工业效用效率

正确安装空气压缩机的管道和通风指南

虽然由于预算、占地面积或时间限制,我们无法始终创建理想的安装,但值得回顾一下在新工厂安装压缩机或改进现有系统的一些最佳实践。

空压机房设计

位置

创建一个指定的压缩机房可以更好地控制压缩机的空气质量,此外还可以通过使用HVAC或通风设备确保压缩机保持在适当的温度。虽然目前的压缩机设计得比以前的型号安静得多,但它们仍然会产生大量噪音。在指定房间放置压缩空气设备有助于显著降低员工工作区域的噪音水平。

理想情况下,压缩机房应尽可能靠近其使用点。大多数公司试图将压缩机房设置在一个集中的位置,以尽可能缩短空气到达所有工艺流程的距离。这也有助于将压缩空气管道、压降和潜在泄漏点的数量降至最低。

在压缩机室内,重要的是要在机器周围有足够的空间来进行适当的通风。如果设备靠得太近,一个压缩机的热空气可能会被吸入旁边的压缩机。

清除

对于冷却和设备维护所需的适当间隙,请随时咨询您的压缩空气制造商。例如,带顶篷的压缩机可能有铰链上摆动的门,或者需要完全拆卸的门。每一种选择都需要不同类型的许可。另一个例子考虑了大型维护问题,需要使用大型工具,如起重机或千斤顶设备。这些特殊情况需要足够的净空高度和地板空间,以便维护人员进入机器。

凝结水处理

由于冷凝液含有来自压缩空气和注油设备的浓缩污染物,因此,在未首先从水中分离或过滤污染物之前,不得将冷凝液排入下水道。记住,要遵守当地有关压缩机、后冷却器、干燥器和储气罐冷凝水废物处理的规定。

室外装置

根据气候或安装位置,可以在室外安装压缩空气系统。设备应安装在倾斜或屋顶下,以防止雨水漏入电气柜。压缩机也可以吸水,因为它的进气量很大。因此,压缩机进口侧不应太靠近车顶边缘。如果放置不当,压缩机将吸水并遭受严重损坏。应规定至少NEMA 3R外壳,以保护设备免受落水和灰尘的影响。如果客户打算对压缩机进行压力清洗,则需要更高的额定值,如NEMA 4。

图1

图1:维修空气压缩机。

空压机房通风

过热与冻结温度

压缩机停机的主要原因之一是压缩机房通风不足导致的过热,尤其是空冷压缩机。应始终保持40–100°F的环境温度,以保持压缩机正常运行。压缩机后冷却器通常设计用于将压缩空气冷却至“环境+15°F”的温度。温度升高越高,压缩机出现高温警报故障的可能性越大,干燥器性能也越差。压缩空气供应将含有更多水分,对工业过程产生负面影响。

相反,如果压缩机室温度降至冰点以下,冷凝管线可能冻结,并导致后冷却器、排放管线或干燥器中结冰。当冰形成时,它会膨胀并可能损坏这些部件中的任何一个。低温也会增加冷却液粘度,要求电机使用更多功率来转动空气端。反过来,由于电机和轴承的故障,这将推高能源和维护成本。

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重点介绍了需求侧优化、压缩空气干燥器、过滤器、冷凝水管理、储罐、管道和气动技术。通过系统评估案例研究,探讨了如何在降低压降和需求的同时确保系统可靠性。

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压缩机房温度管理

空气压缩机会产生大量的热量。这种热量必须妥善处理,以避免停机和设备损坏。例如,一个旋转螺杆压缩机每马力将产生大约3000 BTU/hr的热能。理想情况下,该装置将使用这些热能作为寒冷月份的额外热源,或为应用程序加热水。如果热量不能被重复利用,那么适当的通风是至关重要的。

通风空气应从压缩机室外部的最低和最酷的可能点上的一个房间的墙壁。在对面的墙上,温控通风机应安装在这面墙的最高点。

冷空气需要流过房间内的所有设备。这就是为什么在相对的墙壁上安装进气管和排气管至关重要的原因。压缩机停机的最常见原因之一是高温,通常发生在通风不足的情况下。一个很好的经验法则——如果房间太热,员工无法工作,那么压缩机也无法工作。

管道

如果压缩机房的设计使得冷却空气难以流过压缩机,则管道是最佳选择。根据您当前的设置,您可以选择同时输送入口和出口空气,也可以只输送一个。确保查看制造商关于气流的规格,以及如何调整通风管道的尺寸,以便将背压保持在最小值。大多数冷却风扇的设计不能在背压超过1/10 psi的情况下有效工作。

进气

为实现无故障、高效运行,压缩机进气必须无任何固体和气体污染。污垢、灰尘和腐蚀性气体会导致过早磨损。它们还可能与压缩机冷却液发生负面反应,导致机油系统和空气端损坏。含尘量高的区域应在安装时使用预滤器。

记住,压缩机吸入的任何气体或烟雾最终将以更高的浓度进入工艺空气,污染从呼吸空气到工厂最终产品的一切。

图2

图2:从一对压缩机输送热量

管道设计

管道尺寸

正确地将压缩机管道连接到集管非常重要,尤其是因为管道连接不当的空气压缩机可能导致泄漏、压降或机器故障。如果管道太小,空气流速将增加。速度增加会导致阀门和三通中的湍流增加,从而使压力读数更难准确执行。

我们将通过一个示例演示管道直径和长度对压缩机系统的严重影响——压降和效率。

假设我们有一台25马力的压缩机,在100 psi下产生100 cfm。从1英寸的管道提升到1.5英寸的管道将显著减少压降,并为客户节省1%到1.5%的能源账单。除了适当的管道尺寸,尽量减少弯头、三通和快速断开接头,都有助于降低压降和潜在的泄漏点,节省用户的时间和金钱。

设计低压降管道系统-网络研讨会记录

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  • 新管道系统的设计策略、最佳实践、性能计算和设计参数。
  • 如何测量现有系统中的压力损失。
  • 在不完全更换分配管道的情况下提高性能的机会和方法。
  • 压降如何对工厂生产和能源效率产生负面影响。
  • 在哪里寻找低成本的机会来纠正它。

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管道布置

在优化气流和减少潜在问题方面,管道布局与管道直径同样重要。在任何具有多个液滴的系统设计中,整个装置的均衡压力对于稳定使用和测量至关重要。使用单个管道和多个空气滴将导致管线末端的用户获得显著的气流减少。此外,安装在系统中的压力传感器可能无法正确读取变化的压力,这取决于传感器的位置。为了解决这些问题,用户应将管道布置成环形,使气流均匀分布于整个工厂。

压缩机管道

最后,压缩空气可能含有少量在管道中冷凝的水。为避免水回流至压缩机,供应管线应始终垂直于集管顶部。这将防止水或污染物排放到另一个当前停止的压缩机中。

图3

图3:与管道总管的正确连接

在一个理想的世界里,我们都有足够的空间、时间和金钱来创造完美的压缩空气系统。不幸的是,这种情况很少发生。在实践中,我们必须平衡我们的理想与我们实际能够实现的目标。压缩空气系统需要大量的预先考虑和规划,以实现完美的安装;然而,即使我们曾经遇到过不理想的安装,我们也可以使用本文中的一些要点。记住保持压缩机冷却,尽量减少管道压降,并在设备周围留出足够的空间进行维修。

有关更多信息,请访问www.atlascopco.com/en-us.

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