设计合理的压缩空气输配系统

为压缩空气管网配备设计合理的输配系统至关重要。如果设计得当，不仅可以节约能源，还能使气动工具保持出色工作状态。

设计合理的压缩空气输配系统需要满足以下三项要求：压缩机和用气点之间的压降要低；输配管路的泄漏量非常少；如果未安装压缩空气干燥机，则要有效分离冷凝水。

使压缩机和用气点之间保持较低压降

这三项要求主要适用于主管路，以及为当前和未来需求规划压缩空气消耗量。与以后重建压缩空气管路系统相比，安装比最初尺寸更大的管路和配件其成本较低。输气管网的布线、设计和尺寸选定对于压缩空气的制取效率、可靠性和成本非常重要。例如，有时会通过将压缩机的工作压力从 7 bar (e) 增至 8 bar (e) 来补偿管路中的较大压降。固定式压缩空气输配管网的尺寸应确保压缩机和偏远用气点之间的管路压降不超过 0.1 bar。此外，还必须加上挠性软管、软管联接器和其他配件的压降。正确确定这些部件的尺寸尤其重要，因为压降上限往往出现在此类连接处。

可使用以下公式计算特定压降下压缩空气管网的允许长度上限：

l = 管路总长度 (m)

∆p = 管网允许压降 (bar)

p = 绝对进气压力 (bar(a))

qc = 压缩机排气量，FAD (l/s)

d = 管路内径 (mm)

理想的解决方案是将压缩空气管路系统设计成环绕用气区域的闭环管路。然后，将分支管路从环形管路布设至各个用气点。这样，即使是频繁的间歇性使用，但由于空气是从两个方向输送到实际用气点，因此压缩空气的供应是均匀的。这种压缩空气系统的设计面向所有装置，除非某些大规模用气点与压缩机安装位置距离较远。对于这种情况，可将单独的主空气管路布设至这些用气点。

设计压缩空气管网

设计和确定压缩空气管网尺寸时，要先准备好设备列表（详细说明所有的压缩空气消耗装置）及其各自位置的示意图。大型压缩空气管网可分为四个主要部分：

竖管：将压缩空气从压缩机设施输送至用气区。

输配管路：在整个输配区域分配空气。

用气管路：将空气从输配管路送往工作场所。

压缩空气接头

确定压缩空气管网尺寸

由于压缩空气在输配过程中会产生一些压力损失，主要是管路中的摩擦损失和压缩空气管路材料造成的压力损失，因此通常无法充分利用压缩机运行后直接产生的压力。

此外，阀门和管路弯头还会产生节流效应并改变流向。这种损耗会转化为热量，导致压力下降。

根据配件和管件列表以及以等效管长表示的流量阻力，计算出装置所有零件的等效管路长度。这些"额外的"管路长度会添加到初始直管长度中，然后重新计算管网的选定尺寸，以确保压降不会过大。对于大型装置，应单独计算各个管段（用气管路、输配管路和竖管）的尺寸。

空气速度

压缩空气管路布局和设计中易被忽视的是空气速度。速度过快可能是造成背压、控制信号不稳、湍流及相关压降的根本原因。按照英国压缩空气协会 (BCAS) 的建议，空气速度为 6m/s 或更低时，可防止湿气和碎屑通过排水支管和进入控制装置。9m/s 以上的速度足以带走气流中的水和碎屑。因此，建议的互连管路和总管的设计速度为 6-7m/s 或更低，切勿超过 9m/s。

来源：阿特拉斯·科普柯 化工365编辑整理