【壓縮機網(wǎng)】壓縮空氣是與水、電和蒸汽齊名的工業(yè)第四大能源，全球工業(yè)國家總發(fā)電量的約10%被用在壓縮空氣系統之中。壓縮空氣系統主要由空氣壓縮機、儲氣罐、干燥機、過(guò)濾器、輸氣管道和閥門(mén)等組成。壓降是影響壓縮空氣系統效率和壓力穩定性的眾多問(wèn)題之一，也是生產(chǎn)一線(xiàn)經(jīng)常遇到的實(shí)際情況之一。

　　什么是壓降？

　　壓降（pressure drop）即壓力下降，一般表示流體在管道中流動(dòng)時(shí)由于能量損失而引起的壓力降低。壓縮空氣系統中的流體即為空氣，當然，如果壓縮介質(zhì)是其它工藝氣體也同樣適用。

　　壓縮空氣壓降是指從壓縮機排氣口到實(shí)際用氣點(diǎn)的氣壓降低，也稱(chēng)為壓損、壓力差異等。當壓縮空氣通過(guò)后處理（比如干燥機、儲氣罐、過(guò)濾器等）和分配系統（比如管道、閥門(mén)等）時(shí)會(huì )發(fā)生壓降。

　　壓縮空氣系統的壓降通常由管道系統自身的阻力或泄漏造成的壓降和因用氣量增大導致的供氣不足造成的壓降構成。

　　壓降產(chǎn)生的原因

　　壓縮空氣系統中任何類(lèi)型的阻塞、限制都會(huì )導致氣流阻力并產(chǎn)生壓降，理論上來(lái)說(shuō)，壓降不可避免。系統壓降產(chǎn)生最為明顯的原因是供氣量不能滿(mǎn)足用氣需求，可能是由于需要壓縮空氣的設備太多、壓縮機選型太小或者泄露。氣壓損失最直接的原因是壓縮空氣與管道內壁摩擦形成阻力，管道直徑越大，在管道中央集聚的空氣越多，在管內的摩擦阻力就越??；反之，則阻力越大，壓降越大。

　　氣壓降或氣壓損失與以下因素有關(guān)：排氣量、初始氣壓、管體類(lèi)型、管路長(cháng)度、系統中的閥門(mén)、接頭和折彎的數量等。

　　在壓縮空氣系統的供應側，空氣/潤滑油分離器、后冷卻器、油水分離器、干燥器和過(guò)濾器是導致顯著(zhù)壓降的主要部件；在分配系統中，最高壓降通常出現在以下部位，包括管徑過(guò)小或有泄漏的管道、接頭、閥門(mén)、過(guò)濾器、調節器和潤滑器等處。

　　壓降過(guò)大的危害

　　業(yè)界一般認為在0.7MPa范圍內，排氣壓力每增加1公斤，全流量下的能耗將增加約7%。但實(shí)際上，高于需要的壓力還會(huì )產(chǎn)生更多能源浪費。比如提高壓縮機排氣壓力會(huì )增加各種不受控制用途的額外氣體損耗，包括泄漏、排污等。囊括了以上能源浪費之后，系統壓力每增加1公斤，總能耗增加可能飆升至12%左右。因此，最大限度地減少系統所有部件之間的氣壓差異是我們不斷追求的理想狀態(tài)。

　　壓降的計算

　　理論上，一個(gè)設計合理、狀態(tài)良好的壓縮空氣系統的壓降應該遠低于壓縮機排氣壓力的10%，因為過(guò)大的壓降會(huì )導致能耗過(guò)高和無(wú)法滿(mǎn)足用氣需求。

　　壓縮空氣系統中，壓降和管道長(cháng)度正相關(guān)。為了計算管道長(cháng)度和壓力損失，使阻力損失最小而投資最經(jīng)濟，我們可以使用以下公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計算：

　　△p=450q1.85L/(d5p)

　　式中：△p——壓力降(bar)；

　　q——容積流量(L/s)；

　　d——管子內徑(mm)；

　　L——管子長(cháng)度(m)；

　　p——排氣壓力(絕壓)(bar)(a)

　　需要注意的是，由管道各部件（供氣管、分配管和豎管）統計出的管道長(cháng)度，必須加上閥門(mén)、彎管、接頭等的當量長(cháng)度進(jìn)行修正（修正系數見(jiàn)上表）。計算時(shí)已知容積流量、壓力、許可壓力降和管道修正長(cháng)度，然后根據最近的數值，為輸氣系統選用一個(gè)較大的標準管道。

　　如何應對壓降問(wèn)題？

　　由于壓降將導致能源成本增加和系統壓力變化，對生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生不利影響，因此我們需要積極解決壓降問(wèn)題。

　　1.重視系統整體性

　　壓降產(chǎn)生的原因多種多樣，壓降過(guò)大往往是數個(gè)原因相互糾纏，互相影響。因此需要對壓縮空氣系統的整體性加以考慮。比如要重視空氣過(guò)濾和干燥設備的維護保養，以減少水分對管道腐蝕；選擇額定條件下壓降盡可能低的后冷卻器、分離器、干燥器和過(guò)濾器；

　　選用在最低壓差下仍然具有最佳性能特征的壓力調節器、潤滑器、軟管和連接件等，這些組件的大小必須根據實(shí)際流量而不是平均流量來(lái)確定。通過(guò)正確選型，盡量減少減壓閥的使用。

　　2.關(guān)注輸氣管道

　?。?）管道尺寸選擇

　　眾所周知，壓縮空氣流速越大，阻力越大，能量損失就越大。當壓力一定的情況下，流速與管徑成反比。所以，為了降低氣體阻力和壓降，管徑選擇就非常重要。

　　一般建議連接空壓機排氣口與總管的管徑尺寸應使管內的空氣速度不超過(guò)6m/s，以便將來(lái)擴展；總管尺寸應控制空氣速度不超過(guò)9m/s，以最大限度地減少壓降。

　　避免來(lái)自壓縮機的空氣以90度的角度進(jìn)入總管，而應以與流動(dòng)方向成45度角的方式進(jìn)入總管，并且盡量使用寬半徑彎頭。

　?。?）合理選擇配件

　　從壓縮空氣供氣點(diǎn)到用氣點(diǎn)的最大壓降出現在流量和溫度最高時(shí)，因此應根據這些條件選擇系統組件。選擇過(guò)濾器時(shí)，不可一味貪圖便宜，除了規格符合之外，也要根據所用工況考慮濾芯的負載能力。如果污物過(guò)多或負載能力不匹配，會(huì )導致濾芯結構破壞，壓差過(guò)大或者過(guò)濾質(zhì)量不達標。

　?。?）合理設置壓力監測點(diǎn)

　　壓降存在于壓縮空氣系統的每個(gè)重要流程之中，因此，我們不可能只通過(guò)一組壓力檢測點(diǎn)就一勞永逸的監測到所有關(guān)鍵點(diǎn)的壓降值。正確的診斷需要在系統的不同點(diǎn)進(jìn)行壓力測量，以識別導致過(guò)度壓降的組件。這可以避免在應更換濾芯或增加過(guò)濾調節器尺寸時(shí)而換管道。

　　空氣壓縮機的壓力信號通常位于壓縮機組的排放口，當信號位置移動(dòng)到壓縮空氣干燥器和過(guò)濾器的下游以實(shí)現整個(gè)壓縮系統的通用信號時(shí)，必須降低控制范圍的壓力設置，以允許干燥器和過(guò)濾器中存在的實(shí)際和可能增加的壓降；多機組時(shí)還必須采取措施防止超過(guò)系統中每個(gè)壓縮機的最大允許排氣壓力。

　?。?）提高排氣壓力

　　通過(guò)增加輸入來(lái)糾正壓力差異是終極選項，但也是最后的選項。提高系統壓力會(huì )增加額外氣耗，例如泄漏、排污處的壓縮氣體損失，大大增加了能源消耗。與其增加壓縮機排氣壓力，不如尋求替代解決方案，例如優(yōu)化管路、勤做保養來(lái)降低壓降。

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