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压缩空气系统的节能设计与优化方式研究

目录

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正文 1

文1：压缩空气系统的节能设计与优化方式研究 1

1、压缩空气系统应用现状 1

（1）压缩机组环节(运行负载不匹配) 2

（2）管道供气环节(管网配置及管理不合理) 2

（3）末端用气环节 3

2、空气压缩机的选型 3

2.1、空压机选择方案 3

2.2、储气罐的选择 3

2.3、冷干机的选择 4

3、压缩空气系统的节能设计与优化方式 4

3.1、流速控制 4

3.2、管道选材 5

3.3、管网布置 5

文2：建筑制冷节能方式研究 6

原创性声明（模板） 8

正文

压缩空气系统的节能设计与优化方式研究

文1：压缩空气系统的节能设计与优化方式研究

1、压缩空气系统应用现状

近年来，国内学者和厂家陆续开始重视压缩空气节能的问题，并开展了一些研究。蔡茂林等针对气体泄漏的检测、智能控制器、局部增压技术等方面做了大量的工作，并已应用于工业生产，取得了一定的节能效果；刘涛等通过变频、分压等技术对电厂压缩空气系统进行节能改造，大幅降低了能耗，提升了经济效益；潘志旸对压缩空气系统采取集中控制、管网优化等措施，改造后节能效果达到38%

典型的压缩空气系统工作流程如图1所示：空气压缩机将大气压下的空气吸入后压缩并以较高的压力输出;输出的压缩空气经储气罐缓冲，并且初步除水除油后，输入到干燥机等空气净化设备中进行进一步的除水、除油等净化;之后洁净的压缩空气通过管道输送至末端用气设备，如喷枪、气缸等。

因此，整个压缩空气系统能源浪费主要表现在以下几个方面：

（1）压缩机组环节(运行负载不匹配)

采用吸气阀对空压机吸气口的压力进行调节，使输出压力波动小，是压缩机行业为了保证压力需求普遍采用的方式。由于吸气阀在压缩机没有供气的情况下同样保持工作状态，因此会对电力资源产生一定的浪费。同时，空压机驱动电机本身冷却不足、机械摩擦等也会导致一部分能量的损失，从而使得压缩机工作效率降低。

（2）管道供气环节(管网配置及管理不合理)

压缩空气系统管道输送供气环节能源浪费十分严重，主要有2个方面的原因：1)长距离的管道线路使得管道的压损较大，而多数情况下压损的确定较为困难，以及系统启动过程存在流量高峰，末端用气设备的压力较压缩机组的供气压力要小很多，浪费较为明显；2)客户的管理不善致使管道线路出现严重的泄漏现象，较甚者可达50%以上，这部分损失通常占供气量的10%~30%

（3）末端用气环节

工业生产中，压缩空气系统的末端用气环节的浪费也较为严重，有工艺过程浪费和操作过程浪费2个方面。工艺过程的浪费可分为无负荷的气体损失和准备结束工作的气体损失，如确定工件是否卡到位的真空发生器给气不工作时也需不间断供气、轮胎制造中定型充气从0．7MPa的高压直接降至常压的过程等。人为操作过程的浪费主要是现场施工人员不适宜的追求高压以及供气管道过长等原因造成的，如气枪使用过程中擅自扩大喷嘴喷口提高供给压力、用直铜管做喷嘴等。

1—空压机；2—储气罐；3—前置过滤器；4—冷干机；5—后置过滤器

图2储气罐的并联供气方案图

2、空气压缩机的选型

2.1、空压机选择方案

无论是从性能还是从空压机的综合使用成本来说，螺杆式空压机都是比较合理的选择。有了这个对主机的定性确定之后，接下来很重要的工作便是对方案中主机的数量进行确定，也就是我们的定量分析，以设计出最优化的设计方案。本着最大化进行生产的要求，为实现空压机的不间断供气，我们在进行方案设计时，必须充分考虑空压机故障停机、维护保养等相关因素，所以通常在主机数量的确定上按高于额定排气量1~2台进行配置主机，以实现主机之间的交替供气或维修替代。

2.2、储气罐的选择

储气罐的容量应取所有空压机每分钟排气总量的30%进行配置。储气罐数量的配置没有严格的规定，应按照实际供气需要进行配置相应数量的储气罐。一般来说，为保证供气压力的稳定，方便维护使用，我们在储气罐的配置上坚持一个原则：在保证储气罐容量的同时，配置数量以尽量少为好，单个储气罐容量以尽量大为好。

2.3、冷干机的选择

冷干机是压缩空气除油、除水的关键设备。在选择冷干机时，应先确定冷干机的露点温度，一般为2℃，在此基础上选择冷干机的处理气量，计算公式如下：

Qe=Qb×Cjp×Cjt×Cit×Cht（1）

式中：Qe为冷干机额定压缩空气处理流量；Qb为所需处理的空气流量，即空压机排气量；Cjp为进气压力修正系数（1.00）；Cjt为进气温度修正系数（1.60）；Cit为露点温度修正系数（1.00）；Cht为环境温度修正系数（1.29）

3、压缩空气系统的节能设计与优化方式

3.1、流速控制

为保证