矿山气动机械耗气量与空压机容积流量的匹配关系研究

2022-07-191

与气动机械的公称耗气量的内在联系进行研究,推导出两者相关联的计算公式,提出解决因使用环境条件(压力、温度)不同,产气量与耗气量合理匹配的计算方法,供压缩机和气动机械的生产者和矿山气动机械一空压机组合系统的设计者、管理者。

移动式螺杆空压机二、基本流程定义和简化条件1.空压机和气动机械的空气/压缩空气流程空压机与气动机械的空气/压缩空气的系统流程图如所示。

(1)过程一从序号①到序号过程,大气状态的空气(参数A/ra/va/经空压机压缩后,成为压缩空气(参数,从压缩机排气管排出。

(2)过程二从序号到序号③过程,从压缩机排气管口排出来的压缩空气,经过空压机与气动机械之间的中间设备/设施,如储气罐、阀门、千燥机、过滤器、管路和管路接头等(诸多设备/设施中的一种或多种,甚至全部)后,到达气动机械的进气口(参数;。

(3)过程三从序号③到序号④过程,压缩空气经过气动机械的作功元件(如气动马达),由排气管排出,回到大气状态(参数zVr/iV/O. 2.空压机实际容积流量与公称空积流量的关系在标准吸气状态下,排气压力达到规定值时,空压机的容积流量即为公称容积流量(vaeF)。空压机产品铭牌上标注的容积流量就是公称容积流量。

螺杆空压机的产品标准。TB/T6430《一般动力用螺杆空压机》规定了螺杆空压机的标准状态:大气压力l.Obar(lbar=0.1MPa,下同),温度20°C,相对湿度0%.此状态也就是GB/T28783―2012/ISO8778:2003标准中的"工程标准大气(AER)〃状态。

由状态方程,很容易算出工程标准大气(AER)状态空气密度:喷油螺杆空压机喷入的润滑油对螺杆机主机的内漏通道起到密封作用,内漏小;润滑油的冷却作用,总能维持压缩机的排气温度在规定范围内;在实际应用中,确定了螺杆空压机整机的型号,也就确定了螺杆空压机的排气压力和转速。当螺杆空压机的级前、级后压力损失又控制在规定范围内,因吸气工况(大气条件)变化对螺杆机容积效率的影响是很小的,可以近似认为容积效率是定值。因此,螺杆空压机的实际进口容积流量也就近似为定值,即有:yaer工程标准大气(AER)状态容积流量,单位为m3/min. 3.气动机械的实际耗气量与公称耗气量在规定条件下,气动机械在单位时间内所消耗的标准状态下自由空气的体积量,就是该气动机械的公称耗气量(Va)。般情况下,气动机械产品铭牌上的(负荷)耗气量即为该设备的公称耗气量。公称耗气量的标2003标准中的〃气动标准大气(7\"状态:大气压力1.(3!',温度20°(:,相对湿度65%.进口状态空压机和气动机械之空气流程图气动机械出rs状态U(大气状态>由状态方程,很容易计算出气动标准大气(ANR)状态空气的密度:比较在选型时,必须考虑大气条件的影响,用大气影响系数进行修正,实现空压机的产气量与气动机械的耗气量的正确匹配。

计算为了说明大气影响系数值的大小和影响,引用"U.S STANDARDATMOSPHERE(1976)〃中的海拔参数和大气压力参数作为计算值,按式(13)计算出大气影响系数其值见下表。

大气压力大气温度气体常数密度大气影响系数(f A心变化时,导致大气影响系数变大,空压机的能耗将会变大(即比功率将变大),实际的能耗并不等于标准工况下的能效指标。

对矿山气动机械配套的空压机进行选型时,不能仅仅是按比例加大空压机的容积容量,还必须对驱动螺杆空压机的电动机或柴油机的配置进行调整,这一点是不大气影响系数近似为1.0,此时空压机的公称容积流量与气动机械的公称耗气量,可以取等值。

气影响系数值较大。海拔越高,气压越低,影响越大。

要提醒的是,上表仅作计算示例,因为中国的气象条件与"U.SSTANDARDATMOSPHERE可以忽略的。

空压机和矿山气动机械是矿山中产气一用气组合系统中的重要设2003规定了评价两者容积流量的标准状态,其容积流量具有可比性。在气动机械的工作压力、公称耗气量一定时,选用或设计空压机要充分考虑大气影响系数。

由于我国矿山分布广,地域差异很大,空压机、气动机械的设计者和生产企业,以及空压机一气动机械组合系统的设计者和管理者,都应充分查询目标矿山的气象条件,正确确定空压机的大气影响系数,保证空压机与气动机械合理匹配。

(1976)〃并不一致。对于实际应用,可以按标准GB50178―1993《建筑气候区划标准》中的全国主要城市的大气条件参数,按式(13)和式(14)计算出大气影响系数和螺杆空压机的容积流量。对于在高山大川中的矿山工场,则要求查询当地的气象资料,用于确定螺杆空压机的容积流量。

由于中国地域宽广,南北温差大,东西海拔差异大,夏天冬天温差大,大气条件呈现很大的差异,大气影响系数不可以忽略。例如有丰富矿藏的云贵高原、青藏高原,矿山气动机械必须考虑大气影响系数加大空压机的容积流量规格;必要时按气候条件设计空压机,才能满足气动机械的用气需

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