空压机的选型计算

空压机的选型计算一 、学习目的和要求通过本章学习，了解空压机的选型计算方法。二、重点与难点（1）空压机的选型计算；（2）空压机的选型计算。三、课程内容一、设备选择的原则与要求选择矿山压缩设备设备的原则是，必须保证能在整个矿井服务期限内，在用气量最多、输送距离最远的情况下，供给足够数量和压力的压缩空气，同时应该经济合理。1选型设计时必须的资料(1)风动工具的台数、型号、使用地点和距离；(2)巷道开拓系统图和地面工业广场布置图；(3)井口及各开采水平标高，最远采区的距离；(4)矿井年产量和服务年限。2选型设计的主要任务(1)选择空压机的型式和确定所需的台数；(2)选择电动机、电控设备和附属装置；(3)确定压气管道；(4)提出主要技术经济指标；(5)绘制空压机站的布置图和管道布置图。二、选型设计的步骤和方法1确定空压机站必须的供气量空压机站必须的供气量由风动工具的耗气量决定的。常用风动工具的耗气量如表1所列，但在风动工具日久磨损后，耗气量将会有所增加，同时风动工具一般都是间歇性工作，因此在确定风动工具的总耗气量时，必须考虑到各种风动工具的间歇工作使总耗气量减少以及沿途泄漏使总耗气量增加等因素。表1 煤矿常用风动工具型号规格表名称及型号工作压力(表压)105耗气量m3/min03-11型风镐YT-18型风钻YT-25型风钻YT-26G型风钻7655型风钻东风-1型风动装岩机IR-50型锻钎机HP2-5型锚喷机3.9244.9054.9054.9054.9053.4344.9054.9056.8672.9433.92412.52.64.53.64.89.5346空压机站必须的供气量可按下式计算 公式1式中：空压机站的供气量，。沿管路全长的漏风系数。它与管路的连接方法、接头数量、衬垫种类、管道直径和管内压力大小有关。在设计时，一般依管路的长度进行估算。的值可按表2选取；表2 沿管路全长的漏气系数管路全长 km 11 2 31.11.151.2机械磨损使压气消耗量增加的系数。对于风钻或风镐，=1.15；对于其它风动机械，=1.1 ；海拔高度修正系数，其值见表3；表3 海拔高度修正系数海拔高度m4005006007008009001000110012001300140015001.041.051.061.071.081.091.101.111.121.131.141.15ni同型号风动工具的同时使用台数； qi每台风动工具的耗气量，ki同型号风动工具的同时使用系数，其值见表4。表4 风动工具的同时使用系数同型号风动工具的同时使用台数101130316060ki1.000.850.840.750.740.650.652估算空压机必须的出口压力 空压机的出口压力，除了应保证工作地点的压力比风动工具的工作压力大9.81105外，尚需考虑管路的最大压力损失。因此，空压机必须的出口压力应按下式计算 公式2式中：p空压机的出口压力， ； pg风动工具的工作压力， ； 压气管路中，最远一趟管路的压力损失之和，可按每公里管路损失(0.3 0.6)105进行估算；0.981105考虑到橡胶软管、旧管和上下山的影响而增加的压力值，。3确定空压机的型式和台数空压机站一般设于地面，站内空压机的台数一般不超过5台。在低沼气矿井中，送气距离较远时，也可在井下主要运输巷道附近新鲜风流通过的地方，设置空压机站，每台空压机能力一般不大于20m3/min ，数量一般不超过3台，空压机和储气罐必须分别装设在两个铜室内。为便于维修和管理，应尽可能选用相同的产品。备用空压机一般为一台，备用风量为总风量的2050%。根据计算的空压机站必须的排气量Q和出口压力p，从空压机技术规格表4中选取空压机。空气压缩机选型主要计算公式1.波义目定律：假设温度不变则某一定量气体的体积与绝对压力成反比。V1/V2=P2/P12.查理定律：假设压力不变，则气体体积与绝对温度成正比。V1/V2=T1/T23.博伊尔查理定律(P1V1)/T1=(T2V2)/T2P：气体绝对压力V：气体体积T：气体绝对温度4.排气温度计算公式T2=T1r(K-1/K)T1=进气绝对温度T2=排气绝对温度r=压缩比(P2/P)P1=进气绝对压力 P2=排气绝对压力K=Cp/Cv 值空气时K 为1.4(热容比/空气之断热指数)5.吸入状态风量的计算(即Nm3/min 换算为m3/min)Nm3/min：是在0，1.033kg/c absg 状态下之干燥空气量V1=P0/(P1-1PD) (T1/T0)V0 (Nm3/hr dry)V0=0，1.033kg/c abs，标准状态之干燥机空气量(Nm3/min dry)a=大气相对湿度ta=大气空气温度() T0=273(K)P0=1.033(kg/c abs)T1=吸入温度=273t(K)V1=装机所在地吸入状态所需之风量(m3/hr)P1：吸入压力=大气压力Pa吸入管道压降P1 =1.033kg/c abs-0.033kg/c =1.000kg/c abs1=吸入状态空气相对湿度=a(P1/P0)=0.968aPD=吸入温度的饱和蒸气压kg/c Gabs(查表)=查表为mmHg 换算为kg/c abs 1kg/c =0.7355mHg例题: V0=2000Nm3/hr ta=20 a=80% 则V1=1.033/(1-0.9680.80.024)(273+20)/2732000=22206.理论马力计算A 单段式HP/Qm3/min=(P/0.45625)K/(K-1)(P2/P1)(K-1)/K-1B 双段式以上HP/Qm3/min=(P/0.45625)nK/(K-1)(P2/P1)(K-1)/nK-1P1=吸入绝对压力(kg/c Gabs)P2=排气绝对压力(kg/c Gabs)K =Cp/Cv 值空气时K 为1.4n =压缩段数HP=理论马力HPQ=实际排气量m3/min7.理论功率计算单段式 KW=(P1V/0.612)K/(K-1)(P2/P1)(K-1)/K-1双段式以上KW=(P1V/0.612)nK/(K-1)(P2/P1)(K-1)/nK-1P1=吸入绝对压力(kg/c Gabs)P2=排气绝对压力(kg/c Gabs)K =Cp/Cv 值空气时K 为1.4n =压缩段数KW=理论功率V=实际排气量m3/min8.活塞式空压机改变风量之马达皮带轮直径及马力之修正Dm=Ds(Qm/Qs)Ds=马达皮带轮标准尺寸(mm)Qs=标准实际排气量(m3/min)Qm=拟要求之排气量(m3/min)Dm=拟修改之马达皮带轮直径(mm)例题：本公司YM-18 型空压机之马达皮带轮之标准为440mm，实际排气量为7.56m3/min，今假设客户要求提高风量至8.7m3/min，应将马达皮带轮如何修改？解：已知Ds=400mm，Qs=7.56 m3/min，Qm=8.7 m3/min。Dm=Ds(Qm/Qs)=4008.7/7.56=460mmNm=Ns(Qm/Qs)Nm=修正后之马力数(HP)Ns=标准之马力数(HP)Qm、Qs 如上。例题：马达皮带轮加大后，必须跟着加大使用马达之马力数，上例中之标准马力数为75HP，排气量提高为8.7 m3/min 后，所需马力为何？解：已知Qs=7.56 m3/min，Qm=8.7 m3/min，Ns=75HPNm=758.7/7.5686HP 9.空气桶容积之计算QA=(/4)D2L0.91D=空气桶直径(cm)L=空气桶高度(cm)例题：7801524 mm之空气桶容积为多少L。解：已知D=78cm，L=152.4cmQa=(/4)782152.40.91=728.223cm0.916621 10.现有空压机风量不足，欲维持额定工作压力之风量计算Qs=Q(P1+1.033)/(P2+1.033)Qs=实际状况下系统所需要之空压机之排气量(l/min)Q=原使用空压机之排气量(l/min)P1=原使用空压机之工作压力(l/min)P2=实际状况下系统所需之工作压力(kg/cm2g)例题：一部一马力之空压机，现工作压力仅能维持在4kg/cm2g，但工作需要维持在7kg/cm2g 方能顺利工作，问须使用风量多大之空压机才能符合上述要求？解：已知1HP 在7kg/cm2g 时实际排气量为110 l/minOs=110(7+1.033)/(4+1.033)=176 l/min即一台空压机若其实际排气量大于176 l/min，即可保证系统压力维持在7 kg/cm2g。11.气压缸之空气消耗量计算：Q=(A1+A2)L(P+1)N/1000e(L/min)Q=单支气缸之空气消耗量(L/min)A1=头端活塞有效面积(c )A2=杆端活塞有效面积(c )L=冲程(cm)P=使用压力数(kg/c )N=每分钟往复数e=系数1.52例题：100mm 之气压缸，冲程300mm，每分钟往复式10 次，使用压力5kg/c 。解：依下图(比依上列公式计算较方便)找出粗线所示，自5kg/c 纵线往上看，与100mm 曲线之交点，向左相对之耗气量即为0.9 l/min(冲程100mm，每往复一次)。因冲程为300mm，每分钟往复10 次，故耗气量Q=0.9(300/10)10=270 l/min270 l/min1.5(消耗系数)=405 l/min