理論壓力計算
要計算向儲罐內注入壓縮空氣所需的最小壓力，需要克服儲罐內部的現有氣壓以及水柱產生的靜水壓力。
- 水柱靜壓：20米高的水柱產生的靜壓力約為 1.96 bar （計算公式：P=ρgh，水的密度約1000kg/ m³，重力加速度取9。 8m /秒²）。
- 儲罐現有表壓：已知儲罐當前表壓為 1 bar。
因此，注入點的理論最小壓力為兩者之和：1.96 bar + 1 bar =2.96 bar。這意味著壓縮空氣的壓力必須大於 2.96 bar 才能成功進入儲罐底部。
實際工程中的壓力需求
在實際工業應用中，僅滿足理論最小壓力是不夠的。為了確保壓縮空氣能夠以合理的流速注入，並克服系統中的各種阻力，需要預留一定的壓力餘量。
- 管道與閥門阻力：空氣在管道、彎頭、止回閥和控制閥中流動時會產生壓力損失，通常需要增加 0.5 bar 到 1 bar 的餘量。
- 動態波動：注氣過程中液位可能發生變化，或者用氣端需求波動，要求氣源壓力具備穩定性。
綜合考量，建議注入壓縮空氣的工作壓力設定在3.5 bar 至 4.0 bar之間。
空壓機選型與安全建議
在確定了所需壓力後，選擇空壓機及系統設計還需注意以下關鍵點：
- 排氣壓力：空壓機的額定排氣壓力應略高於系統工作壓力，建議選擇額定壓力為 7 bar 或 8 bar 的常規工業空壓機，通過減壓閥調節至目標壓力，以保證供氣穩定。
- 流量匹配：除了壓力，空壓機的排氣量必須滿足工藝需求。流量過小會導致注氣時間過長，無法達到預期的工藝效果。
- 安全防護：儲罐必須配備安全閥和壓力表。安全閥的整定壓力應高於正常工作壓力，但低於儲罐的設計壓力，以防止因誤操作或減壓閥失效導致儲罐超壓。
- 防倒流設計：在壓縮空氣管路上必須安裝止回閥，防止20米高的水在氣壓波動或停機時倒流進入空壓機系統。