空壓機(jī)為什么要配儲(chǔ)氣罐？不要行不行？

空氣壓縮機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)制造、施工極為重要地一種動(dòng)力設(shè)備，但是在很多場(chǎng)合，單獨(dú)的空壓機(jī)并不能直接應(yīng)用，而是由干燥機(jī)、儲(chǔ)氣罐與管道等構(gòu)成一個(gè)完整的壓縮空氣系統(tǒng)。

其中，壓縮空氣儲(chǔ)罐即儲(chǔ)氣罐由于技術(shù)成本較低、投資較少并不總是得到用戶的關(guān)注，但事實(shí)上它是壓縮空氣系統(tǒng)重要的組成部分，在很多工況中甚至是不可或缺的裝備。

為什么要配置儲(chǔ)氣罐？

壓縮空氣儲(chǔ)罐是一種簡(jiǎn)單的壓力容器，有立式和臥式兩種，用來(lái)接收來(lái)自空壓機(jī)的壓縮空氣，并在壓力下保存，以供用氣端使用。在壓縮空氣系統(tǒng)中配置儲(chǔ)氣罐可以有效提高系統(tǒng)的使用效率，其作用可簡(jiǎn)單概括為存氣、穩(wěn)壓、降溫凈化。

（1）存儲(chǔ)氣量

為壓縮空氣提供臨時(shí)存儲(chǔ)空間是儲(chǔ)氣罐最主要的作用。空壓機(jī)只是一個(gè)壓縮空氣的設(shè)備，自身內(nèi)部并沒(méi)有存儲(chǔ)空氣的空間，一旦產(chǎn)生壓縮空氣就必須向外排出，否則會(huì)影響下一個(gè)壓縮循環(huán)動(dòng)作。但是在平常的生產(chǎn)過(guò)程中，并不會(huì)時(shí)時(shí)都需要壓縮空氣，而一旦卸載，下游需要壓縮空氣時(shí)，再加載產(chǎn)氣就會(huì)有延時(shí)。但是如果配置了儲(chǔ)氣罐，即使在空壓機(jī)不運(yùn)行的情況下，罐內(nèi)存儲(chǔ)的空氣還可以使用一段時(shí)間，不耽誤生產(chǎn)用氣。

相反，如果沒(méi)有儲(chǔ)氣罐，隨著時(shí)間的推移，頻繁的加卸載將導(dǎo)致開關(guān)和其他空壓機(jī)部件過(guò)早故障，電機(jī)接觸器過(guò)度磨損，甚至?xí)驗(yàn)槔@組絕緣損壞而直接導(dǎo)致電機(jī)短路。

（2）穩(wěn)定氣壓

如果沒(méi)有儲(chǔ)氣罐，終端需求不均勻會(huì)導(dǎo)致空壓機(jī)頻繁加卸載，以滿足不斷變化的用氣需求。而空壓機(jī)受溫度、電壓、管路等各種因素影響，運(yùn)行時(shí)氣壓并不總是平穩(wěn)，尤其是往復(fù)活塞式壓縮機(jī)等往往在部分工況下會(huì)產(chǎn)生明顯氣壓波動(dòng)。配置了儲(chǔ)氣罐，壓縮氣體就有了緩沖余地，可以有效減少空壓機(jī)加卸載頻率和管路中氣體的脈動(dòng)，將系統(tǒng)氣壓控制在理想的數(shù)值范圍內(nèi)。

（3）降溫凈化

我們知道，空氣受外力被壓縮的過(guò)程，也是一個(gè)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能的過(guò)程，但其中很大一部分能量并不能完全轉(zhuǎn)化，而會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，以空氣溫度提高的方式顯現(xiàn)出來(lái)。根據(jù)所使用的空壓機(jī)類型不同，從壓縮機(jī)排出的空氣溫度可能超過(guò)100℃。這在絕大多數(shù)情況下是不可直接利用的，需要壓縮空氣系統(tǒng)中的后處理設(shè)備進(jìn)行處理，一是降溫，二是過(guò)濾。

大氣中含有的水蒸氣隨著其它空氣一起被吸進(jìn)空壓機(jī)進(jìn)行壓縮，如果不去除，水蒸氣將在通往用氣端的管線和設(shè)備工具中凝結(jié)成液態(tài)水，這將給生產(chǎn)系統(tǒng)帶來(lái)極大地麻煩。因此，從空壓機(jī)排出的壓縮空氣在使用前必須進(jìn)行冷卻和干燥。儲(chǔ)氣罐作為一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，當(dāng)空氣在罐中停留或緩慢流過(guò)時(shí)，隨著時(shí)間的推移，會(huì)自然冷卻，析出凝結(jié)水。析出的液態(tài)凝結(jié)水會(huì)和油蒸汽凝結(jié)成的油污、顆粒雜質(zhì)等混合物聚集在罐體底部排出。

儲(chǔ)氣罐如何提高系統(tǒng)效率？

儲(chǔ)氣罐的作用正如上述文字所講，通過(guò)這些作用，能夠有效提高整個(gè)壓縮空氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率，幫助用戶獲取或明顯，或隱蔽的經(jīng)濟(jì)效益。

（1）減少壓縮空氣浪費(fèi)

眾所周知，在空壓機(jī)所消耗的能源中，只有少部分被轉(zhuǎn)化成了可供使用的壓縮空氣動(dòng)力能，而其他大部分能量均以熱量的形式損耗掉了。所以，對(duì)于壓縮空氣這種昂貴的能源，務(wù)必要節(jié)約使用，減少浪費(fèi)。當(dāng)壓縮空氣系統(tǒng)中沒(méi)有儲(chǔ)氣罐時(shí)，空壓機(jī)會(huì)頻繁加卸載。在每次卸載過(guò)程中，就會(huì)有一部分壓縮空氣會(huì)不加使用地釋放出來(lái)。隨著時(shí)間推移，就會(huì)累積成巨大的壓縮空氣能源浪費(fèi)，而這些被浪費(fèi)掉的壓縮空氣都是用戶花費(fèi)不菲的電費(fèi)生產(chǎn)出來(lái)的。而此時(shí)，配置一個(gè)適當(dāng)容量的儲(chǔ)氣罐可以大幅減少卸載次數(shù)和不必要的排氣。

（2）降低空壓機(jī)工作壓力

對(duì)于很多工況來(lái)說(shuō)，用戶的用氣需求并不是一成不變的，很可能在短期有很大的用氣需求，比如開啟數(shù)個(gè)氣嘴工作，而也很可能某段時(shí)間不用氣。如果沒(méi)有儲(chǔ)氣罐存儲(chǔ)一定量的壓縮空氣，那整個(gè)空壓機(jī)系統(tǒng)將不得不始終處于更高壓力的狀態(tài)下運(yùn)行，以便隨時(shí)準(zhǔn)備滿足突然出現(xiàn)的大氣量需求。

據(jù)以往數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，對(duì)于同一臺(tái)空壓機(jī)，所需要的最大壓力每增加1bar左右，能耗需要多6%左右；同樣，空壓機(jī)輸出壓力每下降1bar，可以節(jié)省5～8%的電費(fèi)。通過(guò)配置儲(chǔ)氣罐可以平衡壓力波動(dòng)，降低用氣高峰為了保壓而提高的系統(tǒng)壓力，從而降低生產(chǎn)成本。

（3）提高冷干機(jī)的效率

正如上文所說(shuō)，儲(chǔ)氣罐的作用之一就是降溫凈化，雖然它并非專門處理壓縮空氣的設(shè)備。假如一臺(tái)儲(chǔ)氣罐打滿需要1分鐘時(shí)間，那么，壓縮空氣從進(jìn)入儲(chǔ)氣罐到排出，在儲(chǔ)氣罐中停留的時(shí)間，大約就是1分鐘。壓縮空氣在儲(chǔ)氣罐停留的這段時(shí)間里，流速非常緩慢，在重力作用下，壓縮空氣中的部分油水隨著溫度不斷降低就被分離出來(lái)了。分離出來(lái)的油水混合液體通過(guò)罐底的排放閥定期排出。這就很大程度上減輕了冷干機(jī)的工作量，提升了冷干機(jī)的工作效率，減少了吸附劑的更換頻次，降低了生產(chǎn)成本。

事實(shí)上，配置儲(chǔ)氣罐之后，還有一些其他的間接好處，比如降低空壓機(jī)加卸載頻次，就可以減少系統(tǒng)部件如電磁閥、進(jìn)氣閥、卸荷閥等的動(dòng)作次數(shù)，延長(zhǎng)設(shè)備壽命；減少油氣管道系統(tǒng)受到的沖擊，延長(zhǎng)了空濾、油分的使用壽命；減少空壓機(jī)啟動(dòng)次數(shù)，可降低耗電……

儲(chǔ)氣罐的安裝位置

根據(jù)用戶需求，空壓系統(tǒng)中的儲(chǔ)氣罐容量，在空壓機(jī)排氣量的三分之一到五分之一之間即可滿足絕大多數(shù)的用氣需要。另外一個(gè)比較重要的問(wèn)題是，儲(chǔ)氣罐應(yīng)該安裝在哪個(gè)位置。有不少人會(huì)問(wèn)，空壓機(jī)后面是先安裝儲(chǔ)氣罐還是干燥機(jī)？事實(shí)上，這兩種安裝方式都有應(yīng)用，在不少工況下似乎沒(méi)什么區(qū)別。但是在有些工況下，就顯出差異，甚至無(wú)法滿足生產(chǎn)需要了。

較早之前，不少設(shè)計(jì)院將儲(chǔ)氣罐放在干燥器后面，用于儲(chǔ)存已經(jīng)干燥和過(guò)濾的壓縮空氣。干燥的壓縮空氣從儲(chǔ)氣罐出來(lái)后可以直接使用，能夠滿足突然出現(xiàn)的較高用氣需求。這就減輕了由于下游用氣量突然增大而導(dǎo)致的干燥器的工作壓力。如果將儲(chǔ)氣罐放在干燥機(jī)前面，當(dāng)用氣量突然增大，超過(guò)干燥機(jī)的處理極限，干燥效率就會(huì)降低，有可能導(dǎo)致后續(xù)空氣管道中出現(xiàn)本不應(yīng)該存在的水分，影響設(shè)備安全和生產(chǎn)質(zhì)量。

另外一種目前非常常見(jiàn)的安裝方式是將儲(chǔ)氣罐放在干燥系統(tǒng)之前。在這種配置中，空氣流經(jīng)儲(chǔ)氣罐，從底部進(jìn)入，從頂部流出到干燥器，充分發(fā)揮儲(chǔ)氣罐的重力分離作用。這樣就可以讓大量的水蒸氣和潤(rùn)滑油滴在進(jìn)入干燥器之前凝結(jié)出來(lái)排放掉，從而提高干燥器的效率。

將儲(chǔ)氣罐安裝在干燥機(jī)之前，還可以延長(zhǎng)預(yù)過(guò)濾器元件的壽命。因?yàn)榻?jīng)過(guò)儲(chǔ)氣罐粗過(guò)濾的壓縮空氣比直接從空壓機(jī)出來(lái)的空氣更干凈、更干燥。同時(shí)，經(jīng)干燥器處理后的壓縮空氣壓力降也被減小，更接近用氣端需求。

可見(jiàn)，儲(chǔ)氣罐的安裝位置沒(méi)有絕對(duì)的對(duì)錯(cuò)之分，各有優(yōu)勢(shì)。而兩種方式組合使用，可以獲得更高的用氣品質(zhì)。但這樣一來(lái)，就不節(jié)能了，而且會(huì)增加用戶設(shè)備投資成本，常見(jiàn)的生產(chǎn)加工用氣不需要這么高品質(zhì)的氣源。所以，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)視具體用氣需求與峰谷變化情況，選擇適合的儲(chǔ)氣罐安裝位置以及組合方式。

小結(jié)

在一些對(duì)空壓系統(tǒng)不了解的用戶中，總有人想省掉儲(chǔ)氣罐或者從儲(chǔ)氣罐中摳出更多的資金投入。但是與壓縮空氣系統(tǒng)的總成本和能源成本相比，儲(chǔ)氣罐的投資相對(duì)較小，而且一旦安裝完畢，如果操作合規(guī)、保養(yǎng)得當(dāng)，在以后很長(zhǎng)時(shí)間里就沒(méi)有其他支出了，因此為壓縮空氣系統(tǒng)配置儲(chǔ)氣罐是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)效益較高的投資。

安全是最大的效益，事故是最大的成本。建議用戶不可太過(guò)局限于其初始采購(gòu)價(jià)格，而應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注其品質(zhì)。按國(guó)家相關(guān)規(guī)定，每臺(tái)儲(chǔ)氣罐出廠都必須配有質(zhì)量保證書。儲(chǔ)氣罐銘牌上應(yīng)明確標(biāo)示的信息包括：制造日期、工作壓力、容積大小、出廠編號(hào)、重量、容積、存儲(chǔ)介質(zhì)、監(jiān)檢單位、制造單位等，銘牌正下方必須有鋼印號(hào)。