 p3據(jù)此,得到壓力開關(guān)調(diào)整值如下:卸載壓力 = P1 + p1 + p2 + p3 ( 上限值 )加載壓力 = P1 + p1 + p2 ( 下限值 )5. 壓縮機(jī)使用運行中壓力開關(guān)的啟閉循環(huán)頻度( 全負(fù)荷 / 空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換 )應(yīng)小于2次/ 分鐘, 最好為0.5 次 / 分鐘。頻度提高會引起某些壓縮部件及電器設(shè)備不必要的損壞或失控6 選壓縮機(jī)時，所選型號的氣量Vm應(yīng)高于平均或總用氣量Vz ,所高出的部分，用于充 注儲氣灌，該部分應(yīng)為總用氣量Vz 的15 %左右。如果壓縮機(jī)規(guī)格氣量核算過緊，即使設(shè)備始終全負(fù)荷運行，所需的管網(wǎng)壓力很難維持平穩(wěn)狀態(tài)。7 舉例計算:A. 選擇儲氣罐C; ( 已知條件如下: )壓縮機(jī)氣量 Vk = 167 l / s. (Vk = 10 m 3 / min )壓縮空氣用量 Vv = 141.7 l / s. ( Vv = 8.5 m 3 / min )儲氣罐的溫度 Pb = 311K. ( Pb = 38C )循環(huán)頻度過F = 1 / 60s. 壓力開關(guān)壓差 p = 0.8 bar.吸氣壓力 P1 = 1 bar.吸氣溫度 T1 =293K. ( T1 = 20C ) C = 0.25 * 167 * 1 * 311 / (1/60) * 0.8 * 293 = 3323.6 l / s ( 選C4 儲罐 )B. 考慮停電后須維持用氣時間而選擇儲氣罐C; ( 已知條件如下 )需要維持用氣時間 T = 15 min.最大耗氣量 Q = 1.5 m 3 / min.允許最大壓差 p = 2 bar.C = T * Q / 0.938 * p = 15 * 1.5 / 0.938 * 2 = 12 m 3 ( 選C12 儲氣罐 ) ( 上式用于電廠氣動控制核算用 )C. 用充氣法測量空壓機(jī)的排氣量; ( 參見GB 385383 標(biāo)準(zhǔn)的附錄A )前提條件：在溫度20 C時，吸氣壓力01Mpa (絕壓),相對濕度為0 C,以充0.1 m 3 儲氣容積為基準(zhǔn),提供如下簡便的計算公式:對于排氣壓力為0.7 Mpa 的空壓機(jī)按下式計算;T7 = 0.6345 / Qp (工作壓力為0.7 Mpa )式中:T7 = 充氣時間, minQp = 空壓機(jī)的額定排氣量, m 3 / min對于排氣壓力為1.0 Mpa 的空壓機(jī)按下式計算;T10 = 0.9087 / Qp (工作壓力為1.0 Mpa )1.應(yīng)用舉例：有一臺空壓機(jī)，銘牌標(biāo)示排氣量為0.63 m3 / min,排氣壓力為0.7 Mpa,儲氣罐標(biāo)牌標(biāo)示容積為0.12 m 3;將Qp = 0.63 m 3 / min代入得T7 = 0.6345 / 0.63 = 0.1007 (min) 即充滿0.1m 3 氣罐用時間為1.007 min ,那么,充滿0.12 m 3氣罐所用的時間為; T7 =0.12*1.007 / 0.1 = 1.21 ( min )開啟空壓機(jī),關(guān)閉供氣閥給儲氣罐充氣并計時。當(dāng)壓力表的壓力達(dá)到0.7 Mpa時,計時結(jié)束。如果計時器上所示計時時間等于或小于1.21 min ,說明此空壓機(jī)的排氣量等于或大于0.63 m 3 / min ,空壓機(jī)排氣量達(dá)到要求。（當(dāng)吸氣溫度為40 C時，計算的誤差約6 % 左右，所以按上式計算可估算出空壓機(jī)實際運行的排氣量; (僅作為參考或判斷的依據(jù)） 2.核算舉例：有一臺空壓機(jī)，標(biāo)牌上排氣壓力為1.0 Mpa ,機(jī)組配備儲氣罐容積為;4 m 3,關(guān)閉供氣閥，開啟壓縮機(jī)，充壓至1.0 Mpa ,用時1.8 min ;試核對其排氣量為多少: 充滿0.1 m 3耗時應(yīng)為; T10 = 1.8 * 0.1 / 4 = 0.045 (min)代入公式得; Qp = 0.9087 / 0.045 = 20.19 ( m 3 / min )故該機(jī)的額定排氣量約為20 m 3 / min 左右。（一般相差約10 % ） 3也可以按標(biāo)準(zhǔn)中的合格品的比功率（kw / m 3 /min）指標(biāo)除以實際公功率， 即可得到其排氣量參數(shù)（ 公稱值班），這是最低水平要求；如：JB / T 5305692 一般用噴油螺桿空氣壓縮機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量分等規(guī)定：驅(qū)動電動機(jī)為2245kw ,排氣壓力為0.7 Mpa ,其合格品比公率為;水冷式為:6.6 kw / m3 / min 風(fēng)冷式為:7.0 kw / m3 / min即45 kw的排起量為: 45 kw / 6.6kw / m3 /min = 6.8 m3 / min ( 水冷式 ) 45kw / 7.0 kw / m3 / min = 6.4 m3 / min ( 風(fēng)冷式 )(這是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的合格品要求,為最低水平的指標(biāo)要求,其它如此類推 )同時,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定2245kw ,排氣壓力為0.7Mpa ,其優(yōu)等品比公率為;水冷式為: 6.15 kw / m3 / min 風(fēng)冷式為: 6.5 kw / m3 / min即45 kw的排氣量為: 45 kw / 6.15 kw / m3 /min = 7.32 m3 / min (水冷式) 45 kw / 6.5 kw / m 3 / min = 6.92 m3 / min (風(fēng)冷式)( 優(yōu)等品排氣量與合格品排氣量相差為0.52 m3 / min )4. JB / T 5305692 一般用噴油螺桿空氣壓縮機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量分等 規(guī)定:螺桿空壓機(jī)潤滑油消耗量的質(zhì)量分等; ( 并不等于氣體含油量 )合格品為, 50 mg / m 3. 一等品為; 40 mg / m 3. 優(yōu)等品為,30 mg / m3按合格品指標(biāo)計算得出:a )每日耗油量 = (50mg / m3 * 60min * 24 h * Vk / 1000 = 72 * Vk 如排氣量Vk = 10 m 3 / min.則為: 72 * 10 = 720 g = 0.72 kg( 按此計算結(jié)果可確定潤滑油的加油量及加油時間表 ) 8