Умная компрессия воздуха – сделано в Германии

Экономичная, энергетически оптимизированная подача сжатого воздуха является важным фактором производства, влияет на прибыль вашей компании и повышает ее конкурентоспособность

Подача сжатого воздуха

По исследованиям, проведенным в Евросоюзе («Системы по производству сжатого воздуха в Европейском Союзе»), на 80% всех предприятий системы подачи сжатого воздуха являются самым слабым звеном в технологии использования сжатого воздуха. Это означает, что ежегодно тысячи евро, затраченные на энергию, буквально выбрасываются в окно.

Система подачи сжатого воздуха осуществляет его доставку потребителю с минимальным воздействием на

  • качество воздуха (в части отсутствия частиц ржавчины, влаги, сварочной окалины и т.д.),
  • давление потока (благодаря отсутствию необоснованных потерь давления) и
  • необходимый расход (благодаря отсутствию больших утечек).

Потери давления стоят очень дорого

Каждому сетевому потребителю сжатого воздуха требуется определенное оптимальное рабочее давление. Если рабочее давление слишком низкое, например, по причине слишком малых поперечных сечений труб, происходит непропорциональное снижение производительности. И напротив, когда давление чрезмерно высокое, это не только приводит к излишним затратам на электроэнергию, но и сокращает срок службы потребителей.

Размеры трубопроводной сети

Совершенно очевидно, что определение соответствующих размеров сети подачи сжатого воздуха оказывает непосредственное влияние на производительность компрессоров, потребителей и, следовательно, на стоимость производства сжатого воздуха.

Наиболее важными критериями для проектирования сети сжатого воздуха являются следующие:

  • Объемный расход
  • Рабочее давление
  • Длина сети трубопроводов
  • Перепад давления

Принимая во внимание эти критерии, можно определить требуемый диаметр линии подачи сжатого воздуха. Диаметр трубопровода определяется одним из следующих способов:

  • Используя стандартные компоновочные схемы (монограммы) (см. Рисунок 1),
  • Используя стандартные таблицы, по которым напрямую можно высчитать диаметры (см. Рисунок 2), или
  • Расчетом по приближенной формуле:

Первая линия A (длина трубы) проводится до линии B (объем впуска) и продолжается до оси 1. Затем линия E (давление в системе) проводится к линии G (целевые уровни потери давления). В завершении полученные пересечения с осями 1 и 2 соединяются прямой. Эта прямая линия пересекает линию D; теперь можно считать значение требуемого внутреннего диаметра.



Рисунок 1: Монограмма для определения номинального диаметра трубопроводов сжатого воздуха

Рисунок 2: Таблица для подбора номинального диаметра трубопроводов сжатого воздуха

Как правило, номинальный размер линии сжатого воздуха должен быть достаточно большим. Самые большие потери давления возникают из-за слишком больших или слишком малых сечений трубопроводов сжатого воздуха. Опыт показывает, что изначально правильно спроектированная сеть сжатого воздуха впоследствии позволяет подключать к существующей сети трубопроводов все большее количество потребителей и выполнять перенастройку сети для удовлетворения новых требований. Нет ничего необычного в том, что для увеличения потребления необходимо повысить только выход из компрессора.


Экономически приемлемое падение давления (см. Рисунок 3)

При условии оптимально спроектированной линии подачи сжатого воздуха, падение давления между генерацией и потребителем можно подразделить следующим образом:

  • <0,03 бар для главного трубопровода (между компрессорным залом / ресивером и основным центром потребителей)
  • <0,03 бар для линии контура / линии распределения (часть трубопровода, которая распределяет воздух внутри центра потребителей)
  • <0,04 бар для линии подключения / ответвлений (соединение между линией распределения и потребителем)

Потери давления в отдельных компонентах системы обработки сжатого воздуха могут быть представлены следующим образом:

Рисунок 4: Графическое представление потерь давления Δp в системе распределения
сжатого воздуха (от генерации до потребителя)

Степень загрязнения и количество компонентов системы обработки. Уровень общих потерь давления зависит от следующих факторов:

  • Тип и количество фитингов
  • Номинальные размеры трубопроводов системы сжатого воздуха

Чем менее труба соответствует параметрам сжатого воздуха, тем выше потребная производительность компрессора, необходимая для создания соответствующего давления и его поддержания. Это означает: потери на уровне 1 бара в системе сжатого воздуха = повышение на 1 бар выходного давления компрессора = повышение потребляемой мощности приблизительно на 10%.


Влияние элементов системы трубопроводов

Принимая во внимание потери давления в фитингах, для таких подключений идеальным был бы прямой трубопровод. Однако, по конструктивным соображениям и ограничениям, диктуемым нормативной документацией, трубопроводы от производителя до потребителя не могут быть проложены совсем без фитингов.Каждый элемент в системе сжатого воздуха, независимо от того, относится ли он к элементам системы подготовки или частью трубопровода, вызывает потерю давления из-за сопротивления потока.

Изменений направления, например, при обходе несущих опор, можно избежать, проложив линию сжатого воздуха рядом с таким препятствием. Угол 90 ° может быть легко заменен большеразмерными коленами 90° (см. Рисунок 5). Это позволяет уменьшить потери давления до доли первоначальных потерь давления.

Рисунок 5: Влияние элементов трубопровода на характеристики давления (Источник: VDMA (Союз немецких машиностроителей)). Сопротивления отдельных элементов трубопровода представлены из расчета на один метр длины прямолинейного участка трубы (эквивалентная длина).

В дополнение к этому факту, также необходимо использовать материалы, свойства которых адаптированы к различным сферам применения. Факторы, определяющие использование соответствующих материалов, следующие:

  • Качество сжатого воздуха
  • Размеры трубопроводов
  • Давление
  • Влияние окружающей среды
  • Стоимость монтажа
  • Стоимость материалов

Расширение системы подачи сжатого воздуха

Одним из предпочтительных способов расширения «избыточных» линий сжатого воздуха является монтаж параллельной линии, которую вы подключаете к существующему распределительному трубопроводу. Таким способом система трубопроводов может быть расширена для формирования «обводного трубопровода» без особых затрат.

Вы можете получить дополнительную информацию по следующим темам:

  • Утилизация тепла
  • Снижение утечек
  • Регулирование частоты вращения

также в разделе «Экономия расходов».

  • Вы заинтересовались?
  • Вы хотите знать больше?
  • Или вы сейчас задумались о том, что ваша сеть сжатого воздуха требует улучшений?

Свяжитесь с нами напрямую — мы дадим вам информацию.