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设备管理与维护 王超群 等·螺杆机空气压缩系统运行分析与改造建议
过 0.1 MPa，轮胎翻新工段在硫化罐硫化过程中，包 水的的问题，另一方面，从直观上看，不存在管路流
封套内压力始终达不到规定 0.8 MPa 工艺要求，对翻 通量变化造成的空压机效率低、输出风量不足的问题。
新胎生产造成严重影响。而且泄漏造成的低压力会造 下面核算空压机出口管径、空压站出站口管径，
成执行元件动作不到位，甚至出现误动作，造成严重 由《压缩空气站设计手册》公式 ：
设备损失。 Q g
d m =18.8 （1）
v
Q z (273+t)
Q g =
3 压缩空气系统运行分析及改造建议 (273+20)×p×10 （2）
压缩空气系统是轮胎企业电力消耗较大的设备系 式中 ：
统，从运行参数的设定到运行模式的管控、空气管路 d m —管道内径，mm ；
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的设计以及泄漏的治理都是实现节能的关键因素。 Q g —压缩空气在工况下的体积流量， m /h ；
3.1 压缩空气生产环节运行分析及改造 v—压缩空气在工况下的的管内流速，m/s ；
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3.1.1 压缩空气站管径核算 Q z — 自由状态下的空气流量，m /h，即在温度
如图 2 所示，压缩空气站系统提供压缩空气用量 20℃，压力 980 66.5 Pa 时的流量 ；
不均衡，且负荷变化较大，白班（早 8:00~16:30）用 t—压缩空气工作温度，℃ ；
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风量达到 5.8 万 m ，夜间（晚 23:00~ 早 7:00）用风 p—压缩空气的工作压力，MPa（绝对）。
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量达到 3.3 万 m 。 压缩空气流速当管径＞ 25 mm 厂区管路 v 采用
白班运行 5 台大型空压机，以此核算相关配备缓 8~12 m/s，这里选 v=8 m/s。
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冲罐、冷干机数量并进行管路直径验算。5 台 SA- SA-250W-10.5（38.2 m /min）空压机按照效率
250W-10.5 空压机同时运行，白班消耗风量 5.8 万 65%，压缩空气工作温度按照 80℃，压缩空气工作压
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m 。如图 2 可知，5 台空压机产生压缩空气经 5 台冷 力按照 0.95 MPa，得出 d m =91.4 mm ＜ 100 mm，可
干机后到缓冲罐（进、出口管径 Φ108×6），管路（管 知空压机进出口管径选择合适。
径 Φ219×8）输出通往使用车间。现场情况是 ：白班 按 5 台 空 压机 同 时 开启， 得 出 输出 管 径 d m 总
5 台空压机运行，3 台冷干机运行（2 台故障停机）、2 =204.3 mm＞200 mm 可知，当空压站 5 台空压机同
台缓冲罐（3 台未用）投入使用。5 台空压机同时产 时运行，出风量受到输出管径一定的限制，会造成空
生的压缩空气进入过渡主风管 1，经过 3 台冷干机进、 压机效率下降，造成能耗的严重浪费。在本年度实施
回支管（限制风量）后进入过渡主风管 2，再经过 2 的技改项目中，已提出增大主管路管径的建议。
台缓冲罐，同样流经进、回支管（限制风量）才到输 3.1.2 空压机输出压力及相关节能技术途径
出总管。整个压缩空气产生和输出的过程可描述为 ： 5 公 司采 用 树 枝状 供 风方 式， 只 有一 条 压 缩空 气
台空压机压缩空气 →5 根 Φ108×6 管路（流通截面积 主管路，风压就高不就低。在公司供气管路末端、翻
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约 0.04 m ） → 过渡主管风管 1（Φ219×8，流通截面 新工段翻新轮胎硫化过程中，轮胎包封套内的压力工
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积约 0.03 m ）→ 3 台冷干机（进、回各 3 根 Φ108×6 艺要求不低于 0.78 MPa，这样供风压力不应低于 0.8
管路流通截面积约 0.024 m ）→ 过渡主管风管 2 MPa，如此远距离供风压力要求，迫使整条供风系统
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（Φ219×8）→ 2 台缓冲罐（进、回各 2 根 Φ108×6 管 输出压力大大提高，至少保持在 0.87 MPa 以上，造
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路，流通截面积约 0.016 m ） → 输出主风管（Φ219×8）。 成能耗增加。在公司日常白班用风量高峰时期，翻新
很显然，压缩空气在空压站内由于投用设备不统一， 硫化被迫停产，无法作业。解决办法是将空压站 1 台
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压缩空气流通截面在进、出口冷干机管路环节和进、 SA-30A-10.5（4.5 m /min）空压机搬迁至翻新工段，
出缓冲罐管路环节进一步缩小、气流速度加大。根据 或是根据用气量大小分别设定 2 条供风管路，分别到
《压缩空气站设计手册》相关规定，结合现场存在压缩 用气压力需求不同的用气单元。
空气中水含量较大等问题，可判断冷干机运行台数不 不同输出压力下，空压机消耗的能量可用气动功
足、缓冲罐运行数量不够。经现场论证并下达执行规 率（P）来衡量 ：
范，要求空压机运行台数与配套冷干机数量、储气罐 p
P= P a Q a ln （3）
p a
数量保持一致。一方面可解决风压不稳、风中含大量
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