空气压缩机排气量与功率选型计算书

空气压缩机排气量与功率设计计算,,,,,,,,,

序号,计算项目,符号表示,参数来源,计算公式,国际单位,计算结果,参数说明,规范依据,其他说明

一、基础设计参数输入,,,,,,,,,

1,安装地点海拔高度,H,设计值,用户输入,m,500.00,项目所在地海拔高度，影响吸气压力,GB50029-2014第3.0.4条,海拔超过1000m需修正

2,当地年平均大气压,P0,查表值,0.1013×(1-2.25577×10⁻⁵H)^5.25588,MPa,0.10,根据海拔高度计算当地大气压,GB50029-2014附录A,标准大气压为0.1013MPa

3,环境温度,T0,设计值,用户输入,℃,25.00,空压机吸气口环境温度,GB50029-2014第3.0.5条,超过40℃需特殊设计

4,吸气温度,T1,计算值,T0+273.15,K,298.15,热力学温度，环境温度加273.15,工程热力学,标准吸气温度293.15K

5,相对湿度,φ,设计值,用户输入,%,60.00,吸气口空气相对湿度,GB/T3853-2017,一般环境取60%~80%

6,额定排气压力(表压),P2,设计值,用户输入,MPa,0.70,用气设备所需工作压力,工艺设计要求,常用0.7~1.0MPa

7,排气绝对压力,P2a,计算值,P2+P0,MPa,0.80,表压加大气压得到绝对压力,工程热力学,压缩比计算基础

8,压缩比,ε,计算值,P2a/P0,,8.34,排气绝对压力与吸气绝对压力之比,压缩机设计手册,单级压缩比一般≤3.5

二、用气设备耗气量统计,,,,,,,,,

9,用气设备1额定耗气量,Q1,设计值,用户输入,m³/min,2.00,单台设备额定工况耗气量,设备厂家样本,按铭牌参数填写

10,用气设备1使用数量,n1,设计值,用户输入,台,5.00,该型号用气设备总台数,工艺平面布置图,

11,用气设备1同时使用系数,k1,设计值,用户输入,,0.80,多台设备同时使用概率系数,GB50029-2014第3.0.6条,5~10台取0.7~0.85

12,用气设备1计算耗气量,Qs1,计算值,Q1×n1×k1,m³/min,8.00,单种设备计算耗气量,工业供气设计手册,

13,用气设备2额定耗气量,Q2,设计值,用户输入,m³/min,1.50,单台设备额定工况耗气量,设备厂家样本,

14,用气设备2使用数量,n2,设计值,用户输入,台,8.00,该型号用气设备总台数,工艺平面布置图,

15,用气设备2同时使用系数,k2,设计值,用户输入,,0.70,多台设备同时使用概率系数,GB50029-2014第3.0.6条,10台以上取0.6~0.75

16,用气设备2计算耗气量,Qs2,计算值,Q2×n2×k2,m³/min,8.40,单种设备计算耗气量,工业供气设计手册,

17,用气设备3额定耗气量,Q3,设计值,用户输入,m³/min,0.50,单台设备额定工况耗气量,设备厂家样本,

18,用气设备3使用数量,n3,设计值,用户输入,台,10.00,该型号用气设备总台数,工艺平面布置图,

19,用气设备3同时使用系数,k3,设计值,用户输入,,0.60,多台设备同时使用概率系数,GB50029-2014第3.0.6条,10台以上取0.6~0.75

20,用气设备3计算耗气量,Qs3,计算值,Q3×n3×k3,m³/min,3.00,单种设备计算耗气量,工业供气设计手册,

21,气动工具及其他耗气量,Qq,设计值,用户输入,m³/min,1.00,吹气枪、气动吊具等零散用气,经验取值,占总耗气量5%~10%

22,设备总计算耗气量,Qz,计算值,Qs1+Qs2+Qs3+Qq,m³/min,20.40,所有用气设备计算耗气量之和,GB50029-2014第3.0.6条,未含泄漏及余量

三、修正系数计算,,,,,,,,,

23,管道泄漏系数,kl,选用值,经验选取,,1.15,考虑管网、阀门、接头泄漏,GB50029-2014第3.0.7条,管路复杂取大值

24,磨损余量系数,km,选用值,经验选取,,1.10,考虑长期运行磨损致效率下降,压缩机选型手册,老旧管道取1.15

25,海拔修正系数,kh,计算值,H≤1000取1；否则1-0.03·H/1000,,1.00,海拔升高导致密度降低修正,GB50029-2014附录B,每升高1000m约降3%

26,温度修正系数,kt,计算值,√(293.15/T1),,0.99,吸气温度升高导致排气量降修正,压缩机设计手册,每升高5℃约降1%

27,湿度修正系数,kφ,查表值,按相对湿度查表,,0.98,考虑水蒸气含量影响,GB/T3853-2017,相对湿度60%取0.98

28,总修正系数,K,计算值,kl·km/(kh·kt·kφ),,1.30,各项修正系数的综合值,空气压缩机选型技术规范,大于1需放大选型

四、所需空压机排气量计算,,,,,,,,,

29,所需总排气量,Q,计算值,Qz×K,m³/min,26.54,修正后系统所需总排气量,GB50029-2014第3.0.7条,选型基础依据

30,备用机组余量,kr,选用值,经验选取,,0.30,备用容量占工作机组比例,GB50029-2014第3.0.9条,3台以下设1台备用

31,工作机组台数初定,nw,计算值,"ROUNDUP(Q/10,0)",台,3.00,按单台10m³/min估算台数,选型经验,大流量少台，小流量多台

32,推荐单台额定排气量,Qd,计算值,Q/nw,m³/min,8.85,单台空压机额定工况排气量,GB50029-2014,选标准规格机型

33,选用机型排气量,Qs,选用值,查样本选用,m³/min,10.00,实际选用标准机型额定排气量,厂家样本,应≥推荐值

34,总装机台数(含备用),n,计算值,⌈Q/Qs⌉+备用,台,4.00,包含备用机组的总台数,GB50029-2014第3.0.9条,≥3台可共用备用

35,实际总排气量,Qtotal,计算值,n×Qs,m³/min,40.00,所有空压机运行总排气量,设备配置表,应满足最大用气需求

36,排气量裕度,ΔQ,计算值,(Qtotal/Q-1)×100,%,50.70,实际装机容量与需求的裕度,工业供气设计手册,宜10%~30%

37,排气量裕度判断,,判断值,裕度10%~50%为满足,,不满足,判断裕度是否合理,GB50029-2014第3.0.8条,过小供气不足过大不经济

五、空压机功率计算,,,,,,,,,

38,空气绝热指数,k,查表值,空气物性参数,,1.40,空气定压比热与定容比热之比,工程热力学,双原子气体取1.4

39,空压机吸气压力,P1,计算值,P0·(1-0.0065H/288.15)^5.2559,MPa,0.09,考虑海拔后的实际吸气压力,压缩机原理,

40,等温理论功率,Nis,计算值,P1·Qs·lnε/60×1000,kW,31.78,等温压缩过程理论功率,工程热力学,理想过程功耗最小

41,绝热理论功率,Nad,计算值,P1Qs·k/(k-1)(ε^((k-1)/k)-1)/60×1000,kW,43.68,绝热压缩过程理论功率,工程热力学,无冷却压缩过程

42,等温效率,ηis,选用值,查样本,,0.65,实际过程接近等温程度,GB/T13280-2015,螺杆机取0.6~0.75

43,绝热效率,ηad,选用值,查样本,,0.75,实际过程接近绝热程度,压缩机设计手册,螺杆机取0.7~0.85

44,机械效率,ηm,选用值,查样本,,0.92,考虑轴承齿轮摩擦损失,GB/T13280-2015,螺杆机取0.9~0.95

45,传动效率,ηc,选用值,查样本,,0.98,联轴器或皮带传动效率,机械设计手册,直联取0.99

46,电机效率,ηd,选用值,查样本,,0.94,驱动电机效率,GB18613-2020,二级能效取0.93~0.95

47,单台轴功率,Nsh,计算值,Nad/(ηad·ηm),kW,63.30,空压机主轴所需输入功率,GB/T3853-2017,选型核心参数

48,单台电机功率(计算),Nd,计算值,Nsh/(ηc·ηd)×1.1,kW,75.59,选配电机功率含10%余量,电机选型手册,防电机过载

49,选用电机额定功率,N,选用值,查样本,kW,75.00,实际选用标准电机额定功率,电机样本,应≥计算功率

50,电机功率裕度,ΔN,计算值,(N/Nd-1)×100,%,-0.80,电机额定功率裕度,GB50055-2011,宜10%~20%

51,电机功率判断,,判断值,裕度5%~25%为满足,,不满足,判断裕度是否合理,通用用电设备配电规范,过小易过载过大不经济

52,机组比功率,q,计算值,N/Qs,kW/(m³/min),7.50,单位排气量消耗功率,GB19153-2019,数值越小越节能

53,能效等级判断,,判断值,按GB19153-2019判定,,二级能效,对照国标判断能效等级,GB19153-2019,优先选一二级能效

六、机组选型综合验证,,,,,,,,,

54,空压机额定排气压力,Pn,选用值,查样本,MPa,0.80,选用机型额定排气压力,厂家样本,比工作压力高0.1~0.2MPa

55,排气压力验证,,判断值,Pn≥P2+0.05为满足,,满足,验证额定压力≥工作压力+损失,GB50029-2014第3.0.3条,考虑管路压降

56,工作机组数量,nwk,计算值,n-1,台,3.00,正常运行工作机组数量,设备运行方案,1台备用检修

57,故障状态排气量,Qfault,计算值,(n-1)×Qs,m³/min,30.00,1台故障时总排气量,故障工况分析,应满足基本生产

58,故障供气保障率,ηg,计算值,Qfault/Qz×100,%,147.10,故障状态供气量占需求比例,供气可靠性设计,应≥70%

59,故障供气判断,,判断值,保障率≥70%为满足,,满足,判断故障下能否保障生产,工业供气可靠性标准,关键场合≥80%

60,冷却水消耗量(水冷),Ww,计算值,N×0.25×n,m³/h,75.00,水冷机型冷却水消耗量,GB50029-2014第6章,风冷无此项

61,噪声声压级,Lw,选用值,查样本,dB(A),78.00,机组1m处噪声声压级,厂家样本,符合工业噪声标准

62,噪声判断,,判断值,Lw≤85dB为满足,,满足,判断噪声是否符合职业健康,GBZ1-2010,超标需加隔声罩

63,机组振动速度,V,选用值,查样本,mm/s,7.10,机组轴承处振动速度有效值,厂家样本,

64,振动判断,,判断值,V≤11.2为满足,,满足,判断振动是否在允许范围,GB/T6075.3-2011,大型机组适当放宽

七、运行经济性分析,,,,,,,,,

65,年运行时间,T,设计值,用户输入,h,6000.00,空压机年平均运行小时数,生产班次安排,三班制取6000~8000h

66,工业用电价格,e,设计值,用户输入,元/kWh,0.70,当地工业用电平均电价,供电局电价表,大工业按需量计费

67,平均负载率,ηf,选用值,经验选取,,0.75,实际负荷与额定负荷比,实际运行统计,加卸载频繁取低值

68,单台年耗电量,E1,计算值,N×T×ηf,kWh,337500.00,单台空压机年耗电量,电能消耗计算,

69,全站年耗电量,E,计算值,E1×(n-1),kWh,1012500.00,工作机组年总耗电量,能源统计,备用机不计能耗

70,年电费支出,C,计算值,E×e,元,708750.00,全年用电费用,经济评价,

71,单位压缩空气能耗成本,Ce,计算值,C/(Q×60×T×ηf),元/m³,0.10,每立方米压缩空气电能成本,成本核算,约0.1~0.15元/m³

72,设备投资概算,Ci,选用值,按报价,万元,80.00,空压机及后处理总投资,设备报价,含主机干燥机过滤器

73,年维护费用率,rm,选用值,经验选取,%,5.00,年维护费占投资比例,设备维护手册,螺杆机3%~5%

74,年维护费用,Cm,计算值,Ci×rm/100,万元,4.00,全年维护保养费用,成本核算,含三滤润滑油工时

75,年总运行成本,Ct,计算值,C/10000+Cm,万元,74.88,电费加维护费年总成本,技术经济分析,

76,静态投资回收期,Pt,计算值,Ci/Ct,年,1.07,投资回收年限,工程经济学,节能改造≤3年

八、最终选型结论,,,,,,,,,

77,推荐选型机型,,选用值,技术经济比选,,喷油螺杆式空气压缩机,推荐选用空压机类型,技术方案比选,0.7MPa优先螺杆机

78,单台额定排气量,,计算值,Qs,m³/min,10.00,最终选用机型额定排气量,设备最终参数,

79,单台额定排气压力,,计算值,Pn,MPa,0.80,最终选用机型额定排气压力,设备最终参数,

80,单台电机功率,,计算值,