【壓縮機(jī)網(wǎng)】一．壓縮空氣管路布局及安裝

　　壓縮空氣管路系統(tǒng)分為主管路系統(tǒng)和配管系統(tǒng)。主管路系統(tǒng)就是指從空壓機(jī)到末端用氣設(shè)備之間的氣體輸送管路，配管系統(tǒng)指冷卻水進(jìn)出管路、排污管路等，配管系統(tǒng)一直是在壓縮空氣領(lǐng)域的交叉區(qū)域，大部分工業(yè)企業(yè)是在沒(méi)有事先規(guī)劃、設(shè)計(jì)、審批的情況下自行設(shè)計(jì)安裝的，充分體現(xiàn)了即接即用的原則。不合理的管路系統(tǒng)將給企業(yè)造成巨大的能源浪費(fèi)。

　　對(duì)于工廠，在進(jìn)行管路布置時(shí)，應(yīng)做到統(tǒng)籌全局，在設(shè)備設(shè)計(jì)之初就要考慮到管路的布置，以減少不必要的損失，尤其是在對(duì)流體傳動(dòng)與控制機(jī)械設(shè)備配置管路時(shí)要嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)，故在氣動(dòng)管路的理論指導(dǎo)下進(jìn)行正確的設(shè)計(jì)和布置是很重要的。

　　（一）管路系統(tǒng)的布置原則

　　在不同的場(chǎng)合，對(duì)管路系統(tǒng)的要求不同，可分別按照不同的壓力要求，空氣質(zhì)量要求和可靠性與經(jīng)濟(jì)性要求來(lái)進(jìn)行管路布置。

　　1.按供氣壓力布置管路系統(tǒng)的原則

　?。?）按照多種壓力供氣系統(tǒng)布置時(shí)，適用于氣動(dòng)設(shè)備有多種壓力要求的工況環(huán)境，根據(jù)供氣壓力大小和使用設(shè)備的位置，設(shè)計(jì)幾種不同壓力的管路供氣系統(tǒng)。

　?。?）在降壓管路供氣系統(tǒng)下，氣動(dòng)設(shè)備有多種壓力要求，但在用氣量都不大的工況情況下，應(yīng)根據(jù)最高供氣壓力設(shè)計(jì)管路供氣系統(tǒng)。需要低壓的氣動(dòng)設(shè)備，利用減壓閥降壓來(lái)得到低壓空氣。

　　（3）管路供氣與增壓供氣相結(jié)合的供氣系統(tǒng)，適用于大多數(shù)使用低壓的氣動(dòng)設(shè)備用戶，少數(shù)氣動(dòng)設(shè)備需要用氣量不大的高壓空氣，應(yīng)根據(jù)對(duì)低壓空氣的要求設(shè)計(jì)管路供氣系統(tǒng)，而氣量不大的高壓空氣采用增壓供氣方式來(lái)解決。

　　2.按供氣品質(zhì)布置管路系統(tǒng)的原則

　?。?）一般供氣系統(tǒng)

　　適用于供氣品質(zhì)不高的工況環(huán)境，若用氣量不大，為減少投資，可用清潔氣源代替。

　?。?）清潔供氣系統(tǒng)

　　適用于供氣質(zhì)量高的工況，若用氣量不大，可單獨(dú)設(shè)置小型凈化干燥裝置來(lái)解決。

　　3.按供氣可靠性和經(jīng)濟(jì)性布置管路系統(tǒng)的原則

　?。?）終端管網(wǎng)供氣系統(tǒng)

　　適用于間斷供氣工況，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性好。

　?。?）環(huán)狀管網(wǎng)供氣系統(tǒng)

　　適用于可持續(xù)供氣，不受維修之苦的影響，系統(tǒng)供氣可靠性高，每條支路設(shè)置截止閥。

　　（二）安裝管路的注意事項(xiàng)

　　供氣管路應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況布置，盡量與其它管路（如水管、天然氣管、暖氣管等）、電線系統(tǒng)協(xié)調(diào)布置。

　　壓縮空氣主干管道應(yīng)沿墻或柱子架空鋪設(shè)，其高度應(yīng)不妨礙設(shè)備的正常運(yùn)行，又便于檢修。長(zhǎng)管道對(duì)熱空氣的流動(dòng)具有散熱作用，會(huì)使管內(nèi)空氣中的水蒸氣冷凝成水。為便于排出冷凝水，順氣流方向，管道應(yīng)向下傾斜，傾斜度為1/100-3/100，為防止長(zhǎng)管道產(chǎn)生撓度，應(yīng)在適當(dāng)部位安裝管道支撐，管道支撐不得與管道焊接。

　　沿墻或柱子接出的支管必須在主干管的上部采用大角度拐彎后再向下引出，以免冷凝水進(jìn)入分支管、支管沿墻或柱子接下來(lái)，離地面約1.2-1.5米處接一氣源分配器，在分配器兩側(cè)接分支管或管接頭，以便用軟管接到氣動(dòng)裝置上。

　　（三）氣動(dòng)系統(tǒng)管路發(fā)生問(wèn)題的幾個(gè)原因

　　1.冷凝水引起的故障

　　從空壓機(jī)排出的具有一定壓力、一定流量的壓縮空氣具有較高的溫度，此時(shí)壓縮空氣中混有以氣態(tài)形式存在的水分和油分，隨著壓縮空氣的流動(dòng)，溫度不斷地下降，飽和狀態(tài)的水分就變成了水滴在管路內(nèi)析出，若排除不充分就容易造成故障。

　　對(duì)冷凝水的管理主要是以設(shè)在冷凝水滯留處的排水閥至少每周要排放2-3次，要經(jīng)常檢查自動(dòng)排水器內(nèi)部的元件。

　　2.壓力降，流量不足引起的故障

　?。?）換向閥動(dòng)作不良；

　?。?）執(zhí)行元件輸出力不足和動(dòng)作速度過(guò)慢；

　?。?）氣動(dòng)工具轉(zhuǎn)矩不夠；

　　（4）物體下落和夾緊力變??；

　?。?）裝置的循環(huán)變慢，不穩(wěn)定；

　?。?）各類執(zhí)行機(jī)構(gòu)不能按預(yù)定規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　對(duì)管路系統(tǒng)中閥的管理：壓縮空氣的泄漏會(huì)引起壓力損失和流量不足，因此要經(jīng)常檢查各個(gè)閥門等元件是否因密封失靈而泄漏，管接頭處是否因松弛和破裂而引起泄漏，減壓閥和止回閥的工作是否正常。

　　3.管路安裝布置不合理出現(xiàn)的問(wèn)題

　　管路安裝不合理，容易導(dǎo)致管路中的凝結(jié)水回流至空壓機(jī)組中，導(dǎo)致管路中積水過(guò)多，影響空壓機(jī)的正常工作。因此，對(duì)管路安裝必須有一定的要求。

　?。?）配管管路的壓力降不得超過(guò)空壓機(jī)使用壓力的5%，故配管時(shí)最好選用比設(shè)計(jì)值大的管路；

　?。?）管路須有1°-2°的傾斜度，以利于管路中冷凝水的排出；

　?。?）支線管路必須從主管路的頂端接出，以避免主管路中冷凝水下流至工作機(jī)械中或回流至空壓機(jī)中；

　?。?）若空氣使用量很大且時(shí)間很短，最好另加裝一儲(chǔ)氣罐作為緩沖之用，這樣可以減少空壓機(jī)加卸載次數(shù)，對(duì)空壓機(jī)使用壽命有很大的益處；

　?。?）管路中盡量減少使用彎頭及各種閥類。

 

　　二．壓縮空氣系統(tǒng)高低壓分壓供氣系統(tǒng)介紹

　　壓縮空氣系統(tǒng)高低壓分壓供氣是根據(jù)企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)所需壓力分別進(jìn)行供氣的一種方式?，F(xiàn)代工廠中通常使用一組空壓機(jī)為全廠提供壓縮空氣，由于各處所需壓縮空氣的壓力不同，所以供氣壓力須為壓縮空氣系統(tǒng)所需的最高壓力，對(duì)于需要低壓的場(chǎng)合，則用減壓閥進(jìn)行減壓，如此會(huì)造成很大的能量損失。

　　目前，在很多工廠使用的壓縮空氣系統(tǒng)中，供氣壓力每增加0.1MPa，空壓機(jī)耗能將增加5%---10%，壓縮空氣系統(tǒng)增加耗氣14%，提高供氣壓力將會(huì)增加輸送管網(wǎng)泄漏，降低供氣壓力可減少通過(guò)減壓閥減壓引起的能量損失。

　　工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)可實(shí)施“分壓供氣，降低供給壓力”進(jìn)行節(jié)能改造?？諌簷C(jī)分組供氣，即將一個(gè)空壓機(jī)群分為幾組，每組根據(jù)用氣設(shè)備的需求提供不同壓力的壓縮空氣，空壓機(jī)分組供氣可以提供大流量壓縮空氣，壓力可調(diào)范圍大，但是各組空壓機(jī)都需要配備獨(dú)立的排水器、過(guò)濾器、干燥器、后冷卻器等裝置，如果將空壓機(jī)放置在空壓機(jī)站則需要重復(fù)架設(shè)輸氣管道；如將空壓機(jī)放置在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，其又有體積大，維護(hù)、保養(yǎng)及管理不方便等問(wèn)題。

　　“分壓供氣，降低供給壓力”的關(guān)鍵技術(shù)為壓縮空氣系統(tǒng)的局部增壓技術(shù)，目前通常采用有氣動(dòng)增壓與電動(dòng)增壓兩種方法。

　　氣動(dòng)增壓技術(shù)為壓縮空氣系統(tǒng)中的一個(gè)重要技術(shù)。隨著壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，其作用越來(lái)越引起人們的重視?，F(xiàn)代工廠中通常使用一組空壓機(jī)為全廠提供壓縮空氣，但由于各處所需壓縮空氣的壓力不同，供氣壓力常常設(shè)為用氣設(shè)備所需的最高壓力，對(duì)于需要低壓的場(chǎng)合，則用減壓閥進(jìn)行減壓，這種供氣方式因?yàn)橄到y(tǒng)壓力高，除了導(dǎo)致空壓機(jī)能耗大，還會(huì)增大泄漏量。為了優(yōu)化管道供氣系統(tǒng)，降低系統(tǒng)能耗，采用“分壓供氣”的意義即在于此。降低供氣壓力可以降低空壓機(jī)的耗能、減少空氣消耗量，一般來(lái)說(shuō)供氣壓力每降低0.1MPa，空壓機(jī)耗能就可減少7%以上，同時(shí)系統(tǒng)耗氣量減少10%以上，降低供氣壓力可以降低輸氣管道因泄漏引起的損失。

　　分壓供氣是根據(jù)氣動(dòng)系統(tǒng)所需壓力分別供氣的一種方式。目前主要采用兩種途徑。一種是空壓機(jī)分組供氣，即將空壓機(jī)組分為幾組，每組根據(jù)用氣設(shè)備的需求提供不同壓力的壓縮空氣。這種方法可以提供大流量壓縮空氣，壓力可調(diào)范圍大，但是各組空壓機(jī)都需要配備獨(dú)立的排水器、過(guò)濾器、干燥器、后冷卻器等裝置，如果將空壓機(jī)放置在空壓機(jī)房則需要重復(fù)敷設(shè)輸氣管道，投資高，施工復(fù)雜，實(shí)施難度大；如將空壓機(jī)放置在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，則由于其體積大，維護(hù)、保養(yǎng)及管理不方便，所以此種技術(shù)實(shí)施難度大。第二種局部增壓方法是由氣源提高低壓空氣，局部采用增壓設(shè)備進(jìn)行增壓為需求高壓空氣的設(shè)備供氣。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，如果壓縮空氣系統(tǒng)需要高壓（0.7MPa以上）空氣的量占?jí)嚎s空氣總需求量的5%左右，采用局部增壓技術(shù)是切實(shí)可行的方案。這種方法可以靈活地為局部氣動(dòng)設(shè)備提供高壓空氣，其實(shí)施方便，投入少。

　　電動(dòng)增壓技術(shù)的特點(diǎn)是由電動(dòng)增壓機(jī)將吸入的空氣量原封不動(dòng)地壓縮后排出，幾乎沒(méi)有因壓縮而產(chǎn)生的空氣量損失，所以其輸出空氣流量大、壓力高。電動(dòng)增壓機(jī)工作時(shí)，原低壓空氣傳送能沒(méi)被利用，而壓縮空氣在壓力為0.42MPa時(shí)傳送能占有效能的比例高達(dá)50%，常見的空氣增壓機(jī)缺少控制器，頻繁啟停，對(duì)工廠的電網(wǎng)，氣路沖擊以及對(duì)設(shè)備本身的損壞很大，不利于在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)推廣。

　　實(shí)際工作中，氣動(dòng)增壓技術(shù)是通過(guò)改變壓縮空氣回路，利用活塞對(duì)空氣進(jìn)行壓縮，達(dá)到增壓的目的。此類設(shè)備氣動(dòng)增壓閥較多，其原理是將輸入的氣壓分為兩路，一路打開單向閥充入氣缸增壓腔A,B兩腔；另一路經(jīng)減壓閥及換向閥，向氣缸的驅(qū)動(dòng)腔A充氣，驅(qū)動(dòng)室B排氣。這樣，大活塞向一方移動(dòng)，帶動(dòng)小活塞也同向移動(dòng)，增壓腔A增壓，打開單向閥從出口送出高壓氣體。小活塞運(yùn)動(dòng)到頭，使換向閥切換，則驅(qū)動(dòng)腔B進(jìn)氣，驅(qū)動(dòng)腔A排氣，大活塞反向運(yùn)動(dòng)，增壓腔B增壓，打開單向閥，繼續(xù)從輸出口送出高壓氣體；以上動(dòng)作反復(fù)進(jìn)行，便可從出口得到連續(xù)輸出的高壓氣體。出口壓力反饋至減壓閥，可使出口自動(dòng)保持在某一值。當(dāng)需要改變出口壓力時(shí)可調(diào)節(jié)手輪，便能得到在增壓比范圍內(nèi)的任意設(shè)定出口壓力。

　　氣動(dòng)增壓不需要電源，利用低壓空氣驅(qū)動(dòng)活塞增壓，可將壓力提高一倍，通過(guò)調(diào)整進(jìn)氣壓力，可以很方便地得到所需要的壓力，當(dāng)輸出氣壓達(dá)到設(shè)定壓力值時(shí)，增壓器自動(dòng)停止工作，節(jié)省能源，具有使用方便，任何地方均可安裝等優(yōu)點(diǎn)。但增壓裝置需要排氣量2倍的進(jìn)氣量作為來(lái)源空氣，例如：進(jìn)氣壓力0.5MPa，需要壓力0.8MPa，排出流量500L/mind的情況，增壓裝置需要1000L/min的空氣，其中500L/min是作為增壓輔助空氣排出。當(dāng)閥芯行至行程終點(diǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)腔內(nèi)壓縮空氣排往大氣，壓縮空氣的有效能浪費(fèi)極大。閥的活塞面積小，動(dòng)作頻率低，輸出流量較小。閥芯往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶來(lái)振動(dòng)。另外，閥芯撞擊換向閥，也會(huì)降低增壓閥的壽命。

 

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