【压缩机网】压缩空气是与水、电和蒸汽齐名的工业第四大能源，全球工业国家总发电量的约10%被用在压缩空气系统之中。压缩空气系统主要由空气压缩机、储气罐、干燥机、过滤器、输气管道和阀门等组成。压降是影响压缩空气系统效率和压力稳定性的众多问题之一，也是生产一线经常遇到的实际情况之一。
什么是压降？
压降（pressure drop）即压力下降，一般表示流体在管道中流动时由于能量损失而引起的压力降低。压缩空气系统中的流体即为空气，当然，如果压缩介质是其它工艺气体也同样适用。
压缩空气压降是指从压缩机排气口到实际用气点的气压降低，也称为压损、压力差异等。当压缩空气通过后处理（比如干燥机、储气罐、过滤器等）和分配系统（比如管道、阀门等）时会发生压降。
压缩空气系统的压降通常由管道系统自身的阻力或泄漏造成的压降和因用气量增大导致的供气不足造成的压降构成。
压降产生的原因
压缩空气系统中任何类型的阻塞、限制都会导致气流阻力并产生压降，理论上来说，压降不可避免。系统压降产生最为明显的原因是供气量不能满足用气需求，可能是由于需要压缩空气的设备太多、压缩机选型太小或者泄露。气压损失最直接的原因是压缩空气与管道内壁摩擦形成阻力，管道直径越大，在管道中央集聚的空气越多，在管内的摩擦阻力就越小；反之，则阻力越大，压降越大。
气压降或气压损失与以下因素有关：排气量、初始气压、管体类型、管路长度、系统中的阀门、接头和折弯的数量等。
在压缩空气系统的供应侧，空气/润滑油分离器、后冷却器、油水分离器、干燥器和过滤器是导致显著压降的主要部件；在分配系统中，最高压降通常出现在以下部位，包括管径过小或有泄漏的管道、接头、阀门、过滤器、调节器和润滑器等处。
压降过大的危害
业界一般认为在0.7MPa范围内，排气压力每增加1公斤，全流量下的能耗将增加约7%。但实际上，高于需要的压力还会产生更多能源浪费。比如提高压缩机排气压力会增加各种不受控制用途的额外气体损耗，包括泄漏、排污等。囊括了以上能源浪费之后，系统压力每增加1公斤，总能耗增加可能飙升至12%左右。因此，最大限度地减少系统所有部件之间的气压差异是我们不断追求的理想状态。
压降的计算
理论上，一个设计合理、状态良好的压缩空气系统的压降应该远低于压缩机排气压力的10%，因为过大的压降会导致能耗过高和无法满足用气需求。
压缩空气系统中，压降和管道长度正相关。为了计算管道长度和压力损失，使阻力损失最小而投资最经济，我们可以使用以下公式进行简单计算：
△p=450q1.85L/(d5p)
式中：△p——压力降(bar)；
q——容积流量(L/s)；
d——管子内径(mm)；
L——管子长度(m)；
p——排气压力(绝压)(bar)(a)
需要注意的是，由管道各部件（供气管、分配管和竖管）统计出的管道长度，必须加上阀门、弯管、接头等的当量长度进行修正（修正系数见上表）。计算时已知容积流量、压力、许可压力降和管道修正长度，然后根据最近的数值，为输气系统选用一个较大的标准管道。
如何应对压降问题？
由于压降将导致能源成本增加和系统压力变化，对生产活动产生不利影响，因此我们需要积极解决压降问题。
1.重视系统整体性
压降产生的原因多种多样，压降过大往往是数个原因相互纠缠，互相影响。因此需要对压缩空气系统的整体性加以考虑。比如要重视空气过滤和干燥设备的维护保养，以减少水分对管道腐蚀；选择额定条件下压降尽可能低的后冷却器、分离器、干燥器和过滤器；
选用在最低压差下仍然具有最佳性能特征的压力调节器、润滑器、软管和连接件等，这些组件的大小必须根据实际流量而不是平均流量来确定。通过正确选型，尽量减少减压阀的使用。
2.关注输气管道
（1）管道尺寸选择
众所周知，压缩空气流速越大，阻力越大，能量损失就越大。当压力一定的情况下，流速与管径成反比。所以，为了降低气体阻力和压降，管径选择就非常重要。
一般建议连接空压机排气口与总管的管径尺寸应使管内的空气速度不超过6m/s，以便将来扩展；总管尺寸应控制空气速度不超过9m/s，以最大限度地减少压降。
避免来自压缩机的空气以90度的角度进入总管，而应以与流动方向成45度角的方式进入总管，并且尽量使用宽半径弯头。
（2）合理选择配件
从压缩空气供气点到用气点的最大压降出现在流量和温度最高时，因此应根据这些条件选择系统组件。选择过滤器时，不可一味贪图便宜，除了规格符合之外，也要根据所用工况考虑滤芯的负载能力。如果污物过多或负载能力不匹配，会导致滤芯结构破坏，压差过大或者过滤质量不达标。
（3）合理设置压力监测点
压降存在于压缩空气系统的每个重要流程之中，因此，我们不可能只通过一组压力检测点就一劳永逸的监测到所有关键点的压降值。正确的诊断需要在系统的不同点进行压力测量，以识别导致过度压降的组件。这可以避免在应更换滤芯或增加过滤调节器尺寸时而换管道。
空气压缩机的压力信号通常位于压缩机组的排放口，当信号位置移动到压缩空气干燥器和过滤器的下游以实现整个压缩系统的通用信号时，必须降低控制范围的压力设置，以允许干燥器和过滤器中存在的实际和可能增加的压降；多机组时还必须采取措施防止超过系统中每个压缩机的最大允许排气压力。
（4）提高排气压力
通过增加输入来纠正压力差异是终极选项，但也是最后的选项。提高系统压力会增加额外气耗，例如泄漏、排污处的压缩气体损失，大大增加了能源消耗。与其增加压缩机排气压力，不如寻求替代解决方案，例如优化管路、勤做保养来降低压降。
来源：本站原创
【压缩机网】压缩空气是与水、电和蒸汽齐名的工业第四大能源，全球工业国家总发电量的约10%被用在压缩空气系统之中。压缩空气系统主要由空气压缩机、储气罐、干燥机、过滤器、输气管道和阀门等组成。压降是影响压缩空气系统效率和压力稳定性的众多问题之一，也是生产一线经常遇到的实际情况之一。
什么是压降？
压降（pressure drop）即压力下降，一般表示流体在管道中流动时由于能量损失而引起的压力降低。压缩空气系统中的流体即为空气，当然，如果压缩介质是其它工艺气体也同样适用。
压缩空气压降是指从压缩机排气口到实际用气点的气压降低，也称为压损、压力差异等。当压缩空气通过后处理（比如干燥机、储气罐、过滤器等）和分配系统（比如管道、阀门等）时会发生压降。
压缩空气系统的压降通常由管道系统自身的阻力或泄漏造成的压降和因用气量增大导致的供气不足造成的压降构成。
压降产生的原因
压缩空气系统中任何类型的阻塞、限制都会导致气流阻力并产生压降，理论上来说，压降不可避免。系统压降产生最为明显的原因是供气量不能满足用气需求，可能是由于需要压缩空气的设备太多、压缩机选型太小或者泄露。气压损失最直接的原因是压缩空气与管道内壁摩擦形成阻力，管道直径越大，在管道中央集聚的空气越多，在管内的摩擦阻力就越小；反之，则阻力越大，压降越大。
气压降或气压损失与以下因素有关：排气量、初始气压、管体类型、管路长度、系统中的阀门、接头和折弯的数量等。
在压缩空气系统的供应侧，空气/润滑油分离器、后冷却器、油水分离器、干燥器和过滤器是导致显著压降的主要部件；在分配系统中，最高压降通常出现在以下部位，包括管径过小或有泄漏的管道、接头、阀门、过滤器、调节器和润滑器等处。
压降过大的危害
业界一般认为在0.7MPa范围内，排气压力每增加1公斤，全流量下的能耗将增加约7%。但实际上，高于需要的压力还会产生更多能源浪费。比如提高压缩机排气压力会增加各种不受控制用途的额外气体损耗，包括泄漏、排污等。囊括了以上能源浪费之后，系统压力每增加1公斤，总能耗增加可能飙升至12%左右。因此，最大限度地减少系统所有部件之间的气压差异是我们不断追求的理想状态。
压降的计算
理论上，一个设计合理、状态良好的压缩空气系统的压降应该远低于压缩机排气压力的10%，因为过大的压降会导致能耗过高和无法满足用气需求。
压缩空气系统中，压降和管道长度正相关。为了计算管道长度和压力损失，使阻力损失最小而投资最经济，我们可以使用以下公式进行简单计算：
△p=450q1.85L/(d5p)
式中：△p——压力降(bar)；
q——容积流量(L/s)；
d——管子内径(mm)；
L——管子长度(m)；
p——排气压力(绝压)(bar)(a)
需要注意的是，由管道各部件（供气管、分配管和竖管）统计出的管道长度，必须加上阀门、弯管、接头等的当量长度进行修正（修正系数见上表）。计算时已知容积流量、压力、许可压力降和管道修正长度，然后根据最近的数值，为输气系统选用一个较大的标准管道。
如何应对压降问题？
由于压降将导致能源成本增加和系统压力变化，对生产活动产生不利影响，因此我们需要积极解决压降问题。
1.重视系统整体性
压降产生的原因多种多样，压降过大往往是数个原因相互纠缠，互相影响。因此需要对压缩空气系统的整体性加以考虑。比如要重视空气过滤和干燥设备的维护保养，以减少水分对管道腐蚀；选择额定条件下压降尽可能低的后冷却器、分离器、干燥器和过滤器；
选用在最低压差下仍然具有最佳性能特征的压力调节器、润滑器、软管和连接件等，这些组件的大小必须根据实际流量而不是平均流量来确定。通过正确选型，尽量减少减压阀的使用。
2.关注输气管道
（1）管道尺寸选择
众所周知，压缩空气流速越大，阻力越大，能量损失就越大。当压力一定的情况下，流速与管径成反比。所以，为了降低气体阻力和压降，管径选择就非常重要。
一般建议连接空压机排气口与总管的管径尺寸应使管内的空气速度不超过6m/s，以便将来扩展；总管尺寸应控制空气速度不超过9m/s，以最大限度地减少压降。
避免来自压缩机的空气以90度的角度进入总管，而应以与流动方向成45度角的方式进入总管，并且尽量使用宽半径弯头。
（2）合理选择配件
从压缩空气供气点到用气点的最大压降出现在流量和温度最高时，因此应根据这些条件选择系统组件。选择过滤器时，不可一味贪图便宜，除了规格符合之外，也要根据所用工况考虑滤芯的负载能力。如果污物过多或负载能力不匹配，会导致滤芯结构破坏，压差过大或者过滤质量不达标。
（3）合理设置压力监测点
压降存在于压缩空气系统的每个重要流程之中，因此，我们不可能只通过一组压力检测点就一劳永逸的监测到所有关键点的压降值。正确的诊断需要在系统的不同点进行压力测量，以识别导致过度压降的组件。这可以避免在应更换滤芯或增加过滤调节器尺寸时而换管道。
空气压缩机的压力信号通常位于压缩机组的排放口，当信号位置移动到压缩空气干燥器和过滤器的下游以实现整个压缩系统的通用信号时，必须降低控制范围的压力设置，以允许干燥器和过滤器中存在的实际和可能增加的压降；多机组时还必须采取措施防止超过系统中每个压缩机的最大允许排气压力。
（4）提高排气压力
通过增加输入来纠正压力差异是终极选项，但也是最后的选项。提高系统压力会增加额外气耗，例如泄漏、排污处的压缩气体损失，大大增加了能源消耗。与其增加压缩机排气压力，不如寻求替代解决方案，例如优化管路、勤做保养来降低压降。
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