空压机选型原则与步骤及安装规范和要求

本网编辑 2022-05-19

压缩机是一种工业生产中的通用型机械设备，广泛地应用于石油、化工、电力冶金、矿山、建筑、轻工、制药、民用和国防各部门，在国民经济中占有重要的地位。因此，合理选择适合工艺生产配置需求的机型至关重要，可以大力降低压缩机的购置成本，对节约能耗、提高产量、减轻企业负担、增加企业收入有十分重大的意义。

空压机选型原则与步骤

空气压缩机介绍

空气压缩机（英文为aircompressor）简称空压机，是以环境空气为原料，将原动机（通常是电动机）的机械能转换为气体压力能的机器，以满足生产工艺所需要的压力。压缩机的分类很多，按照工作原理可分为容积式压缩机和速度式压缩机。速度型主要有离心式和轴流式两种基本型式。速度型压缩机的工作原理是提高气体分子的运动速度，使气体分子具有的动能转化为气体的压力能，从而提高压缩空气的压力。

空气压缩机的选择原则

所谓合理选压缩机，就是要综合考虑压缩机组和压缩机站的投资与运行费用等综合性的技术经济指标，使之符合经济、安全、适用的原则。具体来说，有以下几个方面：

1、必须满足生产工艺所需要的流量和压力的要求，即要求压缩机的运行工况点（装置特性曲线与压缩机的性能曲线的交点）经常保持在高效区间运行，这样既省动力又不易损坏机件。

2、所选择的压缩机既要体积小、重量轻、造价便宜，又要具有良好的特性和较高的效率。

3、具有良好的抗喘振性能，运行平稳、寿命长。

4、结构简单，操作方便，配件易于购置。

5、所选择压缩机站，工程投资少，运行费用低。

空气压缩机的选择主要依据为启动系统的工作压力和流量。气源的工作压力应比气动系统中的最高工作压力高20%左右，因为要考虑供气管道的沿程损失和局部损失。如果系统中某些地方的工作压力要求较低，可以采用减压阀来供气。空气压缩机的额定排气压力分为低压（0.7~1.0Mpa）、中压（1.0~10MPa）、高压（10~100Mpa）和超高压（100Mpa以上），可根据实际需求来选择。常见使用压力一般为0.7~1.25Mpa。

空气压缩机的选型步骤

压缩机性能特征：

① 空气特性：当地大气压、当地空气相对湿度等。

② 空气中所含固体的粉尘颗粒直径、含量多少。

③ 空气温度：（℃）

④ 所需要的流量（Nm³/min或者Nm³/h）

a、流量，国内用户常称排气量。流量是指在所要求排气压力下，空压机单位时间内排除的气体统计，折算到进气状态的量。

b、流量单位为：m³/min（立方米/分钟）或L/min（升/分钟），1m³（立方米）=1000L（升）；

c、一般性，常用的流量单位为：m³/min（立方米/分钟）；

d、流量又被称为排气量或铭牌流量。

6、压力：设计压力，最高工作压力，工作压力。

压力单位的表示形式很多，这里主要介绍离心式空气压缩机常用的压力表示单位；

① 工作压力，国内用户常称为排气压力。工作压力是指空压机排出气体的最高压力；

② 常用的工作压力单位为：bar或MPa，1bar=0.1MPa；

③ 一般性，用户通常把压力单位称为：kg/㎡,1bar=1kg/㎡。

7、管道系统数据（管径、长度、管道附件种类及数目等）。

在设计布置管道时，应注意如下事项：

① 合理选择管道直径。管道直径大，在相同流量下、空气速度小，阻力损失小，但价格高；管道直径小，会导致阻力损失急剧增大，使所选用压缩机的功率增加，成本和运行费用都增加。因此应从技术和经济的角度综合考虑。

② 送气管道及其管道接头处应考虑所能承受的最大压力。

③ 管道布置应尽可能布置成直管，尽量减小管道中的附件和尽量缩小管道长度，必须转弯的时候，弯头的弯曲半径应该是管道直径的3~5倍，角度尽可能大于90℃。

④ 压缩机的管道处必须装设送气阀门和逆止阀。阀门用来控制压缩机的工况点，逆止阀在空气压力突然剧增后管道压力高于压缩机出口时，防止压缩机反转，以防破坏叶轮和电机反转。

流量的选型

① 在选择空压机流量时，应先了解所有的用气设备的流量，把流量的总数乘以1.2（即放大20%余量）；

A、如果生产工艺中已给出最小、正常、最大流量、应按最大流量考虑。

B、如果生产工艺中只给出正常流量，应考虑留有一定的余量。

C、流量单位应统一，目前我国使用的流量单位为：Nm³/min或者Nm³/h。一般情况下，工业用压缩机在工艺流程中可以忽略管道系统中的泄漏量，但必须考虑工艺变化时对流量的影响。

② 新项目上马可根据设计院提供的流量值进行选型；

③ 向用气设备供应商了解用气设备的流量参数进行选型；

④ 空压机站改造可参考原来参数值结合实际用气情况进行选型；

近年来，压缩机行业设计研制了许多高效节能产品，但是目前在国民经济各个领域中，由于选型不合理，许多的压缩机处于不合理运行状况，运行效率低，浪费了大量能源。还有的压缩机由于选型不合理，根本不能使用，或者使用维修成本增加，经济效益低。因此，合适的选型，可以保护机组，延长机组使用寿命、减少维修次数、降低运行费用、节约能耗、避免非计划停车次数。

安装规范和要求

空压机安装场所的选定是最被工作人员所疏忽，往往空压机购置后就随意找个地方，配管后随即使用，根本无事前的规划。殊不知如此草率的结果，却形成了日后空压机的故障，维修困难与空气品质不良等后果，所以适当的安装场所是正确使用空压机系统的先决条件。

一、安装环境布置要求

为了适应发展的需要，机房在总图的位置上应留有扩建的余地。
空气压缩机直接从大气中吸气，为了减少机组的磨损、腐蚀和爆炸的可能性，机房与散发爆炸性、腐蚀性、有毒气体、粉尘等有害物质的场所必须要有一定的距离，由于压缩机散热量大，特别夏季机器内气温很高，所以机房的朝向应使机器间有良好的通风，并尽量减少日晒。
压缩机虽有箱体，但严禁雨水淋洒，因此压缩机不宜露天安装。
压缩机房为独立的建筑。
压缩机房必须装有固定灭火二氧化碳灭火设备，其手动开关必须设置在危险区之外。并随时可以触及。灭火器材二氧化碳灭火气器或粉末灭火器应放置于被保护目标附近，但应在危险区之外。

二、机房安装要求

1、地面最好为光洁水泥地面，墙壁的内表面应抹白，压缩机底座宜置于混凝土地面上，且平面水平度不大于0.5/1000（mm）。并在离机组200mm外四周开有沟槽，以便机组停车换油、检修或冲刷清洁地面时，油、水能从沟槽中流走，沟槽尺寸由用户自定。

2、压缩机组放置于地面上，应确保箱底与地面贴合良好，以防产生振动，增加噪音。

3、对有条件的用户，机房墙面可贴上吸声板，可进一步降低噪音，但不宜用陶瓷面砖之类硬表面材料装饰墙面。

4、由于风冷型压缩机受环境温度的影响大，因此机房通风应良好、干燥，换热空气可以用引风管引出户外或设排风机，控制压缩机环境温度在-5℃～40℃内。

5、机房内尘埃少，空气清洁，不含有害气体及含亚硫酸等腐蚀性介质。根据你公司加工产品的性质，进风口应配有一级过滤装置。窗户流通有效面积应大于3m2

三、电源及外围接线要求

压缩机主电源为AC(380V/50Hz)三相，冷冻干燥机为AC（220V/50HZ）请确认电源。
电压降不能超过额定电压的5%，各相电压差在3%以内。
压缩机电源必须使用配有隔离开关，以防止短路产生缺相运行。
检查次回路保险丝，根据压缩机的功率大小选择适当的无熔丝保险开关。
压缩机最好单独使用一套电力系统，避免与其他不同电力消耗系统并联使用，特别当压缩机的功率较大时可能会因过大的电压降或三相电流不平衡而形成压缩机过载使保护装置动作跳机。
必须接地线防止漏电造成危险，切不可接在空气输送管或冷却水管上。

四、管路安装的要求

机组供气口已带有螺纹接管，可与您的供气管路连接，安装尺寸请参见出厂说明书。
为了避免检修时影响全站或其他机组的运行，也为了检修时可靠地防止压缩空气倒流,在机组与储气罐之间必须装截止阀门。
为了避免过滤器保养时影响用气，各过滤器管路上应设有备用管路，
支线管路必须从主管路的顶端接出，避免管路中的凝结水下流至压缩机组中。
管路尽量缩短且直线，减少弯头及各类阀门以减少压力损失。

五、空气管路的连接和布置

压缩空气管道主管路为4英寸，支路尽可能利用现有管路。
管道一般应有大于2/1000坡度,低端设有排污阀（螺塞），管道宜少弯短直阀门尽量减少。
地下管道通过主要路面时管顶埋深不小于0.7m，次要路面不小于0.4m
压力、流量仪表的装设位置及其表面大小应能使操作人员看清指示压力,其压力课刻度范围应使工作压力在表盘刻度的1/2～2/3位置。
系统安装完毕应作气压强度、气密性试验,不宜作水压试验。以相同气体的1.2～1.5倍的压力进行,以不漏为合格。

六、空气管路的防腐

在安装完毕、试压合格之后，清除表面的灰尘、污垢、锈斑、焊渣等物之后，以涂漆为防腐处理。管路涂漆有防腐、延长管道使用年限的作用，还便于识别和美观。一般先在表面涂一遍防锈漆，在涂规定的调和漆。

七、空气管路的防雷

管道受雷电感应的高压电一旦引入车间管道系统和用气设备，将会造成设备人身安全事故。所以管道在进入车间前应有良好的接地。

八、管道压力损失

当气体在管内流动时，在直线管段产生摩擦阻力；在阀门、三通、弯头、变径管等处产生局部阻力，从而导致气体压力损耗。

说明：

管路部分总压力降还应加上弯头、异径接管、三通接头、阀门等产生的部压力损失，这些值可从有关的手册上查到。

九、压缩机空压系统的通风

不管用户使用的是无油机还是注油机，也不管用户用的是空气冷却式压缩机还是水冷却式压缩机，都必须解决好空压房的通风问题。根据我们以往的经验，空压机50%以上的故障原因都是由于对这方面的忽视或错误理解。

空气在被压缩的过程中会有大量的热量散发出来，这些热量如果不能及时地排出空压房，会造成空压房的室温逐步升高，这样空压机吸气口的温度就会越来越高，如此恶性循环会造成空压机排气温度高而报警，同时因为高温空气的密度小而会造成产气量的减少。

对于水冷却式压缩机来讲，大部分热量通过热交换器传递给了冷却水，由冷却水将热量带走，这时只需要设置较小的通风扇把主电机发出的一小部分热量带走就行了。而对于空气冷却式压缩机来讲，需要有大量的新鲜风对压缩过程中产生的热量进行交换，那么必须考虑新鲜风的入口，该入口最好能靠近空压机冷却风吸入口（用于压缩部分的空气入口最好也能靠近新鲜风入口）。

如果有必要可以设置单独的风道来引入新鲜空气，这样可以避免空压房的热风影响冷却过程，当然这要视空压房的构造和客户的情况而定。一般来说要设置风道将经过热量交换的热风导出空压房，如果有必要还要在导出口设置风扇或风机加强热风的导出效果。

上面提到的新鲜空气入口需要设置在空压房的低位，而热风导出口（包括相应的风扇或风机）要设置在高位，因为热空气的密度小，一般会停留在高位，这样设置会有利于热风的导出，同时会防止排出的热空气再次进入进风口而发生气流的短路。

另外需要注意的是：最好将新鲜空气入口和热风的导出口分别设置在相对的两面墙上，这样做的目的同样是为了防止排出的热空气再次进入进风口而发生气流的短路。在新鲜空气入口处最好设置隔尘网格以避免更多的灰尘或柳絮等杂物进入空压房，在热风的导出口最好设置防雨罩以避免雨水流入排热风道。

无论进风口的风道还是排风口的风道，都应该避免比较大的缩径或弯头，因为这样会造成比较大的通风阻力而影响通风效果。因为空压房内的空气不断被用于压缩和冷却，而新鲜风的补充一般都是被动进行的，因此空压房内一般都会保持一定的负压，这是正常的。但是如果这个负压值超过了允许值就说明需要改善进风口的大小或进风量了，因为负压值过大会造成冷却效果变差和排气量减少。

上述内容虽然比较简单，但是却非常重要，如果能和用户共同把这方面的工作做好，就已经排除了50%故障发生的可能性，可见在这方面多花些精力对我们和用户来讲都是非常值得的。

十、安装场所的选定

1、空压机安装场所的选定是最被工作人员所疏忽

空压机安装场所的选定是最被工作人员所疏忽的，往往空压机购置后就随意找个地方，配管后随即使用，根本无事前的规划。殊不知如此草率的结果，却形成了日后空压机的故障，维修困难与空气品质不良等后果，所以适当的安装场所是正确使用空压机系统的先决条件：

选择采光良好的宽阔场所，以利于操作、保养和维修时所需的空间和照明。
选择空气湿度低、灰尘少，空气清新且通风好的场所，避免水雾、酸雾、油雾，多粉尘和多纤维的环境。
按照GB50029－2003《压缩空气站设计规范》的要求，压缩空气站机器间的采暖温度不宜低于15℃，非工作时间机器间的温度不得低于5℃。
当空压机吸气口或机组冷却风吸风口设于室内时，其室内环境温度不应大于40℃。
如果工厂环境较差，灰尘多，须加装前置过滤设备，以保证空压机系统零件的使用寿命。
当单台排气量等于或大于20m3/min，且总安装容量等于或大于60 m3/min的压缩空气站，宜设检修用起重设备，其起重能力应按空压机组最重部件确定。
预留通道和保养空间，按照GB50029－2003《压缩空气站设计规范》的要求，空压机组与墙之间的通道宽度按排气量大小为0.8～1.5m的距离。

2. 压缩空气管路配管应注意的事项

主管路配管时，管路须有1°～2°的倾斜度，以利于管路中冷凝水的排出。
配管管路的压力降不得超过空压机使用压力的5%，故配管时最好选用比设计值大的管路
支线管路必须从主管路的顶端接出，以避免主管路中的凝结水下流至工作机械中或者回流至空压机中。
管路不要任意缩小或放大，管路需使用渐缩管。若没有使用渐缩管，在接头处会有扰流产生，产生扰流则会导致大的压力降，同时对管路的寿命也有不利影响。
空压机之后如果有储气罐及干燥机等净化缓冲设备，理想的配管顺序应是空压机＋储气罐＋干燥机。储气罐可将部分的冷凝水滤除，同时也有降低气体温度的功能。将较低温度且含水量较少的压缩空气再导入干燥机，则可减轻干燥机负荷。
若空气使用量很大且时间很短，最好另加装一储气罐做为缓冲之用，这样可以减少空压机加泄载次数，对空压机使用寿命有很大的益处。
管路中尽量减少使用弯头及各种阀类。
理想的配管是主管线环绕整个厂房，这样可以在任何位置均可以获得双方向的压缩空气。如在某支线用气量突然大增时，可以减少压降。除此之外，在环状主管线上应配置适当的阀组，以利于检修时切断之用。
多台空压机空气输出管道并联联网时，空压机输出端无须加装止回阀。

3. 空压机的基础

空压机的基础应建立在硬质土壤上，在安装前将基础水平面抹平，以避免振动发生。如装在楼上，须做好防振措施，否则振动传至楼下或产生共振现象，极易对空压机与建筑物造成危害。一般螺杆空压机的振动速度值在11.2mm/s（皮带传动）和7.1 mm/s（联轴器传动）以下，可以不做特殊的基础，建议砌一个高约120mm，长宽略大于空压机底面积的平台地基，以利于排污。

4. 冷却系统：水冷式空压机冷却用水的水质标准

应符合GB50050《工业循环冷却水处理设计规范》的规定。当企业内部有软化水可以利用，且系统又经济合理时，系统内的循环水可采用软化水。主要是避免水中的钙、镁等离子在冷却器中因高温而起化学反应，最后在冷却器中结成水垢，从而影响冷却器的冷却效率。冷却水水压一般在 0.15～0.4MPa之间，冷却水出口温度应保持在大于入口温度6℃～10℃之间。其冷却水进水管道应安装过滤网，且进出水管道需分别安装压力表、温度计和截止阀。

风冷式空压机须注意其通风环境，不得将空压机置于高温机械的附近或通风不良的封闭空间内，以免导致排气高温而停机。若放置在一封闭空间中使用，须加装进、排风设备，进风口设在机房的下部，排风口设在机房的上部，以利于冷空气循环。一般而言，其进、排风风量须大于空压机散热排风量。

5. 电力系统

空压机配电时，须保证电源电压的正确性。

依据所使用空压机的功率大小，选择正确的电源线线径，不得使用小的电源线，否则电源线会因负荷过高产生高温而烧毁。电源线须采用多股铜芯电缆，三相四线制其中一相为接地线。

空压机最好单独使用一套电力系统，尤其要避免与其他大的电力消耗系统并联使用，否则可能因过大的电压降或三相电流不平衡，而造成空压机主电机过载而停机，大功率空压机尤其须注意。且供电网络负荷应均匀，电压波动在±5％内，三相电压不平衡允许在±1％。配电柜至空压机的供电电缆中间不能有连接点。

依据空压机的功率大小选择适当的空气开关，以维护电力系统与维修保养的安全。

电力系统的接地线应确保架设，而且接地线不可直接接在压缩空气输送管或冷却水管上。