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如何確定一個工廠的用氣量? 

發布時間:2019/07/25

確定一個新廠的壓縮空氣要求的傳統方法是將所有用氣設備的用氣量(m3/min)加起來,再考慮增加一個安全、泄漏和發展系數。

在一個現有工廠里,你只要作一些簡單的測試便可知道壓縮空氣供給量是否足夠。如不能,則可估算出還需增加多少。

 

 

舉例說明:

一般工業上空氣壓縮機的輸出壓力為0.69MPa(G),而送到設備使用點的壓力至少0.62MPa。這說明我們所用的典型空氣壓縮機有0.69MPa(G)的卸載壓力和0.62MPa(G)的筒體加載壓力或叫系統壓力。有了這些數字(或某一系統的卸載和加載值)我們便可確定。

(1)測試法——檢查現有空氣壓縮機氣量

 

定時泵氣試驗是一種比較容易精確的檢查現有空氣壓縮機氣量或輸出的方法,這將有助于判斷壓縮空氣的短缺不是由于機器的磨損或故障所造成的。
下面是進行定時泵氣試驗的程序:

A.儲氣罐容積,立方米
B.壓縮機儲氣罐之間管道的容積立方米
C.(A和B)總容積,立方米
D.壓縮機全載運行
E.關閉儲氣罐與工廠空氣系統之間的氣閥
F.儲氣罐放氣,將壓力降至0.48MPa(G)
G.很快關閉放氣閥
H.儲氣罐泵氣至0.69MPa(G)所需要的時間(秒)

現在你已有了確定現有壓縮機實際氣量所需要的數據,公式是:

C=V(P2-P1)60/(T)Pa

公式中:
C=壓縮機排氣量,m3/min
V=儲氣罐和管道容積,m3 (C項)
P2=最終卸載壓力,MPa(A)(H項+Pa)
P1=最初壓力,MPa(A) (F項+Pa)
Pa=大氣壓力,MPa(A)(海平面上為0.1MPa)
T= 時間,s

如果試驗數據的計算結果與你廠空氣壓縮機的額定氣量接近,你可以較為肯定,你廠空氣系統的負荷太高,從而需要增加供氣量。

(2)估算法——確定用氣量

V=V現有設備用氣量+V后處理設備用氣量+V泄漏量+V儲備量

(3)確定所需的增加壓縮空氣

 

根據將系統壓力提高到所需要壓力的空氣量,就能確定需要增加的壓縮空氣供氣量:

需要的m3/min=現有的m3/min(P2/P1)
式中,需要的m3/min=需要的壓縮空氣供氣量
現有的m3/min=現有的壓縮空氣供氣量
P2=需要的系統壓力,MPa(A)
P1=現有的系統壓力,MPa(A)
需增加的m3/min=需要的m3/min-現有的m3/min

結果就告訴你為滿足現有的用氣需求所要增加多少氣量。建議增加足夠的氣量以便不僅滿足目前的用氣要求,還把將來的需求和泄漏因素考慮進去。

(4)系統漏氣的影響

 

供氣量不足經常是由于或肯定是由于系統的泄漏,空氣系統漏氣是損失動力的一個連續根源,所以最好應當使其盡量少一些。幾個相當于1/4英寸小孔的小漏點,在0.69MPa壓力下可能漏掉多至2.8M³的壓縮空氣,這等于你損失一臺18.75Kw的空氣壓縮機的氣量,以電力每度0.4元,每年運行8000小時(三班制)計算,這些漏掉的空氣使你白白損失60000元。

大多數工廠都會提供維護人員和零件來堵漏。損壞的工具、閥、填料、接頭、滴管和軟管應及時檢查和修理。

工廠整個系統的泄漏可通過在不供氣情況下測定系統壓力(在儲氣筒體上側)從0.69MPa(G)降到0.62MPa(G)所需要的時間來診斷。利用泵氣試驗我們就可以算出整個系統的泄漏量:

泄漏量m3/min= V(P2-P1)60/90(Pa)
如漏氣率超過整個系統氣量的百分之五,就必須堵漏。

(5)選擇壓縮機的規格

你一旦確定工廠用氣的氣量(m3/min)和壓力(MPa(G))要求,便可選擇空氣壓縮機的規格。

(6)在選擇時你可能要考慮的因素包括:

目前的用氣量是多少?工廠擴建后的用氣量要求是多少?一般來說,用氣量的年增長率為10%。是否考慮將來要用特殊的制造工藝和工具?

理想的做法是螺桿式壓縮機和離心式壓縮機所定的規格應保證在調制和調節控制范圍正常工作。

單作用風冷往復式空氣壓縮機所確定的規格應保證在恒速控制系統的基礎上有30~40%的卸載時間。

水冷往復式空氣壓縮機可以連續工作,但選規格時最好考慮有20~25%緩沖或卸載時間。

研究各種型號的空氣壓縮機性能特點以估算動力成本,從而確定哪一種是滿足你廠目前和將來要求要求的最佳選擇。

工廠漏氣嚴重嗎?是否要堵漏計劃以便最終能減輕壓縮空氣系統的負荷?

你對所選空氣壓縮機的運行、維護、安裝和性能特點感到滿意嗎?

在選擇空氣壓縮機及其附加設備(如干燥機和過濾器)你是否已考慮到壓縮空氣的質量要求?

附加設備對你選擇空氣壓縮機有何影響?

你是否考慮過萬一主空氣壓縮機故障時的備用氣量?

各個班次是否需要用同樣氣量的壓縮空氣?

所選用的空氣壓縮機在用氣量較低時運轉情況怎樣?

可能要考慮用一臺較小的空氣壓縮機以便節約能源,避免主空氣壓縮機過多的循環和磨損。

工廠是否有需加一考慮的不尋常間歇峰值要求載荷?

工作壓力(排氣壓力)的選型:
當用戶準備選購空壓機時,首先要確定用氣端所需要的工作壓力,加上1-2 bar的余量,再選擇空壓機的壓力,(該余量是考慮從空壓機安裝地點到實際用氣端管路距離的壓力損失,根據距離的長短在1-2 bar之間適當考慮壓力余量)。當然,管路通徑的大小和轉彎點的多少也是影響壓力損失的因素,管路通徑越大且轉彎點越少,則壓力損失越??;反之,則壓力損失就越大。


因此,當空壓機與各用氣端管路之間距離太遠時,應適當放大主管路的通徑。如果環境條件符合空壓機的安裝要求且工況允許的話,可在用氣端就近安裝。

 

容積流量的選型: 

在選擇空壓機容積流量時,應先了解所有的用氣設備的容積流量,把流量的總數乘以1.2(即放大20%余量);
新項目上馬可根據設計院提供的流量值進行選型;
向用氣設備供應商了解用氣設備的容積流量參數進行選型;
空壓機站改造可參考原來參數值結合實際用氣情況進行選型;
合適的選型,對用戶本身和空壓機設備都有益處,選型過大浪費,選型過小可能造成空壓機長期處于加載狀態或用氣不夠或壓力打不上去等弊端。

 

功率與工作壓力、容積流量三者之間的關系
在功率不變的情況下,當轉速發生變化時,容積流量和工作壓力也相應發生變化;例如:一臺22KW的空壓機,在制造時確定工作壓力為7bar,根據壓縮機主機技術曲線計算轉速,排氣量為3.8  m3/min;當確定工作壓力為8bar時,轉速必須降低(否則驅動電機會超負荷),這時,排氣量為3.6 m3/min;因為,轉速降低了,排氣也相應減少了,依此類推。


功率的選型是在滿足工作壓力和容積流量的條件下,供電容量能滿足所匹配驅動電機的使用功率即可。


因此,選配空壓機的步驟是:先確定工作壓力,再定相應容積流量,最后是供電容量。

 
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