10 steps to a green and more efficient production

Carbon reduction for green production - all you need to know
10 steps to green compressed air production

Everything you need to know about your pneumatic conveying process

Discover how you can create a more efficient pneumatic conveying process.
3D images of blowers in cement plant
Затваряне

Как да оразмерите тръбопровод за сгъстен въздух?

Неправилно оразмерените системи за разпределение на компресиран въздух биха довели до високи сметки за енергия, ниска производителност и лоша експлоатация на пневматичния инструмент.

12 Юли 2024

Изключително важно е да имате правилно проектирана разпределителна система за вашата компресорна мрежа. Ако се дефинира правилно, енергията може да бъде спестена и въздушните инструменти ще продължат да работят в оптимално състояние.

 

За да бъде правилно проектираната дадена система за разпределение на сгъстен въздух, трябва да са изпълнени три изисквания:

  • нисък спад на налягането между компресора и точката на потребление; 
  • минимали течове на газ по разпределителния тръбопровод;
  • ефективно отделяне на кондензата, ако не е инсталиран изсушител за сгъстен въздух.

Поддържайте ниско налягане между компресора и точката на потребление

compressed air pipe size
Тези три изисквания се отнасят предимно за главните тръби и за планирано потребление на сгъстен въздух за настоящи или бъдещи нужди. Разходите за инсталиране на тръби с по-големи размери, както и фитинги, са по-ниски в сравнение с разходите за повторно изграждане на тръбопроводната система за сгъстен въздух, в последствие.

Маршрутът на въздуха, дизайнът и оразмеряването на мрежата са важни за ефективността, надеждността и цената на производството на сгъстен въздух. Понякога спадът на налягането в тръбопровода се компенсира чрез увеличаване на работното налягане на компресора от 7 bar(e) на 8 bar(e), например.

Фиксираните разпределителни мрежи за сгъстен въздух трябва да бъдат оразмерени така, че падането на налягането в тръбите да не надвишава 0,1 bar между компресора и най-отдалечената точка на потребление.

Към това трябва да се добави спадът на налягането в свързващите гъвкави маркучи, съединители и други фитинги. Особено важно е правилното оразмеряване на тези компоненти, тъй като най-големият спад на налягането често възниква при такива връзки.
Най-голямата разрешена дължина в тръбопроводната мрежа за сгъстен въздух, при конкретен спад на налягането, може да се изчисли с помощта на следното уравнение:
  • l = обща дължина на тръбата (m)
  • ∆p = допустим спад на налягането в мрежата (bar)
  • p = входно налягане (bar(a))
  • qc = подаване на свободен въздух от компресора, FAD (l/s)
  • d = вътрешен диаметър на тръбата (mm)

Най-доброто решение включва проектиране на компресорна тръбопроводна система под формата на пръстен със затворен контур около зоната, в която ще се извършва консумацията на въздух. След това, разклонителните тръби се прекарват от контура до различните потребителски точки. Това осигурява равномерно подаване на сгъстен въздух, въпреки тежката периодична употреба, тъй като въздухът се отвежда до действителната точка на потребление от две посоки. Този дизайн на системата за сгъстен въздух трябва да се използва за всички инсталации, освен ако някои точки с голяма консумация са разположени на голямо разстояние от компресорната инсталация. След това към тези точки се насочва отделна главна тръба за въздух.

Проектиране на тръбопроводната мрежа за сгъстен въздух

compressed air pipe network

Началната точка при проектирането и оразмеряването на мрежа за сгъстен въздух е списък с оборудване, който описва подробно всички консуматори на сгъстен въздух и диаграма, показваща техните индивидуални местоположения.

По-голямата мрежа за сгъстен въздух може да бъде разделена на четири основни части:

  • Щрангове: Транспортиране на сгъстения въздух от компресорната инсталация до зоната на потребление
  • Разпределителни тръби: Разделете въздуха през зоните за дистрибуция.
  • Сервизни тръби: Насочете въздуха от разпределителните тръби към работните места.
  • Фитинги за сгъстен въздух

Оразмеряване на тръбопроводната мрежа за компресиран въздух

Налягането, получено непосредствено след компресора, обикновено никога не може да се използва напълно, тъй като разпределението на сгъстения въздух генерира загуби на налягане, главно заради триене в тръбите поради материала на тръбопровода.

 

В допълнение, в някои случаи се получава дроселиращ ефект или промяна в посоката на потока, което също води до зягуби и падане на налягането.

 

 

 

Еквивалентните дължини на тръбите за всички части на инсталацията се изчисляват с помощта на списък с фитинги и тръбни компоненти, както и съпротивлението на потока, изразено в еквивалентна дължина на тръбата. Тези „допълнителни“ дължини на тръбата се добавят към първоначалната дължина на правата тръба. След това избраните размери на мрежата се преизчисляват, за да се гарантира, че спадът на налягането няма да бъде твърде значителен. Отделните секции (обслужваща тръба, разпределителна тръба и щрангове) трябва да се изчисляват отделно, при по-големи инсталации.

Скорост на въздуха

Най-пренебрегваният параметър при оформлението и дизайна на тръбите за компресорни инсталации, е скоростта на въздуха. Прекомерната скорост може да бъде първопричина за спад на налягането, нестабилни контролни сигнали или турбуленция.

 

Британското дружество за сгъстен въздух (BCAS) допуска, че скорост от 6 m/s предотвратява пренасянето на влага и отломки през дренажните колена и в контролите.

 

Скорост, по-голяма от 9 m/s, е достатъчна за транспортиране на вода и отломки във въздушния поток. По този начин препоръчителната проектна скорост на тръбопровода за взаимно свързване на тръбите и главните колектори е 6-7 m/s или по-малко и никога не трябва да надвишава 9 m/s.

 

 

Ако проектирате система за сгъстен въздух, моля, свържете се с един от инженерите на Atlas Copco, за да ви помогне да определите най-добрата и оптимална система за разпределение на сгъстен въздух, която намалява вашите оперативни разходи и подобрява производителността.

Airnet