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浅谈机械制造企业压缩空气系统设计摘要：通过对机械制造企业用气特点及压缩空气设备性能分析，设计机械制造企业的压缩空气系统。
关键词：压缩空气系统机械制造企业工业企业生产过程中都使用压缩空气做为载能工质，生产和净化压缩空气的用电占企业生产用电量的10~20%左右，在企业规划设计时，做好压缩空气系统的规划设计，能有效降低公司能耗，减少生产成本，本文主要从空压机站房、设备选型、压缩空气管网等方面论述机械制造企业的压缩空气系统设计。
压缩空气在机械制造企业的主要用途是板材切割、设备控制、装配、喷涂、喷砂、吹扫等场合。
在生产过程压缩空气需求主要有以几个特点：①、压力从0.3MPa~1.5MPa都有设备使用，但主要集中在0.5MPa~0.65MPa范围内，只有切割机等小部分设备用气压力大于0.7MPa，铁屑及粉尘吹扫压力小于0.4MPa。
②、各零部件加工时间差异，生产过程中用气量波动大。
③、设备控制、装配等大部分设备、工艺用气含水量要求都低于4级（≦3℃），只有喷涂、试验及测量设备等少部分用气含水量要求在3级（≦-20℃）。
一、空压站设计1.1空压站选址目前输送压缩空气的管道主要有不锈钢、碳钢管、聚乙烯管道等。
因为受材质、制造工艺及使用过程中腐蚀影响，压缩空气管道存在一定的粗糙度，在输送压缩空气过程中，会产生压降，消耗能源，管道压降及能耗可用以下计算公式确定。
压降计算公式：△P压力=1.15（ρν2/2（103λL/d+∑Ꜫ))+10ρ，单位：paΡ--压缩空气密度；ν压缩空气流速；λ摩擦阻力系数；d管道内径；L管道长度；∑Ꜫ局部阻力系数总和管道压降产生能耗计算公式：∆P能耗=Ꜫ*（△P压降)/(p压力)*60：单位（kWh）例：一台空压机比功率为6kw/(m3/min)，末端需求压力为0.7MPa，当使用DN100管径的碳钢管输送压缩空气时，求输送每立方米气体增加的每米能耗。
解：1、根据压降公式计算每米管道的压降：△P压力=1.15（ρν2/2（103λL/d+∑Ꜫ))+10ρ(h2-h1)=1.15(1.28*10*10/2（1000*0.0352*1/100））=157pa。
常用空气压缩机选型参考面对市场上各式各样不同功效的压缩机，很多用户对压缩机的选型上无法有一个确切的认识，有时候是因为对不同压缩机的功效和性能不能完全了解，而导致无法合理选型，无法选择可靠、高效、节能的压缩机型。
根据用户的具体情况和实际工艺要求，选用适合生产需要的空气压缩机。
既不宜贪大求洋盲目选择优质高价的机型而多花费不必要的支出，也不能为了节省开支而一味选取故障频发的劣质机型充数，毕竟空气压缩机是工业生产中的重要动力设备。
现将常用的几种压缩机型的优缺点和其适用范围做一个简单的介绍，希望能为用户在选择压缩机的时候做一个参考。
若按照压缩机气体方式的不同，通常将压缩机分为两大类，即容积式和动力式（又名速度式）压缩机。
容积式和动力式压缩机由于其结构形式的不同，又做了以下分类：螺杆压缩机螺杆空压机是回转容积式压缩机的一种，在其中两个带有螺旋型齿轮的转子相互啮合，从而将气体压缩并排出。
螺杆空气压缩机按照数目分，分为单螺杆和双螺杆；按压缩过程中是否有润滑油参与分为喷油和无油螺杆空压机，无油压缩机又分为干式和喷水两种。
螺杆空压机总的来说结构简单，易损件少，排气温度低，压比大，尤其不怕气体中带液、带尘压缩，喷油螺杆式压缩机的出现，使动力工艺和制冷用的螺杆式压缩机（包括螺杆式空压机、螺杆式制冷机等）在国内外得到了飞速的发展。
工作原理螺杆式空气压缩机是利用阴阳螺杆转子的相互啮合使齿间容积不断减小、气体的压力不断提高，从而连续地产生压缩空气。
螺杆式空气压缩机也属于容积式压缩机，但由于螺杆机型的工作原理，决定了相对于活塞式空气压缩机而言，螺杆式空气压缩机供气稳定，一般不需要配备储气罐。
工作过程如下图所示。
主要优点1、可靠性高：螺杆空压机零部件少，易损件少，因而它运转可靠，寿命长。
2、操作维护方便：操作人员不必经过长时间的专业培训，可实现无人值守运转，操作相对简单，可按需要排气量供气。
3、动力平衡性好：螺杆空压机没有不平衡惯性力，机器可以平稳地高速工作，可实现无基础运转，特别适合用作移动式压缩机，体积小，重量轻，占地面积少。
压缩空气管理规程【正文】压缩空气管理规程第一章：引言1.1 背景介绍压缩空气是现代工业生产中不可或缺的重要能源之一。
为了确保生产的高效进行和工作环境的安全，制定一套完善的压缩空气管理规程至关重要。
1.2 目的和范围本管理规程的目的是为了明确压缩空气的使用和管理要求，规范压缩空气设备的操作和维护，确保设备正常运行和安全可靠。
第二章：压缩空气设备管理2.1 设备选型根据生产需求和工艺特点，选择合适的压缩空气设备。
对于设备选型，应考虑设备的型号、容量、压力等参数，确保设备能够满足工作要求。
2.2 设备安装根据设备的安装要求，将压缩空气设备安装在合适的位置，确保设备稳定、通风良好，并配备适当的防护设施，以防止意外事故发生。
2.3 设备操作严格按照设备操作手册的要求进行操作，确保设备正常运行。
操作人员必须经过培训，了解设备的工作原理和操作流程，熟悉安全操作规程。
2.4 设备维护定期检查和维护设备，包括清洁滤清器、检查油水分离器、紧固螺栓等。
设备维护记录应详细记录设备运行状况和维修情况，并定期进行维护保养。
第三章：压缩空气使用管理3.1 节约用气合理使用压缩空气，避免浪费和能源消耗。
制定用气计划，根据生产需要进行合理的调配，避免过度使用或闲置。
3.2 压力控制按照工艺要求合理控制设备的压缩空气输出压力，避免过高或过低压力对设备和产品质量产生不良影响。
3.3 气体净化根据工艺和产品要求，配置适当的气体净化设备，保证压缩空气的纯净度，避免污染物对产品造成污染。
第四章：安全管理4.1 安全教育对操作人员进行安全教育培训，使其掌握安全操作规程，提高安全意识和紧急处置能力。
4.2 预防措施采取必要的预防措施，确保设备和作业环境的安全。
如安装报警装置、灭火设备等，防范意外事故的发生。
4.3 应急处理建立完善的应急处理机制，设立应急预案，明确责任和处置流程，提高应对突发事故的能力。
第五章：附则5.1 考核与监督定期对压缩空气管理情况进行考核和监督，发现问题及时整改。
压缩空气系统方案（最终）一、系统概述压缩空气系统作为工业生产中的重要辅助系统，承担着为各类气动设备提供稳定气源的重要任务。
本方案旨在为您打造一套高效、节能、稳定的压缩空气系统，以满足生产需求，降低运营成本，提高生产效率。
二、系统设计原则1. 安全可靠：确保系统在各种工况下安全稳定运行，降低故障率。
2. 节能高效：选用高效节能的设备，降低能源消耗，提高系统能效。
3. 灵活扩展：充分考虑未来生产需求，预留一定扩展空间，便于系统升级。
4. 易于维护：采用标准化、模块化设计，便于日常维护和故障排查。
三、系统组成1. 空气压缩机：选用螺杆式空气压缩机，具有高效、节能、噪音低等优点。
2. 后处理设备：包括冷冻干燥机、吸附式干燥机、精密过滤器等，确保输出空气质量。
3. 储气罐：用于储存压缩空气，平衡系统压力波动，确保气源稳定。
4. 输气管道：采用优质不锈钢管道，减少气体损耗，降低系统阻力。
5. 控制系统：实现对整个压缩空气系统的实时监控、故障诊断和自动调节。
四、系统配置1. 空气压缩机：根据生产需求，配置相应功率的空气压缩机，确保供气稳定。
2. 后处理设备：根据用气质量要求，配置合适的干燥机和过滤器。
3. 储气罐：根据用气量和压力波动情况，选择合适容积的储气罐。
4. 输气管道：根据车间布局，合理规划管道走向，降低管道阻力。
5. 控制系统：采用智能化控制系统，实现设备联动、故障预警等功能。
五、系统优势1. 节能效果显著：本方案选用的空气压缩机具有较高的能效比，结合优化的系统设计，能够有效降低能耗，为企业节约运营成本。
2. 稳定性高：系统采用高品质组件，保证了长期稳定运行，减少了因设备故障导致的停机时间。
4. 噪音低：选用低噪音空气压缩机，并结合有效的隔音措施，为员工营造一个更舒适的工作环境。
5. 维护成本低：系统采用模块化设计，便于快速更换故障部件，减少维护工作量。
六、实施步骤1. 现场勘查：深入了解企业现有设备、生产需求及现场条件，为系统设计提供依据。
压缩空气系统的负荷分配优化是指通过合理的设备配置和运行管理，使系统中各个设备的负荷均衡分配，从而达到节能降耗、提高系统效率的目的。
以下是一些常见的压缩空气负荷分配优化方法：
1.设备选型：在选择空气压缩机时，应根据系统的实际需求和负载情况，选择合适的机型和规格，避免因选型不当导致系统负荷不均衡。
2.多机组合：在大型压缩空气系统中，可以采用多台空气压缩机组合的方式，使系统中的各个设备负荷均衡分配，同时提高系统的可靠性和稳定性。
3.压力控制：通过合理的压力控制，可以使系统中各个设备的负荷均衡分配，避免因压力过高或过低导致设备负荷不均衡。
4.管道优化：通过优化管道设计和布局，可以减小管道损失和压力损失，提高系统效率，同时使系统中各个设备的负荷均衡分配。
5.运行管理：通过合理的运行管理，包括设备维护、保养和调整等，可以使系统中各个设备的负荷均衡分配，同时提高系统的可靠性和稳定性。
需要注意的是，压缩空气负荷分配优化需要根据具体情况进行调整和优化，以达到最佳效果。
压缩空气站设计规范在设计压缩空气站之前，我们必须了解其功能和使用要求。
压缩空气站是一个重要的工业设施，用于提供压缩空气给各种设备和工艺。
因此，其设计必须符合一定的规范和标准，以确保其正常运行和安全性。
以下是设计压缩空气站时应考虑的一些规范。
1. 安全性规范首先，设计必须符合相关的安全规范和标准。
这包括建筑方面的规范，如防火、防爆等；设备方面的规范，如压缩机、冷却器等的安全性能要求；以及工艺方面的规范，如气体的处理、储存和输送的安全要求。
2. 环境保护规范设计应考虑环境污染的预防和控制。
这包括噪声、振动、废气和废水的控制。
压缩空气站通常会产生噪声和振动，因此在设计时应采取相应的隔音和减振措施。
废气和废水的处理也是必要的，以确保环境的安全和卫生。
3. 建筑设计规范压缩空气站通常需要建立在一个稳定的基础上。
建筑设计应考虑站点的地质和地形条件，以确保建筑的稳定性。
此外，还需要考虑适当的通风和照明，以提供一个安全和舒适的工作环境。
4. 设备选型和布置规范在设备的选型和布置上，应考虑以下要点。
首先，根据工艺要求和设备的负荷特性选择合适的压缩机和冷却器。
其次，设备的布置应符合操作和维护的要求，以便操作人员能够方便地进行维护和修理工作。
此外，还需要留出足够的空间进行扩建和备用设备的安装。
5. 运行和维护规范设计应考虑到运行和维护的便利性。
这包括通道和操作间的设置，以便操作人员能够方便地进行操作和维护工作。
此外，还需要考虑到设备的保养和检修的要求，以延长设备的寿命和保证其正常运行。
总之，设计压缩空气站时需要考虑安全性、环境保护、建筑、设备和运行维护等方面的规范要求。
只有满足这些规范，才能设计出安全、高效和可靠的压缩空气站。
压缩空气系统的设备选型
压缩空气站的设备一般包括产生压缩空气的空气压缩机和使气源净化的辅助设备。
气源净化辅助设备分为油水分离器、贮气罐、干燥机和过滤器。
空气压缩机：用以产生压缩空气，一般由电动机带动。
其吸气口装有空气过滤器以减少进入空气压缩机的杂质。
贮气罐：用以贮存压缩空气，稳定压缩空气的压力并除去部分油分和水
分。
油水分离器：用以分离并排出降温冷却的水滴、油滴、杂质等。
干燥机：用以进一步吸收或排除压缩空气中的水分和油分，使之成为干燥空气。
过滤器：用以进一步过滤压缩空气中的灰尘、杂质颗粒。
1、空气压缩机的选型
首先要确定用气端所需要的工作压力，加上1-2 bar的余量，再选择空压机的压力，（该余量是考虑从空压机安装地点到实际用气端管路距离的压力损失，根据距离的长短在1-2 bar之间适当考虑压力余量）。
当管路通径的大小和转弯点的多少也是影响压力损失的因素，管路通径越大且转弯点越少，则压力损失越小；反之，则压力损失就越大。
因此，当空压机与各用气端管路之间距离太远时，应适当放大主管路的通径。
如果环境条件符合空压机的安装要求且工况允许的话，可在用气端就近安装。
根据容积流量选型：
1、在选择空压机容积流量时，应先了解所有的用气设备的容积流量，把流量的总数乘以1.2（即放大20%余量）；
2、新项目上根据设计院提供的流量值进行选型；
3、向用气设备供应商了解用气设备的容积流量参数进行选型；
4、空压机站改造可参考原来参数值结合实际用气情况进行选型；
合适的选型，对用户本身和空压机设备都有益处，选型过大浪费，选型过小可能造成空压机长期处于加载状态或用气不够或压力打不上去等弊端。
2、其他设备的选择
2.1 储气罐的选型
储气罐容积大小是要根据空压机的容积流量、调节系统和用气设备的耗气量来决定。
当一个系统由几台空压机组成时，储气罐的容积大小是根据最大空压机的容积流量而确定的。
下面的公式可用于储气罐容积大小的确定，应按如下公式计算得出：
V=QS×t×P0/(P1-P2)
式中： V：储气罐总容量；
QS：供气设计总容量，NM3/min；
t：5~20min保持时间；
P0：大气压，绝压；
P1：正常操作压力，绝压；
P2：最低送出压力，绝压。
根据经验：一般储气罐的选择方式是按照空压机的容积流量（产气量）来决定的，一般原则是按照气量的10%-15%来选配，可以根据工况适当放大一些。
比如10立方的空压机可以选择2立方左右的罐子，20立方选择2-4立方的罐子。
2.2 干燥机的选型
干燥机是压缩空气除油、除水的关键设备。
1、根据压力露点来选择压缩空气干燥机的类型。
如果公司对压缩空气的干燥度要求不高，可选择冷冻式干燥机，露点温度一般在2-10℃；如果，公司对压缩空气的要求比较高的话，会配置吸附式干燥机，其压力露点比较低，一般在-20℃至-40℃；如果对压缩空气品质要求非常高，要求压力露点在-40℃至-70℃，则需选择组合式干燥机（冷冻式+吸附式干燥机）。
2、根据空压机排气量来选择压缩空气干燥机的大小。
空压机配干燥机的比例是1：1，比如排气量为1.5m³/min的空压机，建议选择处理气量为1.5m³
/min的干燥机，10m³/min的空压机配置10m³/min的干燥机。
根据理论计算公式如下：
Qe=Qb×Cjp×Cjt×Cit×Cht
式中：Qe：冷干机额定压缩空气处理流量；
Qb：所需处理的空气流量，即空压机排气量；
Cjp：进气压力修正系数；
Cjt：进气温度修正系数；
Cit：露点温度修正系数；
Cht：环境温度修正系数。
2.3 过滤器的选型
压缩空气过滤器选型方法：
1、选择过滤器的类型。
根据过滤对象的不同，选择不同类型的过滤器。
比如，在干燥机前部的过滤器，须选择初过滤器过滤压缩空气中的液态水、油类及杂质；安装在干燥机后端的过滤器，则应选择高精度过滤器来过滤压缩空气中的粉尘。
2、按所需处理的空气流量A（换算成标准状态下）选择相应规格的过滤器。
所选用的过滤器额定流量B与实际处理流量C之间应有如下关系：C≤B。
3、系统调试运行注意事项
在安装空压站时，有两点需要特别注意：
第一点就是空压机，储气罐，干燥机，过滤器，每个设备之间的距离一定要摆放好，空压机与储气罐之间的距离最好不能小于50厘米，储气罐的接法遵循低口进，高口出的原则，储气罐与初级过滤器之间的距离最好不要小于40厘米，初级过滤器与干燥机之间也不要小于40厘米，干燥机与后面的精密过滤器最好也要达到40厘米以上，因为距离太小了，会给以后维修各设备带来麻烦。
第二点就是摆放这些设备时，与空压机房四边墙体的直线距离要至少保留100厘米，这也是为以后维修设备方便最起码要留的空间距离，还有空压机房要保持良好的通风，必要时加装排风扇，做的这一切都是为了最大化发挥空压站的作用，最大程度保证空压机的使用寿命。
在这次压缩空气设备的选型过程中学习到了很多知识，熟悉了施工规范，更加加深了对规范和施工的理解，更加清楚的了解了这个系统，在以后的设备选型过程中有了参考、提供了经验，可以在以后的项目中使设备的使用率与工作年限达到最大，充分的利用现场的条件把这些细微、客观存在的事情做好，最大化实现对业主负责任的态度，也能更好的、快速的选型，便于更好的施工、提供效率。
