@Air Compressor
2025-04-10
如何計算車間用氣量
計算車間用氣量是壓縮空氣系統設計中的關鍵環節，需綜合考慮設備需求、工藝特性及系統效率。以下提供一套系統化的計算框架及實踐指南：
一、核心計算步驟
- 設備分類統計
- 瞬時流量統計：列出所有氣動設備（如氣缸、氣動工具）的瞬時流量（單位：m³/min），需考慮設備最大工作頻次。
- 平均流量計算：根據設備使用率（如單班/雙班）計算平均流量，公式：
q₁ = σ(設備瞬時流量 × 使用率)
- 系統損耗修正
- 泄漏補償：按總用氣量的10%~15%增加泄漏係數，老舊系統取上限。
- 壓力損失修正：每10米管道增加壓降0.02~0.05 mpa，需提高空壓機輸出壓力補償。
- 安全餘量預留
- 冗餘係數：新增設備按1.2~1.5倍選型，已運行系統按1.1倍優化。
- 峰值係數：考慮生產高峰（如交接班時段），需額外預留20%~30%容量。
二、關鍵計算公式
-
理論用氣量
q₂ = q₁ × (1 + 泄漏係數) × (1 + 冗餘係數)
示例：某車間設備總流量為10 m³/min，泄漏10%，冗餘15%，則 q₂ = 10 × 1.1 × 1.15 ≈ 12.65 m³/min。 -
空壓機選型公式
空壓機輸出壓力 = 設備需求壓力 + 管道壓降 + 安全裕量（通常+0.1~0.2 mpa）
示例：設備需0.6 mpa，管道壓降0.05 mpa，則空壓機輸出壓力設為 0.65~0.7 mpa。
三、影響因素深度解析
| 因素 | 影響機制 | 量化建議 |
|---|---|---|
| 環境溫度 | 高溫導致氣體膨脹，需提高供壓補償 | 温度每升高10℃，供压增加0.05~0.1 MPa |
| 空氣濕度 | 濕度增加需加強幹燥處理，避免水分導致壓力傳感器誤報 | 相對濕度>60%時，需配置冷凍式乾燥機 |
| 管道布局 | 長管道增加壓降，彎頭/閥門加劇阻力 | 主管路通徑>設備進氣口2倍，每10米壓降<0.03 mpa |
| 設備負載波動 | 衝擊性負載（如氣缸動作）需瞬時流量支持 | 儲氣罐容積>峰值流量×3秒 |
| 工藝改進 | 自動化升級或新增設備需提前預留氣量 | 預留15%~20%擴展餘量 |
四、實踐工具與案例
-
快速估算表
設備類型 典型流量（m³/min） 備註 氣動扳手 0.05~0.2 衝擊式工具需瞬時流量支持 氣缸（φ50mm） 0.1~0.3 負載越大，流量越高 噴漆槍 0.3~0.8 取決於噴嘴設計和塗料粘度 氣動輸送帶 0.5~2.0 按輸送速度計算 -
優化案例
背景：某汽車零部件車間原用氣量8 m³/min，漏氣率15%，壓力波動頻繁。
措施：- 升級管道：φ50mm→φ80mm，壓降減少0.04 mpa。
- 修復泄漏點：漏氣率降至5%。
- 增加儲氣罐：2 m³→5 m³。
效果：空壓機功率降低18%，壓力穩定性提升40%。
五、驗證與調整
- 壓力測試法
- 關閉儲氣罐出口，記錄空壓機從零升壓至額定壓力的時間，驗證實際排氣量。
- 流量測試法
- 使用超聲波流量計檢測末端用氣量，與理論值對比偏差應<10%。
結論：車間用氣量計算需遵循“統計→修正→驗證”的閉環流程，結合動態監測與定期審計，可確保壓縮空氣系統的高效運行。建議每季度評估用氣效率，針對工藝調整或設備更新及時優化供氣方案。