十四-空壓機選型設計

第十四章空壓機的選型計算

一、設備選擇的原則與要求選擇礦山壓縮設備設備的原則是，必須保證能在整個礦井服務期限內，在用氣量最多、輸送距離最遠的情況下，供給足夠數(shù)量和壓力的壓縮空氣，同時應該經濟合理。1．選型設計時必須的資料(1)風動工具的臺數(shù)、型號、使用地點和距離；(2)巷道開拓系統(tǒng)圖和地面工業(yè)廣場布置圖；(3)井口及各開采水平標高，最遠采區(qū)的距離；(4)礦井年產量和服務年限。2．選型設計的主要任務(1)選擇空壓機的型式和確定所需的臺數(shù)；(2)選擇電動機、電控設備和附屬裝置；(3)確定壓氣管道；(4)提出主要技術經濟指標；(5)繪制空壓機站的布置圖和管道布置圖。由于我國的空壓機是成套產品，因此空壓機一經選定，則電動機、電控設備和附屬裝置也就隨機配套供應了。所以，本章只介紹空壓機的選擇計算方法。擺布法平均分配負荷

二、選型設計的步驟和方法1．確定空壓機站必須的供氣量空壓機站必須的供氣量由風動工具的耗氣量決定的。常用風動工具的耗氣量如表14—1所列，但在風動工具日久磨損后，耗氣量將會有所增加，同時風動工具一般都是間歇性工作，因此在確定風動工具的總耗氣量時，必須考慮到各種風動工具的間歇工作使總耗氣量減少以及沿途泄漏使總耗氣量增加等因素。空壓機站必須的供氣量可按下式計算(14—1)式中：——空壓機站的供氣量，?！毓苈啡L的漏風系數(shù)。它與管路的連接方法、接頭數(shù)量、襯墊種類、管道直徑和管內壓力大小有關。在設計時，一般依管路的長度進行估算。的值可按表14—2選??；——機械磨損使壓氣消耗量增加的系數(shù)。對于風鉆或風鎬，=1.15；對于其它風動機械，=1.1；——海拔高度修正系數(shù)，其值見表14—3；ni——同型號風動工具的同時使用臺數(shù)；qi——每臺風動工具的耗氣量，ki——同型號風動工具的同時使用系數(shù)，其值見表14—4。

2．估算空壓機必須的出口壓力空壓機的出口壓力，除了應保證工作地點的壓力比風動工具的工作壓力大9.81×105外，尚需考慮管路的最大壓力損失。因此，空壓機必須的出口壓力應按下式計算

(14—2)式中：p——空壓機的出口壓力，；

pg——風動工具的工作壓力，；——壓氣管路中，最遠一趟管路的壓力損失之和，可按每公里管路損失(0.3~0.6)×105進行估算；0.981×105——考慮到橡膠軟管、舊管和上下山的影響而增加的壓力值，。3．確定空壓機的型式和臺數(shù)空壓機站一般設于地面，站內空壓機的臺數(shù)一般不超過5臺。在低沼氣礦井中，送氣距離較遠時，也可在井下主要運輸巷道附近新鮮風流通過的地方，設置空壓機站，每臺空壓機能力一般不大于20m3/min，數(shù)量一般不超過3臺，空壓機和儲氣罐必須分別裝設在兩個銅室內。為便于維修和管理，應盡可能選用相同的產品。備用空壓機一般為一臺，備用風量為總風量的20~50%。根據(jù)計算的空壓機站必須的排氣量Q和出口壓力p，從空壓機技術規(guī)格表13—4中選取空壓機。4.壓氣管路直徑得計算如果建在井上井下管路得壓氣量分別為：Q1-2=100m3/minQ1-2=20*√Q=20√100=200mm查表《礦山固定機械手冊》取DN200無縫鋼管管子內徑Ф219*6*d1-2=207mm如果建在井下這一步計算略5.其余管子選用因為中央軌道巷，西翼軌道巷得用氣得主要管路：氫用氣量要用空壓機得排氣量Q=100m3/min所以管路都取DN200無縫鋼管，管子內徑D=207m所以：Q=1.15*1.15*1.075*(15.47+0.85+3.6)=28.32D=20√28.32=106.4查《礦山機械手冊》取DN150管子內徑：Ф=195*4.5D3456=150所以Q=1.15*1.15*1.075*（22.1+1.7+7.2）=44.07m3/minD=20√44.07=132.78min查《礦山機械手冊》取DN150管子內徑：Ф=150mm管路進入工作面所以Q=1.15*1.15*1.075*（11.05+0.85+3.6）=22m3/minQ=20√32=93.9min查《礦山機械手冊》取DN150管子內徑：Ф=150mm管路進入工作面,到用風口拐彎處用橡膠膠管。橡膠管計算略。5.最后在特定情況下空壓機得出口壓力1）計算壓力損失井上：L1-2=875mP1-2=105*(L1-2/d1-2)*Q=105*(1.15*875/0.207)*100=0.0026*10N/m2L3456=2300mP3456=10-6(L3456/d53456)Q3456=0.00987L2-7=1500mΔP2-7=10-6*(L2-7-2/d52-7)*Q2-7=10-6*(1.15-1500/0.156)*44.07=0.01*105N/m2L2-8=2200mP2-8=10-6*(L2-8/d52-8)*Q2-8=10-6*(1015*2200/0.027)*100L6-9=10-6*(L8-9-2/d58-9)*100=10-6*(1.15-1000/0.155)*100=0.00333*105N/m2井上：因為節(jié)省了斜井下，井管路得壓力損失，所以計算略，算法同上。最后確定空壓機得出口量井上：∑Pmax=ΔP1-2+ΔP3456+ΔP2-7+ΔP2-8ΔP8=0.0026+0.00212+0.00987+0.01+0.00666+0.00333)*105=0.03458*105Pa井下：∑Pmax=P2-3+ΔP3456+ΔP2-7+ΔP2-8ΔP8則空壓機出口壓力為：P=（0.00212+0.00987+0.01+0.00666+0.00333)*105=0.03198*105P=Pg+∑Pmax+0.98*105=5.92*105N/m2P=Pg∑Δ1Pmax+0.98*105*(4.905+0.3198+0.98)=5.981*105N/m2所以故選用2D12-100/8型空壓機得出口壓力；6.耗電量計算：1）年電耗量W式中：Kf—空壓機負荷系數(shù)

一般為：0.2—空載系數(shù)Z—同時工作臺數(shù)t—一天工作時間，三班—t=12hb—年工作日，300元ηc—傳動效率，直ηc=1，皮帶ηc=0.95ηd=0.85-0.9，ηw=0.95-0.982.噸煤電耗Kw-h/t本章小結1．選擇礦山壓縮設備的原則是，必須保證能在整個礦井服務期限內，在用氣量最多、輸送距離最遠的情況下，供給足夠數(shù)量和壓力的壓縮空氣。2．確定風動工具的總耗氣量時，除考慮到風動工具的總耗氣量外，還要考慮機械磨損、管網泄漏、海拔高度、風動工具的間歇工作等因素對排氣量的影響。3．空壓機站一般設于地面，站內空壓機的臺數(shù)一般不超過5臺。在低沼氣礦井中，送氣距離較遠時，也可在井下主要運輸巷道附近新鮮風流通過的地方，設置空壓機站，每臺空壓機能力一般不大于20m3/min，數(shù)量一般不超過3臺，空壓機和儲氣罐必須分別裝設在兩個硐室內。為便于維修和管理，應盡可能選用相同的產品。第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機的結構和自動控制第三節(jié)活塞式空壓機的管理復習思考題單擊此處輸入你的副標題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應用：

1.主機的啟動、換向；

2.輔機的啟動；

3.為氣動裝置提供氣源；

4.為氣動工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時間內所排送的相當?shù)谝患壩鼩鉅顟B(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor空壓機分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理容積式壓縮機按結構分為兩大類：往復式與旋轉式兩級活塞式壓縮機單級活塞壓縮機活塞式壓縮機膜片式壓縮機旋轉葉片式壓縮機最長的使用壽命-

----低轉速（1460RPM），動件少（軸承與滑片），潤滑油在機件間形成保護膜，防止磨損及泄漏，使空壓機能夠安靜有效運作；平時有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機，至今使用十萬小時以上，依然完好如初，按十萬小時相當于每日以十小時運作計算，可長達33年之久。因此，將滑片式空壓機比喻為一部終身機器實不為過?；?葉)片式空壓機可以365天連續(xù)運轉并保證60000小時以上安全運轉的空氣壓縮機1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.轉子及機殼間成為壓縮空間，當轉子開始轉動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉子轉動使被吸入的空氣轉至機殼與轉子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉子不斷轉動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內。1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉子及機殼間成為壓縮空間，當轉子開始轉動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉子轉動使被吸入的空氣轉至機殼與轉子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉子不斷轉動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機是世界上最先進、緊湊型、堅實、運行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機。螺桿式壓縮機氣路系統(tǒng)：

A

進氣過濾器

B

空氣進氣閥

C

壓縮機主機

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機渦旋式壓縮機

渦旋式壓縮機是20世紀90年代末期開發(fā)并問世的高科技壓縮機，由于結構簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機，已經得到壓縮機行業(yè)的關注和公認。被譽為“環(huán)保型壓縮機”。由于渦旋式壓縮機的獨特設計，使其成為當今世界最節(jié)能壓縮機。渦旋式壓縮機主要運動件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽為免維修壓縮機。

由于渦旋式壓縮機運行平穩(wěn)、振動小、工作環(huán)境安靜，又被譽為“超靜壓縮機”。

渦旋式壓縮機零部件少，只有四個運動部件,壓縮機工作腔由相運動渦卷付形成多個相互封閉的鐮形工作腔，當動渦卷作平動運動時，使鐮形工作腔由大變小而達到壓縮和排出壓縮空氣的目的。活塞式空氣壓縮機的外形第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強對氣缸的冷卻，省功、對氣缸潤滑有益。二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）1.不存在假設條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—殘存的氣體在活塞回行時，發(fā)生膨脹，使實際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理2）進排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理3）吸氣預熱的影響由于壓縮過程中機件吸熱，所以在吸氣過程中，機件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預熱損失用溫度系數(shù)λt來衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強對氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理4）漏泄的影響內漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴密配合。5）氣體流動慣性的影響當吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時，造成氣缸壓力較低，氣體比容增大，吸氣量下降。保證措施：合理的設計進氣管長度，不得隨意增減進氣管的長度，保證濾器的清潔。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理上述五條原因使實際與理論循環(huán)不同。4）漏泄的影響5）氣體流動慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預熱的影響2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理3.排氣量和輸氣系數(shù)理論排氣量Vt----單位時間內活塞所掃過的氣缸容積。實際排氣量Q：Q=Vt

λ輸氣系數(shù)λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影響余隙容積Vc的影響進排氣閥及流道阻力的影響吸氣預熱的影響二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理指示功率pi

：按示功圖計算的功率理論功率Ps、PT：按理論循環(huán)計算的功率

Ps(