压缩机网 >杂志精华>正文

压缩空气系统管路布局及分压供气概述

   【压缩机网一.压缩空气管路布局及安装
  压缩空气管路系统分为主管路系统和配管系统。主管路系统就是指从空压机到末端用气设备之间的气体输送管路,配管系统指冷却水进出管路、排污管路等,配管系统一直是在压缩空气领域的交叉区域,大部分工业企业是在没有事先规划、设计、审批的情况下自行设计安装的,充分体现了即接即用的原则。不合理的管路系统将给企业造成巨大的能源浪费。
  对于工厂,在进行管路布置时,应做到统筹全局,在设备设计之初就要考虑到管路的布置,以减少不必要的损失,尤其是在对流体传动与控制机械设备配置管路时要严谨科学,故在气动管路的理论指导下进行正确的设计和布置是很重要的。
  (一)管路系统的布置原则
  在不同的场合,对管路系统的要求不同,可分别按照不同的压力要求,空气质量要求和可靠性与经济性要求来进行管路布置。
  1.按供气压力布置管路系统的原则
  (1)按照多种压力供气系统布置时,适用于气动设备有多种压力要求的工况环境,根据供气压力大小和使用设备的位置,设计几种不同压力的管路供气系统。
  (2)在降压管路供气系统下,气动设备有多种压力要求,但在用气量都不大的工况情况下,应根据最高供气压力设计管路供气系统。需要低压的气动设备,利用减压降压来得到低压空气。
  (3)管路供气与增压供气相结合的供气系统,适用于大多数使用低压的气动设备用户,少数气动设备需要用气量不大的高压空气,应根据对低压空气的要求设计管路供气系统,而气量不大的高压空气采用增压供气方式来解决。
  2.按供气品质布置管路系统的原则
  (1)一般供气系统
  适用于供气品质不高的工况环境,若用气量不大,为减少投资,可用清洁气源代替。
  (2)清洁供气系统
  适用于供气质量高的工况,若用气量不大,可单独设置小型净化干燥装置来解决。
  3.按供气可靠性和经济性布置管路系统的原则
  (1)终端管网供气系统
  适用于间断供气工况,系统简单,经济性好。
  (2)环状管网供气系统
  适用于可持续供气,不受维修之苦的影响,系统供气可靠性高,每条支路设置截止
  (二)安装管路的注意事项
  供气管路应按现场实际情况布置,尽量与其它管路(如水管、天然气管、暖气管等)、电线系统协调布置。
  压缩空气主干管道应沿墙或柱子架空铺设,其高度应不妨碍设备的正常运行,又便于检修。长管道对热空气的流动具有散热作用,会使管内空气中的水蒸气冷凝成水。为便于排出冷凝水,顺气流方向,管道应向下倾斜,倾斜度为1/100-3/100,为防止长管道产生挠度,应在适当部位安装管道支撑,管道支撑不得与管道焊接。
  沿墙或柱子接出的支管必须在主干管的上部采用大角度拐弯后再向下引出,以免冷凝水进入分支管、支管沿墙或柱子接下来,离地面约1.2-1.5米处接一气源分配器,在分配器两侧接分支管或管接头,以便用软管接到气动装置上。
  (三)气动系统管路发生问题的几个原因
  1.冷凝水引起的故障
  从空压机排出的具有一定压力、一定流量的压缩空气具有较高的温度,此时压缩空气中混有以气态形式存在的水分和油分,随着压缩空气的流动,温度不断地下降,饱和状态的水分就变成了水滴在管路内析出,若排除不充分就容易造成故障。
  对冷凝水的管理主要是以设在冷凝水滞留处的排水阀至少每周要排放2-3次,要经常检查自动排水器内部的元件。
  2.压力降,流量不足引起的故障
  (1)换向阀动作不良;
  (2)执行元件输出力不足和动作速度过慢;
  (3)气动工具转矩不够;
  (4)物体下落和夹紧力变小;
  (5)装置的循环变慢,不稳定;
  (6)各类执行机构不能按预定规律运转。
  对管路系统中阀的管理:压缩空气的泄漏会引起压力损失和流量不足,因此要经常检查各个阀门等元件是否因密封失灵而泄漏,管接头处是否因松弛和破裂而引起泄漏,减压阀和止回阀的工作是否正常。
  3.管路安装布置不合理出现的问题
  管路安装不合理,容易导致管路中的凝结水回流至空压机组中,导致管路中积水过多,影响空压机的正常工作。因此,对管路安装必须有一定的要求。
  (1)配管管路的压力降不得超过空压机使用压力的5%,故配管时最好选用比设计值大的管路;
  (2)管路须有1°-2°的倾斜度,以利于管路中冷凝水的排出;
  (3)支线管路必须从主管路的顶端接出,以避免主管路中冷凝水下流至工作机械中或回流至空压机中;
  (4)若空气使用量很大且时间很短,最好另加装一储气罐作为缓冲之用,这样可以减少空压机加卸载次数,对空压机使用寿命有很大的益处;
  (5)管路中尽量减少使用弯头及各种阀类。
 
  二.压缩空气系统高低压分压供气系统介绍
  压缩空气系统高低压分压供气是根据企业压缩空气系统所需压力分别进行供气的一种方式。现代工厂中通常使用一组空压机为全厂提供压缩空气,由于各处所需压缩空气的压力不同,所以供气压力须为压缩空气系统所需的最高压力,对于需要低压的场合,则用减压阀进行减压,如此会造成很大的能量损失。
  目前,在很多工厂使用的压缩空气系统中,供气压力每增加0.1MPa,空压机耗能将增加5%---10%,压缩空气系统增加耗气14%,提高供气压力将会增加输送管网泄漏,降低供气压力可减少通过减压阀减压引起的能量损失。
  工业现场可实施“分压供气,降低供给压力”进行节能改造。空压机分组供气,即将一个空压机群分为几组,每组根据用气设备的需求提供不同压力的压缩空气,空压机分组供气可以提供大流量压缩空气,压力可调范围大,但是各组空压机都需要配备独立的排水器、过滤器、干燥器、后冷却器等装置,如果将空压机放置在空压机站则需要重复架设输气管道;如将空压机放置在工业现场,其又有体积大,维护、保养及管理不方便等问题。
  “分压供气,降低供给压力”的关键技术为压缩空气系统的局部增压技术,目前通常采用有气动增压与电动增压两种方法。
  气动增压技术为压缩空气系统中的一个重要技术。随着压缩空气系统节能技术的发展,其作用越来越引起人们的重视。现代工厂中通常使用一组空压机为全厂提供压缩空气,但由于各处所需压缩空气的压力不同,供气压力常常设为用气设备所需的最高压力,对于需要低压的场合,则用减压阀进行减压,这种供气方式因为系统压力高,除了导致空压机能耗大,还会增大泄漏量。为了优化管道供气系统,降低系统能耗,采用“分压供气”的意义即在于此。降低供气压力可以降低空压机的耗能、减少空气消耗量,一般来说供气压力每降低0.1MPa,空压机耗能就可减少7%以上,同时系统耗气量减少10%以上,降低供气压力可以降低输气管道因泄漏引起的损失。
  分压供气是根据气动系统所需压力分别供气的一种方式。目前主要采用两种途径。一种是空压机分组供气,即将空压机组分为几组,每组根据用气设备的需求提供不同压力的压缩空气。这种方法可以提供大流量压缩空气,压力可调范围大,但是各组空压机都需要配备独立的排水器、过滤器、干燥器、后冷却器等装置,如果将空压机放置在空压机房则需要重复敷设输气管道,投资高,施工复杂,实施难度大;如将空压机放置在工业现场,则由于其体积大,维护、保养及管理不方便,所以此种技术实施难度大。第二种局部增压方法是由气源提高低压空气,局部采用增压设备进行增压为需求高压空气的设备供气。在工业现场,如果压缩空气系统需要高压(0.7MPa以上)空气的量占压缩空气总需求量的5%左右,采用局部增压技术是切实可行的方案。这种方法可以灵活地为局部气动设备提供高压空气,其实施方便,投入少。
  电动增压技术的特点是由电动增压机将吸入的空气量原封不动地压缩后排出,几乎没有因压缩而产生的空气量损失,所以其输出空气流量大、压力高。电动增压机工作时,原低压空气传送能没被利用,而压缩空气在压力为0.42MPa时传送能占有效能的比例高达50%,常见的空气增压机缺少控制器,频繁启停,对工厂的电网,气路冲击以及对设备本身的损坏很大,不利于在工业现场推广。
  实际工作中,气动增压技术是通过改变压缩空气回路,利用活塞对空气进行压缩,达到增压的目的。此类设备气动增压阀较多,其原理是将输入的气压分为两路,一路打开单向阀充入气缸增压腔A,B两腔;另一路经减压阀及换向阀,向气缸的驱动腔A充气,驱动室B排气。这样,大活塞向一方移动,带动小活塞也同向移动,增压腔A增压,打开单向阀从出口送出高压气体。小活塞运动到头,使换向阀切换,则驱动腔B进气,驱动腔A排气,大活塞反向运动,增压腔B增压,打开单向阀,继续从输出口送出高压气体;以上动作反复进行,便可从出口得到连续输出的高压气体。出口压力反馈至减压阀,可使出口自动保持在某一值。当需要改变出口压力时可调节手轮,便能得到在增压比范围内的任意设定出口压力。
  气动增压不需要电源,利用低压空气驱动活塞增压,可将压力提高一倍,通过调整进气压力,可以很方便地得到所需要的压力,当输出气压达到设定压力值时,增压器自动停止工作,节省能源,具有使用方便,任何地方均可安装等优点。但增压装置需要排气量2倍的进气量作为来源空气,例如:进气压力0.5MPa,需要压力0.8MPa,排出流量500L/mind的情况,增压装置需要1000L/min的空气,其中500L/min是作为增压辅助空气排出。当阀芯行至行程终点时,驱动腔内压缩空气排往大气,压缩空气的有效能浪费极大。阀的活塞面积小,动作频率低,输出流量较小。阀芯往复运动,带来振动。另外,阀芯撞击换向阀,也会降低增压阀的寿命。
 

标签: 管路布局系统  

网友评论

条评论

最新评论

今日推荐