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三分鐘弄懂空壓機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域與空壓機(jī)站設(shè)計(jì)的關(guān)系
壓縮空氣主要分為工廠空氣發(fā)生系統(tǒng)和儀表空氣發(fā)生系統(tǒng)，按壓縮機(jī)類別和空氣用途，可分為以下幾類：
有油潤(rùn)滑活塞式空壓機(jī)工廠空氣發(fā)生系統(tǒng)；
噴油螺桿式空壓機(jī)工廠空氣發(fā)生系統(tǒng)；
無(wú)油潤(rùn)滑活塞式空壓機(jī)儀表空氣發(fā)生系統(tǒng)；
無(wú)油螺桿式空壓機(jī)儀表空氣發(fā)生系統(tǒng)；
離心式空壓機(jī)工廠空氣和儀表空氣發(fā)生系統(tǒng)。
空壓站設(shè)備選型
一、壓縮機(jī)的選擇
中小氣量，高壓力或超高壓力時(shí)，可選用活塞式壓縮機(jī)。
中小氣量，壓力不高時(shí)，或含塵、濕、臟的氣體，可選用螺桿式壓縮機(jī)。
大中流量，低、中、高壓力時(shí)，可采用離心式壓縮機(jī)。
大流量、低壓力式，可采用軸流式壓縮機(jī)。
對(duì)排氣溫度嚴(yán)格限制的，可考慮選用液環(huán)式壓縮機(jī)。
二、用途。除油干燥系統(tǒng)一般工廠生產(chǎn)中會(huì)需要用到不同質(zhì)量的壓縮空氣，例如工藝空氣、儀表空氣、潔凈空氣等，根據(jù)不同的用途，對(duì)壓縮空氣的質(zhì)量作出以下的要求：（90%的從業(yè)者都關(guān)注了“壓縮機(jī)網(wǎng)”）
（1）工藝空氣一般作為吹掃用途，無(wú)露點(diǎn)要求。根據(jù)不同要求，一般作簡(jiǎn)單除水，除油處理則可。
（2）儀表空氣儀表空氣用于化工裝置測(cè)量和控制儀表，因此需采用潔凈和干燥的壓縮空氣。氣體露點(diǎn)應(yīng)比工作環(huán)境或歷史上當(dāng)?shù)啬辏荆O端低溫度至少低10℃。儀表空氣含塵粒徑不大于3μm；含塵量應(yīng)小于1 mg/m3；含油量應(yīng)小于10 mg/m3。
（3）潔凈空氣用于生物、食品、醫(yī)療方面的潔凈空氣要求比較高，除露點(diǎn)要求和含塵量與儀表空氣相同外，含油量應(yīng)小于1 mg/m3，一般宜采用無(wú)油空氣壓縮機(jī)。此外，還應(yīng)考慮滅菌處理，通常是通過(guò)活性碳加棉花，膜過(guò)濾和蒸汽進(jìn)行滅菌。
由于各類壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍重疊較寬，具體選用壓縮機(jī)類型時(shí)，需根據(jù)氣量、溫度、壓力、功率、效率和氣體性質(zhì)等主要技術(shù)參數(shù)，才能保證壓縮機(jī)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。本人參加的設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，多為化工生產(chǎn)設(shè)計(jì)，壓縮空氣主要是生產(chǎn)和儀表使用，用氣量不大，通常小于30 m3/min，壓力低于0.8 Mpa.
根據(jù)空壓機(jī)選用原則，多采用螺桿式壓縮機(jī)。空壓站設(shè)計(jì)合理，可以提高生產(chǎn)能力，增強(qiáng)可靠性，降低能耗，做到安全和環(huán)保。
三、壓縮空氣站選址及站內(nèi)設(shè)備布置壓縮空氣站在廠內(nèi)的布置可根據(jù)下列因素，經(jīng)技術(shù)分析后確定。
靠近用氣負(fù)荷中心；
供電、供水合理；有擴(kuò)建發(fā)展的可能；
避免靠近散發(fā)爆炸性、腐蝕性和有毒氣體及粉塵等有害物的場(chǎng)所，并位于上述場(chǎng)所全年風(fēng)向小頻率的下風(fēng)側(cè)；
要考慮與有噪聲、振動(dòng)防護(hù)要求場(chǎng)所的間距。
另外，空壓站的朝向，宜使機(jī)器間有良好的通風(fēng)；裝有活塞空氣壓縮機(jī)或離心空氣壓縮機(jī)，或單機(jī)額定排氣量大于等于20m3/min螺桿空氣壓縮機(jī)的空壓站宜為獨(dú)立建筑物。
壓縮空氣站的生產(chǎn)火災(zāi)危險(xiǎn)性類別一般為丁類或戊類，應(yīng)根據(jù)規(guī)模、空壓機(jī)的型式進(jìn)行合理的布置，要點(diǎn)如下：
（1）壓縮空氣站內(nèi)宜設(shè)置輔助間。其面積一般為空壓站總面積15%左右。
（2）離心空氣壓縮機(jī)吸氣過(guò)濾裝置宜獨(dú)立布置，與壓縮機(jī)的連接管道力求短、直。嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)有防寒措施。
（3）壓縮空氣儲(chǔ)罐應(yīng)布置在室外，并宜位于機(jī)器間的北面。立式儲(chǔ)氣罐與機(jī)器間外墻的凈距離不應(yīng)小于1 m，并不影響采光和通風(fēng)。
（4）夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)，要對(duì)設(shè)備和管道采取減少熱量散發(fā)的措施。
（5）螺桿空氣壓縮機(jī)組和活塞空氣壓縮機(jī)組，宜單排布置。機(jī)組間通道的寬度，應(yīng)根據(jù)設(shè)備操作、拆裝和運(yùn)輸?shù)男枰_定，其凈距應(yīng)按《壓縮空氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定執(zhí)行。
（6）當(dāng)空氣干燥凈化裝置設(shè)在空壓站內(nèi)時(shí)，宜布置在靠輔助間的一端，當(dāng)用戶要求壓縮空氣壓力露點(diǎn)低于-40℃，或含塵粒子小于1μm時(shí)，空氣干燥凈化裝置宜設(shè)在用戶處。
（7）單臺(tái)排氣量等于或大于20 m3 /min，且安裝容量等于或大于60 m3 /min的空壓站，宜設(shè)檢修用起重設(shè)備，其起重能力按空壓機(jī)的重部件確定。吊車(chē)一般不超過(guò)2 t.2.3幾種常用的壓縮空氣發(fā)生系統(tǒng)流程簡(jiǎn)述空氣從吸入管吸入，經(jīng)空氣過(guò)濾器，吸氣消音器進(jìn)入空壓機(jī)，在空壓機(jī)內(nèi)經(jīng)加壓，在后冷卻器中冷卻，經(jīng)除油器除去油霧后進(jìn)入儲(chǔ)氣罐，供氣總管從儲(chǔ)氣罐接到供氣管網(wǎng)送至各用戶。
后冷卻器和除油器根據(jù)用戶對(duì)空氣的質(zhì)量要求選用。由于活塞式空氣壓縮機(jī)維護(hù)費(fèi)用高，流程也相對(duì)螺桿式空壓機(jī)復(fù)雜，而且易損件多，現(xiàn)在小規(guī)模的空壓站都很少用了。但這種空壓機(jī)價(jià)格較為便宜，適合用在一些壓力較低且耗氣量較大的企業(yè)，可以節(jié)省一次投資。
空氣從吸入管吸入，經(jīng)空氣過(guò)濾器，吸氣消音器進(jìn)入空壓機(jī)內(nèi)加壓，經(jīng)油分離器分油、后冷卻器冷卻，除油器除去油霧后進(jìn)入儲(chǔ)氣罐，經(jīng)供氣總管接到供氣管網(wǎng)送至各用戶。由于該流程簡(jiǎn)單，設(shè)備占地少，現(xiàn)在一般化工企業(yè)都使用螺桿式的空壓機(jī)?？諌簷C(jī)制造廠家已把除油器和除塵器整合在空壓機(jī)箱體內(nèi)，成一體化設(shè)備，這樣為用戶帶來(lái)很大的方便，特別是用在一些耗氣量少的化工企業(yè)。
四、無(wú)油螺桿式空壓機(jī)儀表空氣發(fā)生系統(tǒng)。
空氣從吸入管吸入，經(jīng)空氣過(guò)濾器，吸氣消音器進(jìn)入空壓機(jī)，在空壓機(jī)內(nèi)加壓，段間氣體在段間冷卻器冷卻。壓縮空氣在后冷器中冷卻，在干燥器中除去空氣中的水分，在粉塵過(guò)濾器除去夾帶的吸附劑粉塵后進(jìn)入儲(chǔ)氣罐，通過(guò)供氣總管接到供氣管網(wǎng)送至各用戶。
節(jié)能
我國(guó)能源消耗高、浪費(fèi)大、利用率低的重要原因是技術(shù)裝備和工藝落后，降低能耗首先應(yīng)從設(shè)計(jì)做起。因此在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的時(shí)候?qū)υO(shè)備的選型尤其關(guān)鍵。 無(wú)油螺桿機(jī)空壓機(jī)多數(shù)用于醫(yī)藥、食品、生物工程方面。如果是發(fā)酵工程，可以選用一級(jí)壓縮的無(wú)油螺桿空氣壓縮機(jī)。與采用兩級(jí)壓縮的空壓機(jī)比較，可大大降低能耗，生產(chǎn)時(shí)減少了大量的電能，非常環(huán)保。如排量為40 Nm3 /min的空壓機(jī)，一級(jí)壓縮的機(jī)型排氣壓力可達(dá)到0.35 MPa，可滿足生產(chǎn)需要，其電功率為200 kW.如果采用二級(jí)壓縮的機(jī)型，排氣壓力為0.75 MPa，壓縮空氣須降壓才能應(yīng)用到生產(chǎn)，其電功率為250 kW，能耗比一級(jí)壓縮的機(jī)型增加了25%.
舉一個(gè)空壓站改造的例子。某工廠空壓站原有系統(tǒng)是5臺(tái)20 Nm3 /min（132 kW）空壓機(jī)，一臺(tái)19 Nm3 /min（110 kW）空壓機(jī)。年電力消耗：人民幣1，122，000元。計(jì)劃改造和更換老空壓機(jī)，以提高系統(tǒng)效率。經(jīng)調(diào)查研究，工廠大用氣量為58 Nm3 /min，正常用氣量45 Nm3 /min.
方案2：采用了一臺(tái)變頻空壓機(jī)，不僅保證了正常情況下的用氣量，同時(shí)滿足了大用氣量的要求，并大大減少了能耗，還能很快回收由于采用變頻空壓機(jī)所付出的一次投資費(fèi)用。（90%的從業(yè)者都關(guān)注了“壓縮機(jī)網(wǎng)”）
離心式空壓機(jī)則可以用來(lái)取代大排量的無(wú)油活塞機(jī)。采用離心式空壓機(jī)時(shí)盡量采用三級(jí)壓縮式，比兩級(jí)壓縮的更加節(jié)能。
例如：需求氣量：52 Nm3 /min，壓力8.5 bar；每年的工作時(shí)間為8000 h，每度電費(fèi)為0.65元。當(dāng)選擇兩級(jí)壓縮的離心機(jī)，年消耗的電費(fèi)為：327 kW×8000 h×0.65元/（kW/h）＝1700400元/a.
現(xiàn)選擇三級(jí)壓縮的離心機(jī)，年消耗的電費(fèi)為：298 kW×8000 h×0.65元/（kW/h）＝1549600元/a，結(jié)果電費(fèi)每年節(jié)省達(dá)15萬(wàn)元。
結(jié)語(yǔ)
通過(guò)以上的比較，我們進(jìn)行空壓站的設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)具體情況選用合適的機(jī)型和設(shè)計(jì)方案，避免設(shè)計(jì)上一些不必要的疏忽，方可讓投資者既省心又放心。現(xiàn)代工廠越來(lái)越需要采用新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備、新材料，以求節(jié)能降耗和保護(hù)環(huán)境。作為工程技術(shù)人員就更應(yīng)懂得如何節(jié)能及合理用能。隨著過(guò)程系統(tǒng)工程學(xué)的發(fā)展，節(jié)能技術(shù)的熱點(diǎn)已由單個(gè)設(shè)備的節(jié)能轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)節(jié)能?？諌赫臼莻€(gè)耗能大戶，要將工藝過(guò)程當(dāng)作一個(gè)有機(jī)結(jié)合的整體來(lái)看待，如果能對(duì)用能過(guò)程進(jìn)行能耗和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合分析，使整體設(shè)計(jì)優(yōu)化，必將帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
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