Ненадлежащие системы распределения сжатого воздуха приводят к высоким счетам за электроэнергию, низкой производительности и низкой эффективности пневматических инструментов. Во избежание неэффективной работы необходимо обеспечить выполнение трех условий.
В этой статье мы расскажем, как обеспечить выполнение указанных условий для оптимальной производительности.
Три вышеуказанных требования в первую очередь относятся к основным трубопроводам для текущего и запланированного потребления сжатого воздуха. Если позднее потребуется установить трубопровод большего диаметра, стоимость будет относительно низкой по сравнению с перестройкой всей системы распределения. Прокладка, проектирование и определение размеров важны для эффективности, надежности и стоимости производства сжатого воздуха.
Иногда компенсация больших падений давления производится путем увеличения рабочего давления компрессора с 7 бар (изб.) до 8 бар (изб.). Такой подход обеспечивает меньшую эффективность и может привести к росту точки потребления выше допустимого уровня. Вместо этого рекомендуется оценить фитинги.
Необходимо определить размеры стационарных сетей распределения сжатого воздуха, чтобы падение давления в трубопроводах не превышало 0,1 бар. Это измерение относится к самой удаленной точке потребления компрессора. При расчете давления необходимо учитывать подсоединенные гибкие шланги, муфты и другие фитинги. В месте этих подключений часто происходит самое большое падение давления.
Максимально допустимая длина трубопровода для определенного падения давления рассчитывается по следующей формуле.
l = общая длина трубы (м)
∆p = допустимое падение давления (бар)
p = абсолютное давление на входе (бар (aбс.))
qc = производительность компрессора, FAD (л/с)
d = внутренний диаметр трубопровода (мм).
Лучшее решение включает разработку системы кольцевых трубопроводов с замкнутым контуром. С этой начальной точки ответвления могут быть направлены к различным точкам потребления. Такой подход обеспечивает равномерную подачу сжатого воздуха, поскольку воздух поступает в точку потребления с двух направлений.
Для поддержания идеального давления все воздушные компрессоры должны использовать эту систему. Единственным исключением является ситуация с большим расстоянием между компрессором и точкой потребления. В этом случае добавляется отдельный основной трубопровод.
В состав каждой компрессорной установки входит один или несколько воздушных ресиверов. Их размер зависит от производительности компрессора, системы регулирования и схемы потребления воздуха. Воздушный ресивер создает буферную зону для хранения сжатого воздуха, смягчает колебания давления, а также охлаждает воздух и собирает конденсат.
Следовательно, воздушный ресивер должен быть оснащен устройством дренажа конденсата. Следующее уравнение применяется при определении объема приемника. Обратите внимание, что этот расчет применим только к компрессорам с регулированием разгрузки/нагрузки.
V = объем воздушного ресивера (л)
qC = производительность компрессора (л/с)
p1 = давление на входе компрессора (бар (абс.))
T1 = максимальная температура на входе компрессора (К)
T0 = температура сжатого воздуха в ресивере (К)
(pU -pL) = заданная разница давления между циклами загрузки и разгрузки
fmax = максимальная частота загрузки (для компрессоров «Атлас Копко» – 1 цикл каждые 30 секунд).
Для компрессоров с частотно-регулируемым приводом (VSD) требуемый объем воздушного ресивера значительно ниже. При использовании указанной выше формулы значение qc необходимо рассматривать как производительность (FAD) при минимальной частоте вращения. Также обратите внимание, что не рекомендуется выполнять расчеты для компрессора / трубопроводной сети исходя из условий высокой потребности в сжатом воздухе за короткие периоды времени.
В приведенном выше сценарии необходимо определить размеры отдельного воздушного ресивера для максимальной производительности и разместить его рядом с точкой потребления. В более сложных случаях с более крупным ресивером используется компрессор высокого давления меньшего размера. Такая установка соответствует краткосрочным требованиям к подаче большого объема воздуха через большие интервалы времени.
Учитывая общие параметры использования, для удовлетворения среднего потребления используется следующее уравнение.
V = объем воздушного ресивера (л)
q = расход воздуха на этапе опорожнения (л/с)
t = продолжительность этапа опорожнения (с)
p1 = нормальное рабочее давление в сети (бар)
p2 = минимальное давление для работы потребителя (бар)
L = требования к воздуху на этапе заполнения (1/рабочий цикл).
Данная формула не учитывает, как компрессор может подавать воздух на этапе опорожнения. Подробнее о воздушных ресиверах и определении их размера.
При проектировании и определении размеров сети сжатого воздуха рекомендуется начать с перечня оборудования с подробным описанием всех точек потребления и их местоположения. Идеальный вариант – объединить эти точки в логические блоки и использовать один распределительный трубопровод для подачи воздуха от вертикальных трубопроводов компрессорной установки.
Большая сеть сжатого воздуха обычно разделена на четыре основных части.
По вертикальным трубопроводам сжатый воздух перемещается из компрессорной установки в зону потребления. Распределительные трубопроводы распределяют сжатый воздух. Подводящие трубопроводы направляют воздух из распределительных трубопроводов на рабочие места/точки потребления.
Распределение сжатого воздуха приводит к потерям давления из-за трения в трубах. Учитывая это, давление, создаваемоенепосредственно компрессором, обычно не полностью готово к использованию. Кроме того, , дросселирование и изменения направления потока происходят в клапанах и изгибах труб. Потери, которые преобразуются в тепло, приводят к падению давления.
Вместо приведенной выше формулы для определения наиболее подходящего диаметра трубы можно воспользоваться номограммой (см. ниже). Чтобы выполнить этот расчет, нужно знать расход, давление, допустимое падение давления и длину трубы. Для установки выбирается стандартная труба с ближайшим диаметром, превышающим расчетный.
Эквивалентная длина труб для всех частей установки рассчитывается с помощью перечня фитингов и компонентов труб. Кроме того, сопротивление потоку выражается через сопоставление с длиной трубы. Затем выбранные размеры сети пересчитываются, чтобы предотвратить значительное падение давления. Отдельные секции (подводящий, распределительный и вертикальные трубопроводы) должны рассчитываться отдельно для крупных установок.
Стратегически расположенные расходомеры воздуха упрощают внутренний учет расходов и экономичное распределение сжатого воздуха внутри компании. Сжатый воздух – это производственная среда, являющаяся пунктом производственных расходов для отдельных подразделений компании. С этой точки зрения, все заинтересованные стороны могут выиграть от попыток снизить потребление в разных отделах.
Современные расходомеры предоставляют множество возможностей: от числовых значений для ручного измерения до данных измерений. Эта информация передается непосредственно на компьютер или на модуль учета расходов. Расходомеры обычно устанавливаются рядом с запорными клапанами. Циклическое измерение требует особого внимания, так как прибор должен быть способен измерять расход в обоих направлениях.
Мы надеемся, что эта статья поможет оценить вашу систему и обеспечить оптимальную производительность при минимальном падении давления и уровне утечек. Использование указанных уравнений является хорошей отправной точкой. Если вы все еще не уверены насчет наиболее эффективного подхода, свяжитесь с нами. Наша команда с радостью вам поможет.
Дополнительную информацию о процессе установки компрессора см. ниже.
Вместе с электричеством, водой и газом сжатый воздух поддерживает наш мир в рабочем состоянии. Мы можем не всегда видеть его, но сжатый воздух окружает нас. Поскольку существует множество различных потребностей и вариантов использования сжатого воздуха, компрессоры теперь поставляются в различных типах и размерах. В этом руководстве мы расскажем, что делают компрессоры, зачем они вам нужны, и какие типы моделей вам доступны.
Нужна дополнительная помощь? Нажмите кнопку ниже, и один из наших специалистов свяжется с вами в ближайшее время.
25 April, 2022
В процессе определения параметров компрессорной установки необходимо принять ряд решений для обеспечения максимальной экономии производственных затрат и подготовки к будущему расширению. Узнайте больше.
31 May, 2022
В последнее время процесс установки компрессорных систем заметно упростился. Но все же нужно помнить о ряде условий, а также о том, где лучше всего разместить компрессор и как организовать пространство вокруг него. Здесь вы найдете всю необходимую информацию.
22 February, 2022
Воздушный ресивер, который также называют резервуаром сжатого воздуха, является неотъемлемой частью любой системы сжатого воздуха. Предлагаем вам больше узнать об этом устройстве.
