合理的压缩空气输配系统

如果压缩空气输配系统不合格，将会导致能耗成本高、生产率低下和气动工具性能差等问题。为了避免效率低下，必须满足以下三个要求。

压缩机与用气点之间的压降要低

输配管路漏气量要尽可能小

如果没有安装压缩空气干燥机，则要合理地分离冷凝水

在本文中，我们将介绍如何满足这些要求，以实现理想的性能。

如何让压缩机与用气点之间保持低压降

上面提到的三项要求主要适用于为当前以及计划的压缩空气用气设备供气的主管道。如果您需要在以后安装规格更大的管道，所需的成本会低于重建整个输配系统。管路布设、设计以及确定管道尺寸对于压缩空气的生产效率、可靠性和成本非常重要。

有时，可通过将压缩机的工作压力从 7 bar(e) 提高到 8 bar(e) 等方法，尝试补偿较大的压降。但是，这种方法效率低下，还可能导致用气点的压力升高至超出许可水平。所以建议对管接头进行评估，而不要随意升高压力。

测量您的管网

对于固定式压缩空气输配管网，应合理地确定管道规格，以确保管道中的压降不超过 0.1 bar。此测量值是指从压缩机到相距最远的用气点之间的压降。计算压力时，必须考虑连接的柔性软管、联结器和其他管接头。因为大幅压降通常发生在这些连接处。

为保证不超过特定压降，使用下式计算管网的最大许可长度。

l = 管道总长度 (m)

∆p = 许可压降 (bar)

p = 绝对进气压力 (bar(a))

qc = 压缩机排气量，FAD (l/s)

d = 管道内径 (mm)。

构建理想的系统

有效的方法包括设计一个闭环的环形管道系统，然后从这里接出通往各个用气点的分支管路。这种方法可以提供均匀的压缩空气供应，因为会从两个方向为用气点供气。

为保持理想的压力，所有空气压缩机装置都应使用这种系统。只有一种例外情况，就是在机器离用气点比较远时，在这种情况下可以添加一条单独的主管道。

储气罐的重要性

每个压缩机装置中都包含一个或多个储气罐，其规格与压缩机的容量、调节系统以及用气设备的空气需求模式有关。储气罐为压缩空气提供一个缓冲存储区，并能平衡脉动、冷却空气和收集冷凝水。

具备合适的容量

所以，贮气罐必须配有冷凝水排放装置。可使用下式确定贮气罐的规格。请注意，此计算仅适用于具有卸载/加载调节功能的压缩机。

V = 贮气罐容积 (l)

qC = 压缩机 FAD (l/s)

p1 = 压缩机进气压力 (bar(a))

T1 = 压缩机进气温度上限 (K)

T0 = 贮气罐中压缩空气的温度 (K)

(pU -pL) = 加载与卸载的压力设定值之差

fmax = 加载频率上限(阿特拉斯·科普柯压缩机为每 30 秒 1 个循环)

对于变速驱动 (VSD) 压缩机，所需的贮气罐容积显著减小。使用上式时，qc 应取转速下限时的 FAD。还有一点需要注意，建议不要依据短时间的高空气需求来确定压缩机/管网规格。

补偿高空气需求

在上述场景中，应根据输出上限确定单独贮气罐的规格，并将其放置在用气点附近。在更极端的情况下，可将小规格的高压压缩机与较大的贮气罐搭配使用。这种设置可满足每次用气时间较短、用气量大但用气间隔时间较长的应用。

计算平均耗气量

请务必考虑您的整体用气情况，下式有助于满足平均耗气量。

V = 贮气罐容积 (l)

q = 排空阶段空气流量 (l/s)

t = 排空阶段时长 (s)

p1 = 管网中的正常工作压力 (bar)

p2 = 耗气设备正常工作所需压力的下限 (bar)

L = 充气阶段的空气需求量(1/工作循环)。

上式没有考虑压缩机在排空阶段仍能供应空气的情形。详细了解贮气罐以及如何确定贮气罐规格。

设计压缩空气管网以及确定其规格

在设计压缩空气管网以及确定其规格时，可以从详细列出了所有用气点及其位置的设备列表入手。作为理想做法，应将这些用气点分成若干个逻辑单元组，然后每一组由接自空气压缩机设施竖管的同一根输配管道供应空气。

大型压缩空气管网通常由四个主要部分组成。

竖管

输配管道

用气管道

压缩空气接头

竖管用于将压缩空气从压缩机设施输送至用气区。输配管道用于在整个输配区域分配空气。用气管道用于将空气从输配管道接自工作场所/用气点。

正确的管道系统

压缩空气的输配会因管道中的摩擦而形成压力损失。所以，压缩机直接产生的压力通常并不是全部可用。此外，阀门和弯管会产生节流效应以及流向的变化。这些损耗会转化为热量，并导致压降。 所以，需要确定管网各个部分(竖管、输配管道和用气管道)所需的管道长度。可使用按比例绘制的拟定管网平面图作为计算依据，并通过为阀门、弯管、接头等添加等效的管道长度，对管道长度进行校正，如下图所示。

作为上式的替代方法，可以使用计算图(如下所示)找出合适的管道直径。必须知道流量、压力、许可压降和管道长度，才能进行此计算。然后，选用最接近计算结果的最大直径的标准管道。

压缩空气装置各部件的等效管道长度均使用接头和管道部件列表进行计算。此外，流动阻力通过相应的管道长度来表示。然后重新计算管网的选定规格，以确保压降不会过大。对于大型装置，应对各个部分(用气管道、输配管道和竖管)进行单独计算。

压缩机装置的流量测量

通过战略性地布置空气流量计，方便企业针对压缩空气的使用情况进行内部记账和成本分摊。压缩空气是一种生产资源，并构成公司各个部门的生产成本。从这个角度来看，如果各个部门都能努力节省用气量，则所有相关方都能从中获益。

当今市场上的流量计可提供许多读数，包括可人工读取的数值以及测量数据等。这些信息可以直接输入到计算机或记帐模块。流量计通常安装在截止阀的旁边。要特别注意对环形回路的测量，因为在这种情况下仪表需要能够测量正向和反向流量。