1. 概述

設(shè)計壓縮空氣供氣系統(tǒng)時，需考慮系統(tǒng)的能效、可靠性和整體能耗。合理的管網(wǎng)配置能顯著降低能耗、提高生產(chǎn)力和壓縮空氣性能。以下三個基本準(zhǔn)則尤為重要：

1. 壓損最小化：從空壓機(jī)出口到最終用氣點的壓損應(yīng)盡可能小，一般不超過0.1 bar。
2. 減少漏點：供氣系統(tǒng)應(yīng)盡量減少漏點，以提高系統(tǒng)效率。
3. 高效冷凝水分離：若系統(tǒng)無干燥機(jī)，則需具備高效的冷凝水分離功能。

2. 儲氣罐選型

儲氣罐在供氣系統(tǒng)中具有多重功能，如緩沖、冷卻和除水。其大小需根據(jù)空壓機(jī)氣量、控制方式和終端用氣需求來確定。

• 帶加卸載控制空壓機(jī)：

  $$V=\frac{q_C\times (p_U?p_L)\times f_{\max }\times (T_1?T_0)}{p_1\times (1?\frac{T_0}{T_1})}$$

  其中，$V$ 為儲氣罐容積，$q_C$ 為壓縮機(jī)FAD，$p_1$, $T_1$ 分別為壓縮機(jī)進(jìn)氣壓力和溫度，$T_0$ 為儲氣罐中壓縮空氣溫度，$p_U$, $p_L$ 為加載與卸載設(shè)定壓力差，$f_{\max }$ 為最大負(fù)載頻率。

• 帶可變速度控制（VSD）空壓機(jī)：

  $$V=\frac{q\times t\times (p_1?p_2)}{p_1}\times L$$

  其中，$q$ 為泄空階段空氣流速，$t$ 為泄空階段時間，$p_1$, $p_2$ 分別為網(wǎng)絡(luò)中額定工作壓力和消費者運行中的最小壓力，$L$ 為充盈期空氣需求（1/工作周期）。

3. 壓縮空氣管網(wǎng)設(shè)計

管網(wǎng)設(shè)計需基于設(shè)備列表和用氣點布局圖。用氣點可按邏輯分類編組，并由同一供氣支管供氣。管網(wǎng)主要包括供氣主管、供氣支管、設(shè)備連接管和管道配件。

4. 管網(wǎng)管道選型

管道選型需考慮壓力損失，包括直管壓降和閥門、彎頭等管件產(chǎn)生的額外壓損。壓降計算公式為：

其中，$\Delta p$ 為壓降，$q_c$ 為空氣流量，$l$ 為管道長度，$\rho$ 為空氣密度，$f$ 為摩擦系數(shù)，$d$ 為管道內(nèi)徑，$v$ 為流速，$p$ 為初始壓力。

管網(wǎng)中不同區(qū)塊的管道長度可通過設(shè)計比例圖確定，并考慮閥門、彎管等管件的等效長度。

5. 流量測量

流量計應(yīng)安裝在管網(wǎng)中的關(guān)鍵節(jié)點，以監(jiān)測和控制壓縮空氣消耗。流量計可讀取數(shù)據(jù)到電腦或轉(zhuǎn)換模塊中，便于數(shù)據(jù)分析和成本控制。在環(huán)形管網(wǎng)中，流量計需能測量雙向流量。

壓縮空氣管網(wǎng)配置需綜合考慮系統(tǒng)效率、可靠性和能耗。通過合理的管網(wǎng)設(shè)計、儲氣罐選型和管道選型，可以顯著降低能耗、提高生產(chǎn)力和壓縮空氣性能。同時，流量測量也是實現(xiàn)成本控制和能耗管理的重要手段。