空压系统原理及规划.ppt

1、空压系统原理及规划,目录,空压系统简介 螺杆式空压机 干燥机简介 空压系统设备选型 空压系统设计,空压系统简介,压缩空气的作用 压缩空气是仅次于电力的第二大动力能源，又是具有多种用途的工艺气源，其应用范围遍及石油、化工、冶金、电力、机械、轻工、纺织、汽车制造、电子、食品、医药、生化、国防、科研等行业和部门。,空压系统简介,空压系统组成 1.空气压缩机 2.干燥设备 3.储气罐及输送管线 4.空气过滤设备,压缩机的分类 按工作原理分 1.容积型压缩机 2.速度型压缩机 按压缩机类型 1.活塞式压缩机 2.螺杆式压缩机 3.离心式压缩机,螺杆式空压机,螺杆式压缩机的工作原理 1.进气过程: 当转子

2、经过入口时,空气从轴向吸入主机. 2.封闭过程: 转子经过入口后,一定体积的空气被密封在两个转子形成的压缩腔内. 3.压缩及输送: 随着转子转动,压缩腔的体积不断减少,空气压力升高. 4.排气过程: 空气到达另一端的出口,压缩完成.,1.进气过程,2.封闭过程,3.压缩及输送,4.排气过程,压缩工作过程: 当两个转子的螺旋面在进气口还没有咬合时,压缩行程就已经开始,这时,空气被吸入主转子凸面与次转子凹面之间的空间,当两个转子转动到进气口封闭时,已吸入的空气就被压入凹凸面之间,然后,随着转子的咬合而朝轴向流动.随着旋转的继续,更多的主转子凸面与凹面咬合,正常的容积很快地被缩小,空气压力增大,与此

3、同时,润滑油被注入气缸,以冷却空气压缩产生的热量,并密封内部间间隙,容积继续缩小,压力继续增大,直至转子转到排气口开启.这时,空气-润滑油混合气被排送到油箱.这一过程周而复始地进行,从而使排出的空气连续不断,均匀而又无冲击力.,空气流程图,ATLAS空压机GA75W,油气冷却器,排气止回阀,进气阀,油过滤器,油止回阀,油气分离器罐,安全阀,空气过滤器,控制箱,压缩机,连轴器,马达,油气冷却器,控制箱,马达,排气止回阀,进气阀,油过滤器,油止回阀,油气分离器罐,压缩机,连轴器,螺杆式空压机常见故障,一. 润滑油消耗量太大 1.油箱加油太满； 2.回油管堵塞.断开或松脱； 3.润滑油分离器芯子破坏

4、； 4.润滑油种类不同,有泡沫； 5.最低压力阀失灵； 6.油管接头或密封件漏油；,二.润滑油温度太低 1.温控阀热敏元件失灵 2.卸载时间过长或室温低 三.润滑油温度太高 1.环境通风不良 2.温控阀热敏元件失灵 3.冷却器太脏(风冷)或冷却水不良(水冷) 4.油过滤器堵塞及断油阀动作不良 5.温度表或温度探头故障,干燥机简介,干燥机类型: 1.吸附式干燥机 压力露点温度-2070 2.冷冻式干燥机 压力露点温度210,空气干燥原理,1、潮湿高温的压缩空气流入热交换器与从蒸发器排出来的冷空气进行热交换，使进入蒸发器压缩空气的温度降低。 2、降温后的压缩空气流入蒸发器与制冷剂热交换，压缩空气中

5、的热量被制冷剂带走，压缩空气温度急速下降，潮湿空气中的水份因为达到饱和温度迅速冷凝成水滴，经过气水分离器分离后，冷凝水从自动排水阀处排出。经干燥后的空气压力露点可达2。 3、降温后的冷空气流经空气热交换与入口的高温空气热交换，经热交换的冷空气因吸收了入口空气的热量提升了温度。同时空气还经过冷冻系统的二次冷凝与高温的冷媒再次热交换使出口的温度得到充分的加热，确保出口空气管路不结露。由于充分利用了出口空气的冷源，降低了机台冷冻系统的负荷确保了机台出口空气的质量。,空压系统设备选型,空压机的选型 干燥机的选型 储气罐容积计算 管径计算 过滤器的选型,空压系统设备选型,空压机的选择 主要依据气动系统的

6、工作压力、流量。一.工作压力 气源的工作压力应比气动系统中的最高工作压力高20%左右，因为要考虑供气管道的沿程损失和局部损失。如果系统中某些地方的工作压力要求较低，可以采用减压阀来供气。空气压缩机的额定排气压力分为低压（0.71.0MPa）、中压（1.010MPa）、 高压（10100MPa）和超高压（100MPa以上），可根据实际需求来选择。,空压系统设备选型,二.供气量 空气压缩机的总供气量可按下面的经验公式计算： qz= qj * * K1* K2 式中， qz空气压缩机供气量（m3/s）； 气动设备利用系数 K1漏损系数，一般为K1=1.151.5； K2备用系数，一般为1.31.6；

7、 qj设备的平均自由空气耗量（m3/s）；,空压系统设备选型,型式选用时必须注意之事项： 1.以全负载状态下而言，离心式空气压缩机效率较高，因此极适于做为基载机台或负载变化不大之场合。 2.空气压缩机的运转成本极高，一全年运转4000小时以上之空气压缩机，所耗用之电力费用，可能已足够新购一机台，为此购买空气压缩机时，必须特别注意其运转效率。 3.有油式空气压缩机不但购买成本低，保养费用一般也较低。 4.具进气阀门容量调节控制之机台，虽能提供较为稳定压力的压缩空气输出，但使用此类机台时应使其能在高负载下运转，即使其实际供气量尽量接近额定供气量。,干燥机的选型,1.压缩空气的实际流量 2.压力 3

8、.进气温度 4.环境温度 5.压力露点温度,干燥机的选型,干燥机的空气处理量 Qs=Qc*C1*C2 公式中： Qs-冷干机处理量 （Nm3/min） Qc-为空压机的实际排气量（m3/min） C1-压缩空气压力及温度修正系数 C2-环境温度与压力露点修正系数,干燥机的选型,表一 压缩空气压力及温度修正系数C1,干燥机的选型,表二 环境温度与压力露点修正系数C2,干燥机的选型,例: 空压机实际排气量为10m3/min，工作压力0.8Mpa，冷干机入口温度为40，环境温度40，要求压力露点2 则冷干机处理量为Qs=Qc*C1*C2， 查表一、表二，C1=0.77 C2=1.22 Qs=9.39

9、 m3/min， 应选择处理风量为10.7 m3/min冷冻式干燥机。 经验公式:100HP空压机对应5HP干燥机,现场机台有冷凝水之原因分析 1.冷冻干燥机冷媒不足或未开机 2.空气桶位于冷冻干燥机之后，或空气桶过小 3.现场出气管线与主管线衔接方式不当 4.现场主管线排水不良、无定期排水或自动排水装置故障 5.压缩空气使用设备之前排水装置(三点组合中之过滤器)故障 6.长时间停机后再开机时，没进行排水即使用,储气罐容积计算,储气罐的选择 1.当空压机或外部管网突然停止供气时,气动设备需要工作一定时间的话,则气罐容积的计算公式为: VPaQmaxT/（60(P1-P2)） (L),2.若空压

10、机的吸入流量是按气动系统的平均耗气量选定的,当气动系统在最大耗气量下工作时,则 气罐容积的计算公式为: V1=(Qmax-Qsa) Pa /P*(T/60)(L) （1） V=P*V1 /(P1-P2) （2） 其中: P1:停止供气时的压力, MPa P2:气动系统允许的最低工作压力,MPa P3:储气罐最高工作压力，MPa Pa:大气压力,Pa=0.1MPa Qmax:气动系统的最大耗气量,L/min(标准状态) T:停止供气后应维持气动系统正常工作的时间,s Qsa:气动系统的平均耗气量,L/min(标准状态) P:气动系统的使用压力,MPa(绝对压力),Pa=0.1MPa T:气动系统

11、在最大耗气量下的工作时间,s V1:储气罐有效储气容积 经验值:压缩机最大排气量(M3/MIN)的1/61/10(M3),过滤器的选择,压缩空气管径计算,D=1.533 (Q/P)0.5 上式中 D：最小管径(inch) Q：流量(Nm3/min) P：绝对压力(表压力Kg/cm2 + 1.033 Kg/cm2),空压系统的设计,空压站的规划 空压站的组成及设备布置 管路配置,空压系统设计,空气站的规划 1.靠近用气中心; 2.供水供电合理； 3.避免在有散发爆炸性、腐蚀性、有毒气体及粉尘的场所； 4.宜有良好通风,并避免西晒.,空气站的组成和设备布置 1.机器间距及通道凈距:,2.空气站地面

12、宜采用水磨石地面,墙面宜抹灰刷白； 3.空气站室内温度不宜高于40度； 4.空气站外墙应设通风口,其通风面积应满足空压机吸入风量及设备散热要求； 5.压缩空气管路与其它管路间距见下表:,管网布置,直线配管 最简单且最为常见之压缩空气管线配管方式 缺点:当某一工作站之用气量突然增加时，则管路下游的压降将急速增加,环状配管 可由双方向急速补充气体，使压降减至最小程度。因此为得到较稳定(稳定之压力及稳定之气量)之压缩空气供给，宜采用此种配管方式,空气压缩机的安装位置不同的配管方式,(A)单供应端环状管线 (B)多供应端环状管线 (C)单供应端直线管线 (D)多供应端直线管线,主管路的配置 输送压力在

13、1.5MPa以下的压缩空气，管路内压缩空气的流速小于15m/s将有利于避免管路产生压降 主管路应保持一样的管径，否则将导致较大的压力损失，同时易引起管路损坏 管路中应尽量减少使用管接头（特别是90度弯）以及阀门，因为过多的连接环节将容易造成压缩空气的泄漏 使空压机与其它设备或管路的连接形成柔性连接，避免微振引起的管路松脱泄漏并隔绝共振,主管路的配置 管路应采用钢制的无缝管材 耐压测试应符合相应的技术条件 输送压缩空气的管路内壁必须保持洁净，焊接后的管路应去渣防锈等处理,管线在设计及架设时必须呈一倾斜，角度约为12%，并在每一段管线之最低点装设排水装置。,空压站阀门及管道的选择 DN65及以上采用法兰直通式铸钢截止阀 DN50以下采用全流量黄铜锻造球阀 管件等配件耐压均为1.6Mpa,阀门安装前必须严格按1.6Mpa试压，检验合格后方可安装