先按 8~12 m/s 的允许流速由流量反算内径,再向上取标准规格,最后按每百米 0.01 MPa 校核压降。压降每一成都会转成电费,管径宁大勿小。
先按 8~12 m/s 的允许流速由流量反算内径,再向上取标准规格,最后按每百米 0.01 MPa 校核压降。压降每一成都会转成电费,管径宁大勿小。
压缩空气在管内的流速直接影响压降和噪声,工程上把母管流速控制在 8~12 m/s,支管可以放宽到 10~15 m/s。流速定下来,管径就可以由流量直接算出。
实用算式是内径约等于 18.8 乘以流量(m³/min)除以流速(m/s)的平方根。例如 30 m³/min、取流速 10 m/s,算得内径约 102 毫米,向上取 DN100 以上的规格。
算完还要向上取最接近的标准管径,落到两个规格之间时取大的一档。理由很直接:放大一号的材料费用是有限的,而压降造成的电费是年年都要付的。
算法:管内径(mm) ≈ 18.8 × √(自由空气量 m³/min ÷ 流速 m/s),结果向上取标准规格
沿程压降与管长、流速平方成正比,与管径成反比。经验目标是每百米不超过 0.01 MPa,全程从机组出口到最远用气点控制在 0.02 MPa 以内。
局部阻力包括弯头、三通、阀门和过滤器,通常折算成等效长度叠加到直管上。一个 90 度弯头约相当于 0.5~1 米直管,一个未全开的阀门可能相当于好几米。
末端过滤器和干燥机的压降常被忽略,滤芯堵塞时压差可达 0.05 MPa,几乎等于整条支管的压降。把这些项一起算进去,结果才接近实际。
| 流量 | 建议内径 | 百米压降(约) |
|---|---|---|
| 6 m³/min | DN65 | 0.006 MPa |
| 15 m³/min | DN80~DN100 | 0.008 MPa |
| 30 m³/min | DN100~DN125 | 0.007 MPa |
| 60 m³/min | DN150~DN200 | 0.006 MPa |
管网压降 0.01 MPa,机组排气压力就要相应抬高 0.01 MPa 才能保证末端压力。排气压力每升高 0.1 MPa,轴功率大约上升 6%~7%,即每 0.01 MPa 约对应 0.6% 的电耗。
按 110 kW、年运行 8000 小时计算,0.6% 约合每年 5280 度电,按 0.85 元/kWh 折算接近 4500 元。管径放大一号的一次性投入,通常一到两年就能收回。
站房规模越大这个账越明显。500 kW 的站房每 0.01 MPa 压降对应每年两万元以上的电费,足以支撑一次主干管的整体改造。
算法:压降年电费 = 轴功率 × 6.5% × (压降 MPa ÷ 0.1) × 年运行小时 × 负载率 × 电价
新建项目按清单流量、允许流速、向上取规格三步定管径,再用压降目标复核,一次到位较省钱。改造项目则先测各段压差定位瓶颈,避免整条管路推倒重来。
验收时在最远端和机组出口同时装压力表,满负荷工况下读数差应不超过 0.02 MPa。同时检查阀门是否全开、过滤器压差是否正常,这两项较容易被忽略。
把实测压降记入档案,日后新增用气点时可以直接判断现有管路还有多少余量,不必重新测算整条管线,也能避免重复施工和材料浪费。
算法:验收判据:满负荷下机组出口与最远端压差 ≤ 0.02 MPa,且滤芯压差在正常范围