压缩空气系统压力与流动之间的关系|manbetx王者荣耀压缩空气最佳实践

Chris Downs，凯山压缩机美国区经理

在压缩空气行业工作超过25年之后，它仍然让我感到惊讶，许多工厂人员，甚至那些以销售压缩空气产品为生的人，都不完全了解流量或体积(cfm)和压力(psig)之间的关系。走进许多车身车间或小型制造工厂，你会发现压缩机在一个较高的压力下运行，以满足“需求”。如果一个工厂的生产车间空气压力很低，维修专业人员做的第一件事是什么?你猜对了:他(她)把压缩机上的压力“抬高”了，却没有意识到他(她)让问题变得更糟。此外，大多数生产人员并不知道压缩空气不是免费的。多年来已经有许多关于这个主题的文章，但其中许多都是非常技术性的，对于一个行业外的人来说很难理解。在本文中，我试图以一种非工程类型能够理解的方式来处理这个主题。

压缩空气不是自由的

我记得许多年前在我为主要美国压缩机经销商工作时发生的经验。在彻底审查压缩空气系统后，我将一台200 HP的旋转螺杆压缩机销售给东格鲁吉亚的花岗岩采矿设施。开采一种方式是使用高温炬熔化岩石以使得待去除板。该过程在地下垂直下垂直下降几百英尺。在这个过程中需要一个空气压缩机来投射火焰。正如您可以想象的那样，这是一位正在运作火炬的员工的热门环境。

安装了压缩机几周后，我接到了业主的电话，他抱怨说，由于一整天环境温度不断升高，压缩机无法保持所需的压力。作为一个有工程师学位的人，我知道他所描述的是不可能的。我也知道解决这个问题的唯一方法就是访问网站收集数据。我第二天早上到达，压缩机设置在115 psig排气压力，就在它应该在的地方。然而，随着天气越来越热，我见证了业主所说的——排放压力开始下降。我知道这一定是一个“系统”问题，而不是一个“压缩机”问题，所以我开始在采石场周围走，看看我能找到什么。经过几分钟的调查，我找到了罪魁祸首，一个采石场工人打开了两个1/8英寸的球阀，把一些压缩空气喷在他的脸上，试图在这种闷热的环境中给自己降温。我让船主把那两个阀门关了。当我们回到压缩机时，机器的压力是最大的。

The moral to the story is that the quarry worker didn’t know that by opening two 1/8-inch valves under 100 psig discharge pressure the system would lose approximately 100 cfm, which equates to a 25-hp rotary screw air compressor (rule of thumb is that a rotary screw compressor delivers 4 to 5 cfm per 1 hp). Therefore, out of these two relatively small leaks, the 200-hp compressor was losing essentially one tenth of its overall capacity. A handy rule of thumb to remember is that a 1/4-inch opening/orifice will leak approximately 100 cfm at 100 psig. Remember, compressed air is “stupid” (i.e. it will follow the path of least resistance). A comical fact when conducting a full plant air audit (both supply side and demand side) is that in many cases the largest event that spikes the system is a shift change. Why you ask? Because production workers typically blow off their workstations between shift changes. Funny but true!

可视化KPI：特定的电源，流量，压力，露点 - 网络研讨会录制

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如何测量和可视化压缩空气系统内的关键性能指标
如何针对植物的规格和需求进行适当的基准测试
改进压缩空气质量、能源管理和压缩空气系统可靠性的机会
如何保持KPI与利益相关者的相关性
如何在正确的KPI上保持焦点

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流量和压力之间的关系是什么？

从终端用户的角度来看，关于压缩空气的另一个鲜为人知的事实是，排气压力直接影响流量。事实上，我们从波义耳定律得知:

P1 x V1 = P2 x V2

其中P1是初始压力，V1是初始体积，P2是最终压力，V2是最终体积。

让我们来看一个如何在现实生活中使用波义耳定律的例子:

某工厂有一台25马力旋转式螺杆压缩机，额定功率为100 acfm，功率为100 psig。
但是，它们只能在生产区域维持80 psig。
工厂还需要多少压缩机hp来维持工厂集箱所需的100 psig ?

使用波义耳定律:

100 acfm x 100 psig = (x) acfm x 80 psig

用一点代数:

100 acfm x 100 psig / 80 psig = 125 acfm

125 - 100 = 25 acfm

25/4.5 = 5.5 hp(我假设4.5 cfm每1 hp)

在这个简单的例子中，我建议在系统中添加一个7.5马力的压缩机来增加容积，这将使排放压力稳定到所需的水平。

系统过压的成本是多少?

近年来，一个行业术语被用来描述对系统施加超过必要的压力，那就是“人为需求”。例如，如果生产车间只需要75 psig来维持稳定的生产，为什么要保持压缩空气集箱在100 psig?这种情况下的人工需求是25 psig。要记住的一个经验法则是，排气压力每增加2 psi，能量(压缩机测量的)就会增加1%。

为了确定生产过程中的“临界压力”，您必须留下压缩机室的舒适度并冒险进入生产地板。它是常见的，看看生产设备上安装的压力调节器 - 有时适用于低于系统/地板压力的压力。我个人一直在植物中，绝大多数生产设备只需要75 psig正常运行，但植物空气标头正在维持在100 psig。显然，清理设备（干燥器和过滤器）上有压力下降，这可以等于10至15个psig或更多。但是，如果系统被正确大小和维护，则应轻易考虑到设置压缩机的排放压力的内容中。假设清理设备和管道分配系统尺寸和维护不良，这相当于20-PSIG压降，您仍然可以将压缩机的压力降低在125psig至100psig上，仍然保持所需的75Psig在生产地板上。拨打压力25 psig，该工厂每年可以节省12.5％的能量。要计算节能，请使用以下能源方程：

必和必拓x .746 x # hours/year x $/kWh

电机效率

请注意，压缩机的额定功率是hp，而不是kW。要计算kW，只需将BHP乘以常数(.746)。还请注意，旋转螺杆空气压缩机拉的hp比电机的铭牌额定值。通常压缩机制造商使用1.15服务系数电机，这意味着电机可以安全运行，超出其铭牌额定10 - 15%。因此，根据制造商的不同，一台200马力旋转螺杆空压机在满载时的平均拉力为220 BHP。确切的必和必拓可以从制造商的技术数据表，或通过联系该品牌的代表。让我们来看一个简单的例子:

200马力压缩机在125 psig (220 BHP)下运行
每年8,000小时运营
$0.10 per kWh (the energy cost can be calculated in most cases by obtaining a copy of the end user’s power bill. For this exercise we can calculate the “blended” rate by dividing the total dollar amount of the bill by the total kW usage). For this example, I use $0.01/kWh
电机效率为95％
降低放电压力25psig可以节省多少电能?

220 BHP x .746 x 8000小时x $0.1 kWh= 138206美元

.95

$131,924 x 12.5% = $17,276.00每年每年节省能源!

请记住，此示例适用于调制或负载/空载控制的压缩机，可能没有足够的存储空间。如果压缩空气系统在供应和需求方面进行了适当的审计，从而增加了适当的存储量、压力流量控制器等，那么这些节省将会更大。一个小提示，确定临界压力，如果它不是很容易知道-简单地把压缩机的压力开关(s) 2 psig，然后等待，看是否有人抱怨不充分的工厂空气压力。坚持这样做一段时间，你最终会有人对你大喊大叫。然后把它调到2psig，然后不动它。

拨打系统/头部压力的另一个主要益处是压缩空气分布中的任何泄漏都会减少。减少泄漏的另一种方法是进行并实施泄漏审计。但是，请记住，您可以有效地减少泄漏，但您永远无法完全消除它们。