空气压缩站集中控制系统设计

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。

空压机集控优化方案的实施摘要：本文介绍了空压站的组成，对原空压机组控制系统的构成和存在问题进行了解析，提出了升级改造的方案。

关键词：空压机；集控优化；方案；实施1空压站的组成空压站的组成主要包括：空气过滤器、压缩机、干燥器、储气罐、空压站控制系统，其主要工艺流程如图1所示。

1.1空气过滤器空气过滤器的作用是将原料空气中灰尘和机械杂质过滤掉，保证进入空压机的气体干净。

过滤器主要由滤芯和壳体组成，滤芯在长期运行过程中需要进行定期吹扫清洁，以保证正常运行，吹扫分为定时、定阻两种方式。

为实现滤芯定时、定阻吹扫，在过滤器的现场操作箱中分别安装有响应的仪表，即定时器和压力开关。

吹扫控制方式为：人工设置定时器的清洁间隔时间，当设定的时间到时，电磁阀动作打开气源吹扫滤芯；或人工设定压力开关的动作值，当滤芯阻力达到设定值时电磁阀动作开始吹扫滤芯。

根据实际运行状况运行人员可以自行选择吹扫的方式，也可以开启手动吹扫模式，其中手动吹扫模式优先级最高。

1.2空气压缩机空气压缩机机组是空压站的主体设备，主要包括空气系统、油系统、水系统、电气控制系统。

图2为空气压缩机组系统图。

空气系统。

由过滤器过滤后的空气经入口导叶进入空气压缩机一级压缩，一级压缩后的空气经一级空冷器冷却后进入二级压缩；同理二级压缩后的空气经二级空冷器后进入三级压缩系统；经三级压缩后空气进入终级空冷器，最终产出具有一定压力的空气。

为保证空压机的正常安全运行，在运行过程中需要实时监测各级的轴振动及级间空气温度。

油系统。

油系统在压缩空气系统中的作用是润滑轴承、减少运行阻力以及降低轴承温度。

油系统运行时应实时监测油温和油压值，保证油温和油压值在设定范围内，确保空气压缩机的运行环境。

水系统。

水系统在空压机运行中是不可或缺的，空冷器的冷量来自水系统，油系统的油冷却冷量来自水系统。

1.3空气干燥器干燥器用于清除压缩空气中的水份，使压缩空气的露点小于零下40℃。

干燥器根据变压、变温及吸附的原理清除压缩空气中的水份，并利用空压机的余热再生吸附剂。

集中控制系统在空气压缩站节能改造中的应用文章对空压机的运行特点以及节能优化改进措施进行了阐述，着重介绍了集中控制技术中变频调速及余热回收技术的节能优化，并结合实际案例对空压机节能改造及节能效果进行了分析。

标签：空压机；集中控制；节能；变频调速；余热回收1 概述在社会生产领域中，压缩空气是一种清洁、环保、方便的能源，是目前应用最广泛的第四大能源，主要为气动元件、气动阀门等用气设备提供气源。

空气压缩系统是一种运行成本远高于购置成本的生产设备，据有关资料统计空压机的电能消耗成本通常超过总运行成本的75%。

随着全球能源危机的不断突显，在空压机的使用中能耗问题已经引起各国的高度重视。

因此，如何有效降低空压机的能耗是整个系统的节能关键所在。

2 空压机运行的能耗特点2.1 空载运行耗能大一般情况下空压机的选型是按最大负荷量来选型，实际运行中是设定压力控制的上下限。

在生产过程中，压缩机的工作是间歇性的进行加载和卸载，在空载状态下，空压机的进气阀关闭，停止输送压缩空气，此时压缩机处于空转状态，压缩机仍然要消耗约30%的功率，这部分的能源就白白的浪费了。

2.2 频繁加卸载对电网冲击大在工矿企业中，空压机使用的功率往往都较大，其频繁的启动会造成电流对电网的冲击较大，导致电网的不稳定和其他生产设备的安全，进而影响产品的质量；同时，也容易造成空压机本身的机械磨损加大，缩短设备的使用寿命。

2.3 冷却系统对空压机的影响空压机的冷却系统的作用是提高空压机的运行效率、降低功耗。

实际运行中的空压机排气温度每降低10℃，压缩机的功率损耗会下降3%左右。

因此，经常做好空压机的冷却系统的检查维护可以减少油耗及系统的运行成本。

2.4 供气压力大小的影响在实际应用中，供气压力每增加0.1bar时，相对应的功耗会增加0.3%～0.5%，定期对设备的油分离器、精密过滤器、干燥机的清洗和更换能有效地减少压缩空气传输过程中气源压力的下降。

供气传输过程中科学合理地配置管网管径大小、增加供气管路的气密性都是有效降低供气管网压力下降的有效方法。

国家标准《压缩空气站设计规》的公告2012-02-29 13:05:29| 分类：默认分类 |字号大中小订阅中华人民国建设部公告(第139号)建设部关于发布国家标准《压缩空气站设计规》的公告现批准《压缩空气站设计规》为国家标准，编号为GB 50029—2003，自2003年6月1 日起实施。

其中，第3.0.6、3.0.11、3.0.12、3.0.14、4.0.7（2）（4）、4.0.12、6.0.3、6.0.8、6.0.9条（款）为强制性条文，必须严格执行。

原《压缩空气站设计规》GBJ 29-90同时废止。

本规由建设部标准定额研究所组织中国计划出版发行。

中华人民国建设部二○○三年四月十五日1 总则1.0.1为了使压缩空气站设计能够保证安全生产、保护环境、节约能源、改善劳动条件，做到技术先进和经济合理，制订本规。

1.0.2本规适用于装有电力传动，工作压力小于或等于表压为1.25MPa的活塞空气压缩机、螺杆空气压缩机和单机排气量小于等于500m3 /min的离心空气压缩机的新建、改建、扩建的压缩空气站和压缩空气管道的设计。

本规不适用于井下、洞等特殊场所的压缩空气站和压缩空气管道的设计。

1.0.3压缩空气站的生产火灾危险性类别，除全部由气缸无油润滑活塞空气压缩机或不喷油的螺杆空气压缩机组成的压缩空气站应为戊类外，其他均应为丁类。

1.0.4对改建、扩建的压缩空气站和压缩空气管道的设计，应充分利用原有的建筑物、构筑物、设备和管道。

1.0.5压缩空气站和压缩空气管道的设计，除应按本规执行外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。

2 压缩空气站的布置2.0.1压缩空气站在厂（矿）的布置，应根据下列因素，经技术经济比较后确定：1 靠近用气负荷中心；2 供电、供水合理；3 有扩建的可能性；4 避免靠近散发爆炸性、腐蚀性和有毒气体以及粉尘等有害物的场所，并位于上述场所全年风向最小频率的下风侧；5 压缩空气站与有噪声、振动防护要求场所的间距，应符合国家现行的有关标准规的规定。

压缩空⽓站设计规范标准压缩空⽓站设计规范本规范执⾏过程中,如发现需要修改和补充之处,请将意见和有关资料寄我部第⼋设计研究院,并抄送我部建设司,以便今后修订时参考。

机械电⼦⼯业部1990年5⽉第⼀章总则第⼆章压缩空⽓站的布置第三章⼯艺系统第四章压缩空⽓站的组成和设备布置第五章建筑第六章电⽓、热⼯测量仪表和保护装置第七章给⽔和排⽔第⼋章采暖和通风第九章压缩空⽓管道附录本规范⽤词说明附加说明第⼀章总则第1.0.1条为了使压缩空⽓站设计，能够保证安全⽣产、保护环境、节约能源、努⼒改善劳动条件，做到技术先进和经济合理，特制订本规范。

第1.0.2条本规范适⽤于装有电⼒传动、⼯作压⼒⼩于或等于表压为0.8MPa,单机排⽓量⼩于或等于100/min的活塞空⽓压缩机和螺杆空⽓压缩机的新建、改建、扩建的压缩空⽓站和压缩空⽓管道的设计。

对改建、扩建的压缩空⽓站和压缩空⽓管道的设计，应充分利⽤原有的建筑物、构筑物、设备和管道。

本规范不适⽤于井下、洞内等特殊场所的压缩空⽓站和压缩空⽓管道。

第1.0.3条压缩空⽓站和压缩空⽓管道的设计，除按本规范执⾏外，尚应符合国家现⾏的《⼯业企业设计卫⽣标准》、《建筑设计防⽕规范》等标准、规范的有关要求。

第1.0.4条压缩空⽓站按⽣产⽕灾危险性类别应为丁类。

全部由⽓缸⽆油润滑或不喷油螺杆空⽓压缩机组成的压缩空⽓站，其⽣产⽕灾危险性类别应为戊类。

第⼆章压缩空⽓站的布置第2.0.1条压缩空⽓站在⼚（矿）内的布置，应根据下列因素，经技术经济⽅案⽐较后确定。

⼀、靠近负荷中⼼；⼆、供电、供⽔合理；三、有扩建的可能性；四、避免靠近散发爆炸性、腐蚀性和有毒⽓体以及粉尘等有害物的场所，并位于上述场所全年风向最⼩频率的下风侧；五、压缩空⽓站对有噪声、振动防护要求场所的间距，应符合国家现⾏的有关标准规范的规定。

第2.0.2条压缩空⽓站的朝向，宜使机器间有良好的穿堂风，并宜减少西晒。

第2.0.3条压缩空⽓站宜为独⽴建筑物。

第一章总则第1.0.1条为了使压缩空气站设计，能够保证安全生产、保护环境、节约能源、努力改善劳动条件，做到技术先进和经济合理，特制订本规范。

第1.0.2条本规范适用于装有电力传动、工作压力小于或等于表压为.8MPa、单机排气量小于或等于100m3/min的活塞空气压缩机和螺杆空气压缩机的新建、改建、扩建的压缩空气站和压缩空气管道的设计。

对改建、扩建的压缩空气站和压缩空气管道的设计，应充分利用原有的建筑物、构筑物、设备和管道。

本规范不适用于井下、洞内等特殊场所的压缩空气站和压缩空气管道。

第1.0.3条压缩空气站和压缩空气管道的设计，除按本规范执行外，尚应符合国家现行的《工业企业设计卫生标准》、《建筑设计防火规范》等标准、规范的有关要求。

第1.0.4条压缩空气站按生产火灾危险性类别应为丁类。

全部由气缸无油润滑或不喷油螺杆空气压缩机组成的压缩空气站，其生产火灾危险性类别应为戊类。

第二章压缩空气站的布置第2.0.1条压缩空气站在厂（矿）内的布置，应根据下列因素，经技术经济方案比较后确定。

一、靠近负荷中心；二、供电、供水合理；三、有扩建的可能性；四、避免靠近散发爆炸性、腐蚀性和有毒气体以及粉尘等有害物的场所，并位于上述场所全年风向最小频率的下风侧；五、压缩空气站对有噪声、振动防护要求场所的间距，应符合国家现行的有关标准规范的规定。

第2.0.2条压缩空气站的朝向，宜使机器间有良好的穿堂风，并宜减少西晒。

第2.0.3条压缩空气站宜为独立建筑物。

当与其它建筑物毗连或设在其内时，宜用墙隔开第三章工艺系统第3.0.1条空气压缩机的型号、台数和不同空气品质、压力的供气系统，应根据供气要求、压缩空气负荷，经技术经济方案比较后确定。

压缩空气站内，空气压缩机的台数宜为3～6台；对同一品质、压力的供气系统，空气压缩机的型号不宜超过两种。

第3.0.2条压缩空气站的备用容量，根据负荷及系统情况，应符合下列要求：一、当最大机组检修时，其余机组的排气量，除通过调配措施可允许减少供气外，应保证全厂（矿）生产所需气量；二、当经调配仍不能保证生产所需气量而需设备用机组时，等于或少于5台空气压缩机组的供气系统，可增加一台作为备用；三、对于具有联通管网的分散压缩空气站，其备用容量，应统一设置；四、两个压力的供气系统，宜用较高压力系统的机组作为低压系统的备用机组；五、对有油、无油两种机型的站房，宜采用无油空气压缩机组作为备用。

第一章总则第1.0.1条为了使压缩空气站设计，能够保证安全生产、保护环境、节约能源、努力改善劳动条件，做到技术先进和经济合理，特制订本规范。

第1.0.2条本规范适用于装有电力传动、工作压力小于或等于表压为.8MPa、单机排气量小于或等于100m3/min的活塞空气压缩机和螺杆空气压缩机的新建、改建、扩建的压缩空气站和压缩空气管道的设计。

对改建、扩建的压缩空气站和压缩空气管道的设计，应充分利用原有的建筑物、构筑物、设备和管道。

本规范不适用于井下、洞内等特殊场所的压缩空气站和压缩空气管道。

第1.0.3条压缩空气站和压缩空气管道的设计，除按本规范执行外，尚应符合国家现行的《工业企业设计卫生标准》、《建筑设计防火规范》等标准、规范的有关要求。

第1.0.4条压缩空气站按生产火灾危险性类别应为丁类。

全部由气缸无油润滑或不喷油螺杆空气压缩机组成的压缩空气站，其生产火灾危险性类别应为戊类。

第二章压缩空气站的布置第2.0.1条压缩空气站在厂（矿）内的布置，应根据下列因素，经技术经济方案比较后确定。

一、靠近负荷中心；二、供电、供水合理；三、有扩建的可能性；四、避免靠近散发爆炸性、腐蚀性和有毒气体以及粉尘等有害物的场所，并位于上述场所全年风向最小频率的下风侧；五、压缩空气站对有噪声、振动防护要求场所的间距，应符合国家现行的有关标准规范的规定。

第2.0.2条压缩空气站的朝向，宜使机器间有良好的穿堂风，并宜减少西晒。

第2.0.3条压缩空气站宜为独立建筑物。

当与其它建筑物毗连或设在其内时，宜用墙隔开第三章工艺系统第3.0.1条空气压缩机的型号、台数和不同空气品质、压力的供气系统，应根据供气要求、压缩空气负荷，经技术经济方案比较后确定。

压缩空气站内，空气压缩机的台数宜为3～6台；对同一品质、压力的供气系统，空气压缩机的型号不宜超过两种。

第3.0.2条压缩空气站的备用容量，根据负荷及系统情况，应符合下列要求：一、当最大机组检修时，其余机组的排气量，除通过调配措施可允许减少供气外，应保证全厂（矿）生产所需气量；二、当经调配仍不能保证生产所需气量而需设备用机组时，等于或少于5台空气压缩机组的供气系统，可增加一台作为备用；三、对于具有联通管网的分散压缩空气站，其备用容量，应统一设置；四、两个压力的供气系统，宜用较高压力系统的机组作为低压系统的备用机组；五、对有油、无油两种机型的站房，宜采用无油空气压缩机组作为备用。