压缩空气站的设计与选择建议.doc

压缩空气站的设计与选择建议1, 应充分地考虑现有的场地条件和环境保护要求,对新建.改建.扩建的空压机站和压缩空气 管道进行设计;2, 设计参考原则:a. 尽可能地靠近负起中心或用气设备附近;b. 供电,供水方便合理;c. 符合环境保护要求;d. 适应企业发展需要,有扩建的可能性;e. 尽可能地选择全性能机型(即压缩机与压缩空气干燥器组合机),根据不同生产部门的用气量选择配套,替代压缩空气站集中供气,减少能耗损失,降低管道露点腐蚀污染源的再生,确保气源供气质量稳定可靠。f. 设备维护保养和检修方便；g. 最高环境温度不宜超过40C；h. 设置压缩机房时其通风与排气口设置合理，当机组停用时应保持无冰冻。i. 根据压缩机所在环境的尘埃条件，空气压缩机的吸气系统，必须 设置相应有效的预过滤装置 ；j. 压缩机站的设计参考GBJ2990 压缩空气站设计规范中的有关条款要求实施；3有关计算：A. 压缩空气储罐气容积C的确定：( 压缩机直接充注储气罐 )C = Fv * Vk * Pl * Tb / F * P *Tl式中：C = 储气罐容积，（升）Fv = 消耗相关系数；最大为0.25 (当Vv : Vk = 0.5时)Vv = 压缩空气消耗量,(升 / 秒)Vk = 压缩机供气量,(升 / 秒)P1 = 吸气压力,(巴)Tb = 储气罐温度,( K )F = 循环频度= 1 / 60秒至1 / 20秒;P= 压力开关上的压力差,( 巴 )T1= 吸气温度,( K )B. 若考虑停电后须维持用气时间而选择储气罐容积时按下式确定:C = T * Q / 0.938 * P式中:C = 储气罐容积,( m 3 )T = 维持用气时间,( min )Q = 最大耗气量,( m 3 / min )P = 允许最大压力差,( bar )C. 压缩机空气出口主管道的确定:D = / ( 450 * L * V 1.05 / P * p )式中:D = 管道内径,( mm )/-为开平方符号;L = 管道总长度,( m )V = 流量, ( 升 / 秒钟) 1.05 为指数;P = 绝对工作压力, ( 巴 )p = 压力降, ( 0.10.2 巴 )D. 压缩机组所需的冷却通风量计算:U = Q / Cp * T式中:U = 冷却风量, ( m 3 / s )Q = 需导出的热量, ( k J / s )Cp = 1.3 k J / m 3 * KT = 温升, ( K )E. 通风的基本要求:1. 使全部风管尽可能短,并采用直管连接。2. 使输入和输出风管截面直径等于风机的外径以保持最小摩擦损失。3. 从房间排出的空气量不能大于输入的空气量,吸力均匀的进风口的位置和尺寸往往与排风系统的设计一样重要。4. 通风功率计算：W = 0.16 * U * H / 1000 ( 马力 )式中：W = 风扇电机功率，（ 马力 ）U = 冷却风量，（英尺3 / 分 ）H = 压头（英寸水柱），即系统阻力；F. 使室内空气污浊的时间经验计算：( 即安全办公空间计算方法 )按体积计算，空气中氧气含量低于12%，或二氧化碳含量大于5%，都被认为对人体有危险。下面带有一安全系数的公式常用以确定二氧化碳含量累积至3%需要的时间.T = 0.04 * V / R式中；T = 使空气污浊的时间，（ 小时 ）V = 房间净容积，（ 英尺3 ）（房间总容积减去设备等所占的体积） R = 使用房间的人数。该公式只考虑使用者活动量为最小的条件，并假定没有产生工业烟雾。也可作为房间内的简易测量二氧化碳含量的方法；（用于控制室的设计参考）G. 空调室的通风排气量可按比例12 m 3 / 小时*人的标准计算;H. 每个人在静止状态时每小时的平均总热量为400英热单位 / 小时( 约101 千卡 ),工作状态时,着衣情况下每人的热负荷增加25 % ；I. 电动机增加热负荷478 千卡 / 小时 * 千瓦；（2546 英热单位 / 小时 * 马力 ） 即 478 * 4.17 / 3600 = 0.55 k J / s 4. 经验参数及规则: 1 )确定压缩机所需工作压力时,应考虑到: a )要符合实际情况确定规格,努力做到敷设的压缩机组管网压力降为0.1巴; b )连接冷冻式压缩空气干燥器时最大压力降为5 %进气压力( 7巴时;压力降为0.35巴 ) c )连接吸附式压缩空气干燥器时最大压力降为3 %进气压力( 7巴时;压力降为0.21巴 ) d )压缩机的压力开关( 或压力控制器 )的压差,即压缩机加载与空载之间的压差 。一般为：0.5 1.5 巴 ( 平均值: 0.8 巴 ) e )将这些压力降全部加在一起,它比所需的用气设备压力高约1.5巴。 f. )其它管道附件与阀门及过滤器等的压力降，可用其相当的管长来表示和计算； g )当工作压力低于7巴时，压缩空气通过管网的压力降应不超过工作压力的15 %； h )管道的经济流速：压缩空气管道为5 10 米 / 秒；油管为0.5 1.0 米 / 秒;自来水管为1 10 米 / 秒; i.)压缩机组的主管道应管径相同,主管道的压力降应限制在0.01 0.04巴(储气灌,干燥器等压力降另加 ); j )用于分配管与用气设备的连接管道,其压力降应不超过0.03巴。 k.)管道最好以2 %至5 %的斜度布设，斜度方向与气流方向相同，以便可能产生的冷凝水流往最低处（使用压缩空气干燥器后就不需加斜度）。 l.) 软管的长度不宜超过3 至5米。波纹管的压力降无论如何总大于直形管，所以应选择较大的截面。4压缩机压力开关的调整 根据以下数据确定:-用气设备所需的工作压力 P1; （压缩机组的额定工作压力应大于卸载压力）-管网的总压力降 p1;-接干燥器的压力降 p2;-压力开关上的压差调整量 p3据此,得到压力开关调整值如下:卸载压力 = P1 + p1 + p2 + p3 ( 上限值 )加载压力 = P1 + p1 + p2 ( 下限值 )5. 压缩机使用运行中压力开关的启闭循环频度( 全负荷 / 空转转换 )应小于2次/ 分钟, 最好为0.5 次 / 分钟。频度提高会引起某些压缩部件及电器设备不必要的损坏或失控6 选压缩机时，所选型号的气量Vm应高于平均或总用气量Vz ,所高出的部分，用于充 注储气灌，该部分应为总用气量Vz 的15 %左右。如果压缩机规格气量核算过紧，即使设备始终全负荷运行，所需的管网压力很难维持平稳状态。7 举例计算:A. 选择储气罐C; ( 已知条件如下: )压缩机气量 Vk = 167 l / s. (Vk = 10 m 3 / min )压缩空气用量 Vv = 141.7 l / s. ( Vv = 8.5 m 3 / min )储气罐的温度 Pb = 311K. ( Pb = 38C )循环频度过F = 1 / 60s. 压力开关压差 p = 0.8 bar.吸气压力 P1 = 1 bar.吸气温度 T1 =293K. ( T1 = 20C ) C = 0.25 * 167 * 1 * 311 / (1/60) * 0.8 * 293 = 3323.6 l / s ( 选C4 储罐 )B. 考虑停电后须维持用气时间而选择储气罐C; ( 已知条件如下 )需要维持用气时间 T = 15 min.最大耗气量 Q = 1.5 m 3 / min.允许最大压差 p = 2 bar.C = T * Q / 0.938 * p = 15 * 1.5 / 0.938 * 2 = 12 m 3 ( 选C12 储气罐 ) ( 上式用于电厂气动控制核算用 )C. 用充气法测量空压机的排气量; ( 参见GB 385383 标准的附录A )前提条件：在温度20 C时，吸气压力01Mpa (绝压),相对湿度为0 C,以充0.1 m 3 储气容积为基准,提供如下简便的计算公式:对于排气压力为0.7 Mpa 的空压机按下式计算;T7 = 0.6345 / Qp (工作压力为0.7 Mpa )式中:T7 = 充气时间, minQp = 空压机的额定排气量, m 3 / min对于排气压力为1.0 Mpa 的空压机按下式计算;T10 = 0.9087 / Qp (工作压力为1.0 Mpa )1.应用举例：有一台空压机，铭牌标示排气量为0.63 m3 / min,排气压力为0.7 Mpa,储气罐标牌标示容积为0.12 m 3;将Qp = 0.63 m 3 / min代入得T7 = 0.6345 / 0.63 = 0.1007 (min) 即充满0.1m 3 气罐用时间为1.007 min ,那么,充满0.12 m 3气罐所用的时间为; T7 =0.12*1.007 / 0.1 = 1.21 ( min )开启空压机,关闭供气阀给储气罐充气并计时。当压力表的压力达到0.7 Mpa时,计时结束。如果计时器上所示计时时间等于或小于1.21 min ,说明此空压机的排气量等于或大于0.63 m 3 / min ,空压机排气量达到要求。（当吸气温度为40 C时，计算的误差约6 % 左右，所以按上式计算可估算出空压机实际运行的排气量; (仅作为参考或判断的依据） 2.核算举例：有一台空压机，标牌上排气压力为1.0 Mpa ,机组配备储气罐容积为;4 m 3,关闭供气阀，开启压缩机，充压至1.0 Mpa ,用时1.8 min ;试核对其排气量为多少: 充满0.1 m 3耗时应为; T10 = 1.8 * 0.1 / 4 = 0.045 (min)代入公式得; Qp = 0.9087 / 0.045 = 20.19 ( m 3 / min )故该机的额定排气量约为20 m 3 / min 左右。（一般相差约10 % ） 3也可以按标准中的合格品的比功率（kw / m 3 /min）指标除以实际公功率， 即可得到其排气量参数（ 公称值班），这是最低水平要求；如：JB / T 5305692 一般用噴油螺杆空气压缩机产品质量分等规定：驱动电动机为2245kw ,排气压力为0.7 Mpa ,其合格品比公率为;水冷式为:6.6 kw / m3 / min 风冷式为:7.0 kw / m3 / min即45 kw的排起量为: 45 kw / 6.6kw / m3 /min = 6.8 m3 / min ( 水冷式 ) 45kw / 7.0 kw / m3 / min = 6.4 m3 / min ( 风冷式 )(这是行业标准规定的合格品要求,为最低水平的指标要求,其它如此类推 )同时,标准规定2245kw ,排气压力为0.7Mpa ,其优等品比公率为;水冷式为: 6.15 kw / m3 / min 风冷式为: 6.5 kw / m3 / min即45 kw的排气量为: 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 (风冷式)( 优等品排气量与合格品排气量相差为0.52 m3 / min )4. JB / T 5305692 一般用喷油螺杆空气压缩机产品质量分等 规定:螺杆空压机潤滑油消耗量的质量分等; ( 并不等于气体含油量 )合格品为, 50 mg / m 3. 一等品为; 40 mg / m 3. 优等品为,30 mg / m3按合格品指标计算得出:a )每日耗油量 = (50mg / m3 * 60min * 24 h * Vk / 1000 = 72 * Vk 如排气量Vk = 10 m 3 / min.则为: 72 * 10 = 720 g = 0.72 kg( 按此计算结果可确定润滑油的加油量及加油时间表 ) 8