Проектирование и планирование системы воздушного компрессора
Проектирование промышленной системы сжатого воздуха с нуля дает вам уникальную возможность оптимизировать эффективность, снизить затраты и обеспечить долгосрочную надежность. В этой статье рассказывается об основных принципах проектирования системы, которая будет соответствовать вашим текущим потребностям и адаптироваться к будущим.
Планирование эффективной системы подачи сжатого воздуха
При проектировании системы воздушного компрессора необходимо учитывать множество параметров и принимать множество решений в соответствии с требованиями оператора, конкретной области применения сжатого воздуха и для достижения максимально низких эксплуатационных расходов. Установка также должна быть спроектирована с учетом будущего расширения, если это потребуется.
Важно отметить, что сами машины, а также планирование и установка составляют лишь небольшую часть общих затрат на жизненный цикл. Последующие эксплуатационные расходы, особенно энергопотребление, составляют большую часть общих затрат. По этой причине при планировании следует уделять особое внимание простоте технического обслуживания и эффективности оборудования - от компрессоров и трубопроводной системы до осушителей сжатого воздуха и фильтров. С другой стороны, тип используемой технологии сжатого воздуха зависит от области применения или процессов, для которых потребуется сжатый воздух.
Шаг 1. Определение условий на объекте
Для обеспечения эффективного трубопровода и производительности системы в больших установках лучше всего размещать установку сжатого воздуха там, где это позволяет легко проложить распределительную сеть. В идеале он должен располагаться рядом со вспомогательным оборудованием, таким как насосы, вентиляторы или даже рядом с котельной. Такая конфигурация ускоряет сервисное и техническое обслуживание и делает его более доступным.
Выбранное здание должно быть оборудовано подъемным оборудованием, способным перемещать самые тяжелые компоненты компрессорной установки, как правило, электродвигатель. В качестве альтернативы может служить доступ к вилочному погрузчику. Кроме того, в нем должно быть достаточно места для установки дополнительного компрессора для будущего расширения. Кроме того, высота просвета должна быть достаточной для подъема электродвигателя или аналогичного оборудования в случае необходимости.
Необходимо предусмотреть дренаж в полу или аналогичные устройства для удаления конденсата из компрессора, охладителя, ресивера, осушителейи других компонентов. Сток в полу должен быть выполнен в соответствии с местным законодательством.
Шаг 2: Оценка потребности в воздухе
При выборе воздушного компрессора необходимо учитывать требования к расходу и давлению. При обсуждении систем сжатого воздуха термины давление и расход используются очень часто.
- Давление: относится к усилию, необходимому для выполнения определенного объема работы в любой момент времени. Может измеряться в фунтах на квадратный дюйм ( psi ) или барах (метрическая единица измерения давления).
- Расход: определяет, насколько быстро и эффективно компрессор выполняет задачу, в зависимости от требуемой продолжительности. Измеряется в кубических футах в минуту ( куб. фут/мин ), литрах в секунду ( л/с ) или кубических метрах в час ( м³/ч ) в зависимости от местоположения.
Для расчета общей потребности в сжатом воздухе перечислите все потребители сжатого воздуха (инструменты, машины, системы) вместе с их требованиями к давлению и расходу. Использовать данные изготовителя или расчетные значения. По возможности сравнивайте с аналогичными объектами.
После суммирования индивидуальных потребностей примените «коэффициент синхронности», чтобы учитывать перерывы в работе. Обязательно предусмотрите запас на утечки, износ и будущее расширение.
Различные инструменты и области применения требуют определенных уровней расхода и давления. Ниже приведены типичные требования к воздуху для стандартных инструментов и промышленного применения.
| Области применения | Расход и давление (США) | Расход и давление (метрические) | Пневматические инструменты | Расход и давление (США) | Расход и давление (метрические) |
|---|---|---|---|---|---|
| Домашняя страница | 1–2 CFM 70–90 PSI |
0,47-0,94 л/с 4,8-6,2 бар |
Воздушная щетка | 0.5–1.5 CFM 20–30 PSI |
0,24-0,71 л/с 1,4-2,1 бар |
| Пистолет-распылитель | 4–8 CFM 30–50 PSI |
1,89-3,78 л/с 2,1-3,4 бар |
Пистолет для гвоздя | 1–2 CFM 70–90 PSI |
0,47-0,94 л/с 4,8-6,2 бар |
| Абразивоструйная обработка | 6–25 CFM 70–90 PSI |
2,83-11,8 л/с 4,8-6,2 бар |
Шина для накачивания | 2–3 CFM 100–150 PSI |
0,94-1,42 л/с 6,9-10,3 бар |
| Различные инструменты | 3–10 CFM 90–120 PSI |
1,42-4,72 л/с 6,2-8,3 бар |
Ударный гайковерт | 3–5 CFM 90–100 PSI |
1,42-2,36 л/с 6,2-6,9 бар |
| Системы HVAC | 6–12 CFM 80–100 PSI |
2,83-5,66 л/с 5,5-6,9 бар |
Пневматический храповик | 3–5 CFM 90–100 PSI |
1,42-2,36 л/с 6,2-6,9 бар |
| Холодильная техника | 3–5 CFM 60–80 PSI |
1,42-2,36 л/с 4,1-5,5 бар |
Перфоратор | 3–6 CFM 90–120 PSI |
1,42-2,83 л/с 6,2-8,3 бар |
| Автозаводы | 8–15 CFM 90–120 PSI |
3,78-7,08 л/с 6,2-8,3 бар |
Распылитель краски | 6–7 CFM 30–50 PSI |
2,83-3,30 л/с 2,1-3,4 бар |
| Упаковка продуктов питания и напитков | 4–10 CFM 70–90 PSI |
1,89-4,72 л/с 4,8-6,2 бар |
Шлифовальная машина | 5–8 CFM 90–120 PSI |
2,36-3,78 л/с 6,2-8,3 бар |
Оптимизация производительности сжатого воздуха в сложных условиях
В сложных условиях эксплуатации, где используется большое количество оборудования и инструментов, использующих сжатый воздух, специальное помещение для системы сжатого воздуха обеспечивает оптимальную производительность и энергоэффективность. Балансируя подачу воздуха по различным требованиям, она предотвращает падение давления, уменьшает потери и адаптируется к изменяющимся схемам использования в режиме реального времени.
Шаг 3. Размеры компрессора
Выбор правильного компрессора начинается с понимания ваших потребностей в расходе воздуха. Расход измеряется в единицах CFM и показывает, сколько воздуха требуется вашему оборудованию для эффективной работы. Поскольку каждому инструменту или машине может потребоваться разное количество воздуха, важно выбрать компрессор, соответствующий вашим конкретным условиям применения.
Затем рассмотрите необходимое рабочее давление, измеренное в фунтах на кв. дюйм. Такие задачи, как пневматическое оборудование или распыление краски, часто требуют разных уровней давления для эффективной работы. Не забывайте учитывать возможные падения давления, вызванные фильтрами, осушителями или длинными трубопроводами.
Важно также рассмотреть общую картину применения. В некоторых случаях может потребоваться более высокое качество воздуха или более стабильное давление. Наконец, рассмотрим мощность компрессора, измеряемую в лошадиных силах или киловаттах. Хотя мощность имеет значение, она должна поддерживать уже определенные потребности в расходе воздуха и давлении, а не самостоятельно управлять выбором.
Шаг 4. Выбор аксессуаров и элементов управления
Правильная конфигурация оборудования полностью зависит от конкретной области применения. В некоторых случаях для защиты чувствительных процессов могут потребоваться безмасляные компрессоры, а в других - модели с масляным впрыском.
Выбор между компрессорами с фиксированной скоростью и компрессорами с частотно-регулируемым приводом (VSD) зависит от нескольких факторов, в том числе от того, насколько стабильна или колеблется потребность в воздухе. Компрессоры с частотно-регулируемым приводом, как правило, более эффективны в применениях с переменной потребностью, в то время как компрессоры с фиксированной скоростью могут подходить для работы с постоянной нагрузкой. Кроме того, необходимый уровень чистоты воздуха должен определять выбор воздушных фильтров и систем осушения.
Эффективные осушители воздуха, высокоэффективные фильтры и интегрированные системы могут повысить общую надежность системы, сократить объем технического обслуживания и сэкономить место, особенно при адаптации к требованиям к давлению и расходу.
Кроме того, можно избежать простоев, используя систему управления компрессором. Центральная система управления может управлять несколькими компрессорами. Он позволяет сбалансировать часы работы всех блоков для снижения износа, оптимизирует задачи по техническому обслуживанию и без проблем заменяет любой неисправный или автономный блок, обеспечивая стабильное давление и бесперебойное производство.
Профессиональный совет: минимизация общих затрат на жизненный цикл
Снижение стоимости приобретения может показаться большим, но в долгосрочной перспективе это может привести к увеличению расходов. Зачастую стоит потратить немного больше средств заранее, особенно если компрессор более эффективный и прост в обслуживании.
Достижение снижения энергопотребления имеет ключевое значение, поскольку энергопотребление может составлять до 80 % общей стоимости жизненного цикла компрессора.
Поэтому важно выбирать технологии и оборудование, предназначенные для экономии энергии. От компрессоров с частотно-регулируемым приводом (VSD) до систем рекуперации тепла, выбор правильных компонентов с самого начала приводит к снижению эксплуатационных расходов и уменьшению воздействия на окружающую среду.
Другие статьи по этой теме
Планирование системы подачи сжатого воздуха может вызвать множество вопросов в ходе процесса. Если вы хотите узнать больше о других связанных темах, ознакомьтесь со следующими сопутствующими статьями.
