在工业制造和运营中,优化压缩空气管网系统是至关重要的。一个设计合理的输配系统不仅能够节约能源,还能确保气动工具持续以最佳状态工作。
为了构建高效的压缩空气输配系统,需满足以下三大核心要求:
一、维持低压降
这主要针对主管路的设计,需考虑到当前及未来对压缩空气的需求。相较于后期重建管网系统,初期就选用适当大尺寸的管路和配件更为经济。管网的布线、设计和尺寸选择对于压缩空气的生产效率、可靠性和成本控制具有决定性作用。例如,通过提高压缩机的工作压力来补偿管路中的压降损失。
固定式压缩空气管网的尺寸应确保从压缩机到偏远用气点的管路压降不超过特定阈值。还需考虑挠性软管、联接器及其他配件带来的压降。
二、计算管网允许长度及压降
利用以下公式,可计算出特定压降下压缩空气管网的允许长度上限,这对于管网的规划和设计至关重要:
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l - 管路总长度(以米为单位)
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∆p - 允许的管网压降(以巴为单位)
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p - 进口的绝对气压(以巴(绝)为单位)
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qc - 压缩机的排气量,以每秒升流速(FAD)表示
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d - 管路内径(以毫米为单位)
理想的设计是将压缩空气管路构成环绕用气区域的闭环系统,并通过分支管路将空气输送到各个用气点,确保供应的均匀性,即使是在间歇性使用的情况下。
三、管网设计与尺寸确定
在制定和确定压缩空气管网尺寸时,应先准备好设备清单及位置示意图,详细说明所有的压缩空气消耗设备。大型压缩空气管网可划分为四个主要部分:
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输送主管 - 负责将压缩空气从设施输送到用气区域。
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分配管路 - 负责在整个区域内分配压缩空气。
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工作场所管路 - 将空气从分配管路输送到具体的工作地点。
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压缩空气接头 - 连接最终用户与管网系统。
四、考虑空气速度的影响
在压缩空气管路布局和设计中,常常被忽视的是空气速度的因素。过高的空气速度可能导致背压、控制信号不稳定、湍流以及相关的压降。根据英国压缩空气协会 (BCAS) 的建议,保持空气速度在 6m/s 或更低可以防止湿气和碎屑进入控制装置。速度超过 9m/s 可能会带走气流中的水和碎屑。建议互连管路和总管的设计速度应控制在 6-7m/s 或更低,并确保不会超过安全阈值。
通过以上措施,可以确保压缩空气管网的稳定运行和高效使用,从而支持工业制造和运营的持续发展。