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【摘要】在工業生產中，壓縮空氣動力源具有一定環保意義，在建材、醫藥、機械、食品等多種行業均得到了廣泛的應用。本文首先對空壓站中儀用空氣工藝系統優化設計的經濟意義作出簡要闡述，然后結合實際情況，對空壓站中儀用空氣工藝系統優化設計方法進行分析，希望對業內起到一定參考作用。

【關鍵詞】空壓站；儀用空氣；工藝設計

空壓站，即壓縮空氣站。其主要構成部分為儲氣罐、空氣壓縮機、冷干機與空氣處理凈化設備。儀用空氣是化工裝置，可以提供工廠儀表用空氣。在儀表執行機構中，儀表空氣是主要動力源，在設計安裝過程中，需要注意風壓機、儲氣罐等設備的選型工作和管道的設計工作，以此來保證整體空壓站中儀用空氣工藝系統可以取得良好的社會效益和經濟效益。

1空壓站中儀用空氣工藝系統優化設計經濟意義

在設計工作中，項目成本投資會受到工藝方案設計的直接影響。空壓站中儀用空氣工藝系統的優化設計對于整個系統投資、自身性質以及土建結構具有密切關聯，涉及到水、電、暖、儀表等多個方面，也就是說，對空壓站中儀用空氣工藝系統進行優化設計可以取得巨大的經濟效益，對此，相關設計人員需要對工藝流程予以明確，需要考慮到用氣需要，以準確計算壓縮空氣壓力、耗氣以及品質等多方面的具體數據，進而科學選擇設備和管材。最后，需要對系統各部分進行合理布置，進而完成系統優化設計[1]。

2空壓站中儀用空氣工藝系統優化設計具體方法

2.1設備選型2.1.1相關要求在設備選型過程中，需要依照《儀表供氣設計規定》中的相關要求進行科學挑選，需要保證空壓站儀表空氣工藝流程的順利完成，空壓站儀表空氣工藝流程如圖1所示。結合圖1，在挑選相關設備時，需要保證供氣系統起源在操作壓力下的露點，和當地工作環境極端最低溫度相比，需要至少低10℃；在經過凈化裝置后，過濾器出口處的空氣含塵粒徑需要在3μm以內；氣源裝置送出的儀表空氣油分質量濃度需要在10mg/m3以內，其質量分數需要低于8×10-6。2.1.2具體選型（1）需要選擇風壓機設備，現階段，風壓機可以分為離心式風壓機、螺桿式風壓機與往復式風壓機三種主要類型。就風壓機設備產生的噪聲而言，螺桿式風壓機的噪音問題已經得到解決，其工作效率和活塞空氣壓縮機接近，但噪聲卻更低。排氣壓力、排氣量共同組成了空壓機設備參數，在設計空壓站時，需要對用氣原理與用氣量予以充分考慮。如果空壓站系統設計消耗量相對較大，就有可能出現浪費能源、材料的現象；如果空壓站系統設計消耗量相對較小，就有可能對生產造成影響。因此，在確定排氣壓力時，需要對氣動儀表壓力、設備與管道阻力降進行充分考慮；在確定排氣量時，需要充分考慮廠區用氣點的總用氣量，需要考慮到漏氣因素、生產發展因素及耗氣量因數。據此，可以科學選擇空壓機設備及型號[2]。（2）需要選擇儲氣罐和緩沖罐。儲氣罐儲存時間如表1所示。根據表1，可以對儲存罐進行合理選擇，如果需要延長儲存時間，可以適當增設增壓儲存系統。在活塞式空氣壓縮機后，需要設置緩沖罐，各個空壓機的緩沖罐不能共用。如果選擇螺桿式空氣壓縮機與離心式空氣壓縮機，那么可以不設定緩沖罐。為確保其安全運行，在設計時，需要將壓力表與安全閥裝設在儲氣罐和緩沖罐上部。（3）需要選擇干燥器。儀表空氣系統需要空氣中具有較高的水分含量，需要設置空氣干燥器在空氣緩沖罐后方，在具體選型時，需要保證干燥器供氣空壓機總排氣量與其能力適應。如果利用吸附式干燥器，那么可以選擇使用無油潤滑的空壓機。如果利用有油潤滑的空壓機，那么需要將高效除油器加設在干燥之前。（4）為避免系統中進入鐵銹雜質及灰塵雜質，需要選擇空氣過濾器。空氣過濾器的型號需要適應壓縮機排氣壓力與排氣量。2.2設備布置依照《壓縮空氣站設計規范》的相關規定，可以完成空壓站內的設備布置工作，在空壓站內，空壓機的機組型號不能超過兩種以上。一般情況下，就離心空壓機組而言，其臺數應在2~5臺之間；就螺桿式空氣壓縮機與活塞式空氣壓縮機而言，其臺數應該在3~6臺之間。空壓機布置具體位置需要具有良好的通風條件，同時，還需要充分考慮到和其他設備的檢修間距、其他設備的安裝距離及操作距離等多個方面。如果空間相對充裕，那么可以在室外一起布置儲氣罐和緩沖罐，并保證二者之間互不干擾，凈距離可以不會對采光及通風造成影響。2.3管道設計2.3.1管材設計和操作壓力相比，管道設計的壓力約為其1.1倍，依照管道設計壓力，可以確認管道壓力等級，綜合考慮阻力損失，一般情況下，在系統供氣的主管道中，其壓縮空氣流速通常為8~12m/s之間，設壓縮空氣流速為V，管內徑（m）為d，供氣主管道壓縮空氣體積流量（m3/min）為Q工作。那么管內徑d為：d=姨4Q工作/60πV在管材設計中，管件、閥門材質需要和管道的材質具有統一性。考慮到儀表用空氣，在管道材質選材上，需要緊密結合工藝需求與與用戶要求，在不銹鋼管、鍍鋅鋼管與銅管之間做出合理選擇。2.3.2管道設計在管道設計中，需要依照每臺空壓站對其吸氣管進行獨立設置，根據用戶對空氣的質量要求以及周圍空氣的清潔程度要求可以設計吸氣口高度。如果單層空壓站廠房為獨立設置，那么其進氣口需要比廠房屋面更高，需要設置鐵絲網與防雨罩在吸口氣中，進而避免讓管內進入雜物與雨滴。為讓吸氣阻力和管道振動現象得到減少，需要對吸氣管水平長度進行縮短。如果空壓機的單機能力在10m3/min以下，且室內的空氣相對清潔，那么可不需設置吸氣管，可以在室內直接進行取氣。在設計空壓機排氣管時，需要對熱補償予以充分考慮，可以利用法蘭連接的方法連接設備管口，利用焊接的方法連接其他地方。整體排氣管道的布置應該盡量縮短，力求美觀，且不會對操作及檢修造成影響[3]。2.3.3閥門設計依照操作和開停車要求，需要在系統管道中完成設置切斷閥。依照公稱直徑可以對其型號進行合理選擇，如選用截止閥與球閥時，需要保證公稱直徑在50mm以內；如選用閘閥時，需要保證其公稱直徑在50mm以上。對于離心式空氣壓縮機來說，需要將切斷閥與止回閥安裝在離心空氣壓縮器排氣管上，并將裝有消聲器、防喘振調節閥的放空管設置在止回閥與壓縮機之間；對于活塞式空氣壓縮機來說，需要將止回閥裝設在活塞空氣壓縮機和儲氣罐之間，并將裝有消聲器的放空管設置在止回閥與壓縮機之間，在儲氣罐與壓縮機之間，不必裝設切斷閥。據此可以完成空壓站中儀用空氣工藝系統的閥門設計工作。

3結論

綜上所述，依照工作生活中的具體用氣需要，可以在離心式風壓機、螺桿式風壓機與往復式風壓機中做出合理選擇，并完成儲氣罐、緩沖罐、干燥器及空氣過濾器的選擇工作，之后需要對當前設備進行科學布置，并完成管道設計工作，進而實現優化設計空壓站中儀用空氣工藝系統的目的。

參考文獻

[1]杜雅娟，鞠茂偉，高一鵬.風冷空壓機余熱回收式風道設計及應用[J].機械工程師，2017（08）：107~109+112.

[2]婁鵬，李文強，盧光建.基于組態王和PLC的空壓站在線監控系統[J].機床與液壓，2014，42（14）：119~123.

[3]劉棋，劉巍，薛威平.淺談天然氣氣田空壓站的設計[J].天然氣與石油，2011，29（06）：37~39+45+4.

作者:譚果 徐婷 丁翔 單位:中機國際工程設計研究院有限責任公司