Projektowanie i planowanie systemu sprężonego powietrza
Projektowanie przemysłowego systemu sprężonego powietrza od podstaw daje wyjątkową możliwość optymalizacji wydajności, oszczędności kosztów i długoterminowej niezawodności. W tym artykule omówimy podstawy projektowania systemu, który spełni Twoje obecne potrzeby i dostosowuje się do przyszłych.
Projektowanie wydajnego systemu sprężonego powietrza
Podczas projektowania systemu sprężarki powietrza należy wziąć pod uwagę wiele parametrów i podjąć wiele decyzji, aby spełnić wymagania operatora, konkretne zastosowanie sprężonego powietrza i osiągnąć możliwie najniższe koszty eksploatacji. Instalacja powinna być również zaprojektowana z myślą o przyszłej rozbudowie, jeśli okaże się to konieczne.
Ważne jest, aby pamiętać, że same maszyny, a także planowanie i instalacja stanowią tylko niewielką część całkowitych kosztów cyklu życia. Późniejsze koszty eksploatacji, w szczególności zużycie energii, stanowią większość całkowitych kosztów. Z tego powodu wszystkie plany powinny koncentrować się na przyjaznej w konserwacji i wydajnej technologii,od sprężarek i orurowania po osuszacze i filtry sprężonego powietrza. Z drugiej strony rodzaj stosowanej technologii sprężonego powietrza zależy od zastosowania lub procesów, które będą wymagać sprężonego powietrza.
Krok 1: Określenie warunków w pomieszczeniu sprężarek
Aby zapewnić wydajne orurowanie i wydajność systemu w dużych instalacjach, najlepiej jest umieścić instalację sprężonego powietrza w miejscu, które umożliwia łatwe prowadzenie sieci dystrybucyjnej. Najlepiej jest umieścić go w pobliżu urządzeń pomocniczych, takich jak pompy, wentylatory, a nawet w pobliżu kotłowni. Taka konfiguracja sprawia, że serwis i konserwacja są szybsze i bardziej dostępne.
Wybrany budynek powinien być wyposażony w sprzęt dźwigowy zdolny do przenoszenia najcięższych elementów instalacji sprężarki, zazwyczaj silnika elektrycznego. Alternatywnie może służyć dostęp do wózka widłowego. Powinna również mieć wystarczającą przestrzeń podłogową do zainstalowania dodatkowej sprężarki w celu rozbudowy w przyszłości. Ponadto wysokość prześwitu musi być wystarczająca, aby w razie potrzeby umożliwić podniesienie silnika elektrycznego lub podobnego urządzenia.
Należy zastosować odpływ w podłodze lub podobne urządzenia w celu zarządzania kondensatem ze sprężarki, chłodnicy końcowej, zbiornika powietrza, osuszaczyi innych elementów. Odpływ w podłodze musi być wykonany zgodnie z lokalnymi przepisami.
Krok 2: Oszacuj zapotrzebowanie na powietrze
Zrozumienie wymagań dotyczących przepływu i ciśnienia w zakładzie ma kluczowe znaczenie przy wyborze sprężarki powietrza. Ciśnienie i przepływ to powszechne terminy używane podczas omawiania układów sprężonego powietrza.
- Ciśnienie: odnosi się do siły potrzebnej do wykonania określonej ilości pracy w danym momencie. Możliwość pomiaru w funtach na cal kwadratowy ( psi ) lub barach (metryczny pomiar ciśnienia).
- Przepływ: określa, jak szybko i wydajnie sprężarka wykonuje zadanie, w zależności od wymaganego czasu trwania. Jest mierzony w stopach sześciennych na minutę ( cfm ), litrach na sekundę ( l/s ) lub metrach sześciennych na godzinę ( m³/h ), w zależności od lokalizacji.
Aby obliczyć całkowite zapotrzebowanie na sprężone powietrze, należy podać wszystkie odbiorniki sprężonego powietrza (narzędzia, maszyny, systemy) wraz z ich zapotrzebowaniem na ciśnienie i przepływ. Stosować dane producenta lub wartości szacunkowe. W miarę możliwości porównać z podobnymi obiektami.
Po dodaniu indywidualnych potrzeb należy zastosować "współczynnik jednoczesności", aby uwzględnić pracę przerywaną. Należy uwzględnić margines na wycieki, zużycie i przyszłą ekspansję.
Różne narzędzia i zastosowania wymagają określonych poziomów przepływu i ciśnienia. Poniżej przedstawiono typowe wymagania dotyczące powietrza dla typowych narzędzi i zastosowań przemysłowych.
| Zastosowania | Przepływ i ciśnienie (US) | Przepływ i ciśnienie (metryczne) | Narzędzie pneumatyczne | Przepływ i ciśnienie (US) | Przepływ i ciśnienie (metryczne) |
|---|---|---|---|---|---|
| Użytek domowy | 1–2 CFM 70–90 PSI |
0,47-0,94 l/s 4,8-6,2 bar |
Czyszczenie powietrzem | 0.5–1.5 CFM 20–30 PSI |
0,24-0,71 l/s 1,4-2,1 bara |
| Pistolet natryskowy | 4–8 CFM 30–50 PSI |
1,89-3,78 l/s 2,1-3,4 bara |
Pistolet do gwoździ | 1–2 CFM 70–90 PSI |
0,47-0,94 l/s 4,8-6,2 bar |
| Piaskowanie | 6–25 CFM 70–90 PSI |
2,83-11,8 l/s 4,8-6,2 bar |
Pompka do opon | 2–3 CFM 100–150 PSI |
0,94-1,42 l/s 6,9-10,3 bara |
| Różne narzędzia | 3–10 CFM 90–120 PSI |
1,42-4,72 l/s 6,2-8,3 bara |
Klucz udarowy | 3–5 CFM 90–100 PSI |
1,42-2,36 l/s 6,2-6,9 bara |
| Systemy HVAC | 6–12 CFM 80–100 PSI |
2,83-5,66 l/s 5,5-6,9 bara |
Grzechotka pneumatyczna | 3–5 CFM 90–100 PSI |
1,42-2,36 l/s 6,2-6,9 bara |
| Chłodnictwo | 3–5 CFM 60–80 PSI |
1,42-2,36 l/s 4,1-5,5 bara |
Wiertarka udarowa | 3–6 CFM 90–120 PSI |
1,42-2,83 l/s 6,2-8,3 bara |
| Montaż pojazdów | 8–15 CFM 90–120 PSI |
3,78-7,08 l/s 6,2-8,3 bara |
Urządzenie natryskowe | 6–7 CFM 30–50 PSI |
2,83-3,30 l/s 2,1-3,4 bara |
| Pakowanie żywności i napojów | 4–10 CFM 70–90 PSI |
1,89-4,72 l/s 4,8-6,2 bar |
Szlifierka | 5–8 CFM 90–120 PSI |
2,36-3,78 l/s 6,2-8,3 bara |
Optymalizacja wydajności sprężonego powietrza w złożonych środowiskach
W złożonych środowiskach z wieloma zastosowaniami i narzędziami wykorzystującymi sprężone powietrze, dedykowana przestrzeń dla układu sprężonego powietrza zapewnia optymalną wydajność i efektywność energetyczną. Równoważąc dopływ powietrza w różnych zapotrzebowaniach, zapobiega spadkom ciśnienia, zmniejsza straty i dostosowuje się do zmieniających się wzorców użytkowania w czasie rzeczywistym.
Krok 3: Wymiary sprężarki
Wybór odpowiedniej sprężarki zaczyna się od zrozumienia potrzeb w zakresie przepływu powietrza. Przepływ jest mierzony w CFM i informuje o tym, ile powietrza potrzebuje sprzęt do wydajnej pracy. Ponieważ każde narzędzie lub maszyna może wymagać innej ilości przepływu powietrza, ważne jest, aby wybrać sprężarkę odpowiednią do konkretnych zastosowań.
Następnie należy wziąć pod uwagę wymagane ciśnienie robocze, mierzone w PSI. Zadania takie jak narzędzia pneumatyczne lub malowanie natryskowe często wymagają różnych poziomów ciśnienia, aby pracować skutecznie. Należy pamiętać o uwzględnieniu ewentualnych spadków ciśnienia spowodowanych przez filtry, osuszacze lub długie przewody rurowe.
Ważne jest również przyjrzenie się całościowemu zastosowaniu. Niektóre zastosowania mogą wymagać wyższej jakości powietrza lub bardziej stałego ciśnienia. Na koniec należy wziąć pod uwagę moc sprężarki, mierzoną w KM lub kilowatach. Chociaż moc ma znaczenie, powinna wspierać już zdefiniowane potrzeby w zakresie przepływu powietrza i ciśnienia, a nie samodzielnie dokonywać wyboru.
Krok 4: Wybierz akcesoria i elementy sterujące
Odpowiednia konfiguracja sprzętu zależy całkowicie od zastosowania. Niektóre operacje mogą wymagać bezolejowych sprężarek w celu ochrony wrażliwych procesów, podczas gdy inne mogą polegać na modelach z wtryskiem oleju.
Wybór pomiędzy sprężarkami o stałej prędkości a sprężarkami z napędem o zmiennej prędkości (VSD) zależy od kilku czynników, w tym od tego, jak stabilne lub zmienne jest zapotrzebowanie na powietrze. Sprężarki VSD są zazwyczaj bardziej wydajne w zastosowaniach o zmiennym zapotrzebowaniu, podczas gdy jednostki o stałej prędkości mogą być odpowiednie do pracy ze stałym obciążeniem. Ponadto dobór filtrów powietrza i systemów osuszania powinien zależeć od wymaganego poziomu czystości powietrza.
Wydajne osuszacze powietrza, wysokowydajne filtry i zintegrowane konfiguracje mogą poprawić ogólną niezawodność systemu, zmniejszyć wymagania konserwacyjne i zaoszczędzić miejsce, zwłaszcza jeśli są dostosowane do wymagań dotyczących ciśnienia i przepływu.
Przestojów można również uniknąć, stosując system sterowania sprężarkami. Centralny system sterowania może zarządzać kilkoma sprężarkami. Równoważy godziny pracy wszystkich urządzeń, aby zmniejszyć zużycie, usprawnia zadania konserwacyjne i bezproblemowo zastępuje każde uszkodzone lub niepodłączone urządzenie, zapewniając stałe ciśnienie i nieprzerwaną produkcję.
Wskazówka profesjonalisty: minimalizacja całkowitych kosztów cyklu życia
Niższe koszty zakupu mogą wydawać się dużą korzyścią, ale w dłuższej perspektywie mogą prowadzić do wyższych wydatków. Wydawanie nieco więcej na początku często się opłaca, zwłaszcza gdy sprężarka jest bardziej wydajna i łatwiejsza w konserwacji.
Kluczowe znaczenie ma zmniejszenie zużycia energii, ponieważ zużycie energii może stanowić do 80% całkowitego kosztu eksploatacji sprężarki.
Dlatego ważne jest, aby wybrać technologię i sprzęt zaprojektowane z myślą o oszczędności energii. Od sprężarek o zmiennej prędkości obrotowej (VSD) po systemy odzysku ciepła, wybór odpowiednich komponentów od samego początku prowadzi do niższych kosztów eksploatacji i mniejszego wpływu na środowisko.
Powiązane artykuły
Planowanie instalacji sprężonego powietrza może wzbudzić wiele pytań w trakcie procesu. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na inne powiązane tematy, zapoznaj się z poniższymi powiązanymi artykułami.
