技术
TECHNIQUE

压缩机管道设计配置应用分析<上>

   压缩机从一级进气管前的阀门开始,到压缩机末级排气管的截止阀为止,其中的管道、阀门、滤清器、液气分离器、冷却器及储气罐等设备,组成了压缩机的气体主管路。
 
  压缩机除了主管路外,还有一系列的辅助管路,如安全阀连接的管路、调节气量或放空用的旁通管路,排除油水的排污管路、引接置换气或保护气的管路,工艺流程所需的抽气管路以及连接压力表管路等。
 
  管道的设计计算和制造不当,将会影响整个系统的经济性及工作的可靠性,甚至会带来严重的破坏性事故。
 
  一台0.2MPa进气压力,标准状态下每小时90立方米流量的氧气压缩机,进气管道采用的是48mm不锈钢管,测试时排气量只有80立方。反复查找,发现该压缩机的一级气缸进出接口采用的是M33X1.5的螺纹,管道在此处有一个变径,实测变径焊接处的通道直径只有10mm,采用钻头扩孔到16mm,装机后再测试,排气量上升到96立方米。此例说明压缩机的管道的正确配置很重要。
  压缩机气路系统的管道设计制作必须满足以下要求:
 
  1)安全可靠。由于管路内承受压力,所以组成管路的各元件应有足够的强度和良好的密封性,为了防止高压气体倒充,压缩机末级排气管路及中间抽气管路上应设置止回阀,考虑气流脉动和温度变化的不利影响,管路的支承要可靠,位置要合适。
 
  2)管路内的阻力损失应尽量最小,管路的尺寸要短小紧凑。
 
  3)管路要拆装方便,避免不必要的交叉。
 
  4)管路元件要尽量按现行标准选择。
 
  一、管路设计计算
 
  1. 管道内径的确定:
 
  计算公式:
压缩机管道设计配置应用分析<上>
压缩机管道设计配置应用分析<上>
 
  2. 管壁厚度计算
 
  管壁厚度取决于管道内气体压力:
 
压缩机管道设计配置应用分析<上>
压缩机管道设计配置应用分析<上>
压缩机管道设计配置应用分析<上>
 
  3. 管路的阻力损失计算
 
  气体在管路中流动产生的压力损失,通常由流经直管部分的沿程阻力和流经弯管、阀门、变截面管等处的局部阻力造成。即:
 
  压缩机管道设计配置应用分析<上>
 
  6)由下表知,非必要,管路中尽量不用阀门等部件。
 
  管路部件的局部阻力系数表:
压缩机管道设计配置应用分析<上>

压缩机管道设计配置应用分析<上>
 
  4. 管道的热膨胀
 
  压缩机管道在环境温度下制作安装,压缩机运行后,其中的排气管道温度较高,如此出现了工作温度的差异,导致管道的长度发生变化。其变化量为:
 
压缩机管道设计配置应用分析<上>
 
压缩机管道设计配置应用分析<上>
 
  例如,一根1米长的不锈钢管,温差100℃,管子长度变化量为:100×1×12×10-6=0.0012米=1.2毫米。
 
  所以,制作连接两点间的直管道,必须要考虑管子的热胀冷缩问题,可采取的方法如下:
 
  a 管道折弯;
 
  b 加装伸缩节等热补偿设施。
 
  <本文未完待续,更多精彩内容见下期——>
 
  参考文献
  《活塞式压缩机设计》杨绍侃
  《容积式压缩机技术手册》郁永章
  GB50235 《工业金属管道工程施工规范》
  TSG D0001 《压力管道安全技术监察规程》
 

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