压缩空气供气系统节能手册

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1、壓縮空氣供氣系統節能手冊目　　錄一、前言…………………………………………………………1二、壓縮空氣供給系統概論……………………………………2三、壓縮空氣系統檢測…………………………………………13四、空氣壓縮機節能措施………………………………………18五、空氣調質設備節能措施……………………………………33六、壓縮空氣管線節能措施……………………………………40七、編後語..……………………………………………………..50八、參與文獻……………………………………………………51一、前言近年來，由於自

2、動化設備在各行各業的普及，而氣動設備的安全、潔淨、易於控制、取得容易等有利因素，因此被廣泛應用於自動化設備上。但為提供壓力、潔淨程度適合之壓縮空氣，各工廠必須安裝、配置一壓縮空氣供給系統；然而對此系統的管理上，由於大部份供氣系統除安裝壓力錶外，並無安裝其他合適的計量儀錶，如流量計、電力瓦時錶、溫度計等，對於所使用系統之運轉狀況，如現場實際需求量、實際供氣量、壓縮機供氣效率、現場洩漏量等，無法充份掌握，進而適時的提出各項改善方案，降低壓縮空氣系統的運轉成本。財團法人中技社節能技術發展中心(以下簡稱本中

3、心)多年來協助政府及產業界推動能源節約工作，有鑒於業者對於壓縮空氣系統的倚重，但又無法由既有儀錶之數據上，得知空氣壓縮機的日耗電量、產氣量、日負載、能源效率、空氣管線的洩漏量等更進一步資訊，進而研判出系統上的各種問題，並尋求解決之道；為此本中心於多年前，自加拿大引進較為簡易之檢測技術，經多年來協助業者分析、診斷各種壓縮空氣系統，前後共檢測過數十個工廠上百部各式空氣壓縮機，協助業者發掘出壓縮空氣系統使用上的各種問題，並提出各項對策，以供其參考改善。本手冊即將過去幾年服務所得之經驗加以整理，期望能對業界

4、在壓縮空氣系統的使用上，有進一步的助益。1二、壓縮空氣供給系統概論壓縮空氣供給系統所包括之設備有空氣壓縮機、乾燥設備、過濾設備、輸送管線等主要元件。而其中更以空氣壓縮機為最大能源耗用者，也因此在壓縮空氣系統的能源節約上，必須要求空氣壓縮機的高效率運轉。為達此一目的，除對空氣壓縮機製造銷售商所提供之各項描述機台特性之數值有所認識外，另對可供選用之各類型空氣壓縮機及其特性亦必須有基本的認識。本章節之內容即在說明這些壓縮空氣系統上常見之數值，另也對常見之空氣壓縮機類型做簡要說明。2.1、壓縮空氣系統中各種

5、使用單位壓縮空氣系統中之空氣為一可壓縮流體，依其所處溫度、壓力、濕度等條件下，為方便理論分析與比較將其區分為三類，自由空氣(freeair)、正常狀態空氣(normalair)及標準狀態空氣(standardair)，自由空氣即吾人生活於地球上之空氣狀態而言，隨標高、氣壓、溫度、位置、時間而會變化，因此以自由空氣做為壓縮空氣系統之基準值描述較為不適當。而正常狀態空氣及標準狀態空氣則不會隨以上各環境因素而有不同，因此較適合做為壓縮空氣系統之基準值描述。對此二狀態之定義說明如下：1.正常狀態(代表附號N

6、)：指溫度在0℃，絕對壓力760mm-Hg狀況下之乾燥空氣，此時之空氣密度為1.3kg/m3。2.標準狀態(代表附號S)：指溫度在20℃，絕對壓力760mm-Hg，相對濕度75%之空氣，此時之空氣密度為1.2kg/m3。2.1.1、體積單位2壓縮空氣系統在體積的描述上，常用之單位有ft3及m3，對於壓縮空氣此二數值會隨其狀態而有異，因此在使用此二數值時，必須標明其狀態，即其為正常狀態下之體積(Nft3及Nm3)或標準狀態下之體積(Sft3及Sm3)。當其在相同狀態下，即可使用以下二換算式進行換算：1

7、ft3=0.0283m31m3=35.31ft32.1.2、壓力單位壓縮空氣系統中對於壓力數值的描述，常見之使用單位有公制之kg/cm2，英制之psi(lb/in2)，另一常用者為bar，以上各單位間之換算參見表2.1。表2.1、常用壓力單位之換算表Barkg/cm2psiAtm10.9806650.06894761.013251.0197210.07030691.0332314.503814.2233114.69590.9869230.9678390.0680461在壓力表示上另有錶壓力及絕對壓力

8、之分，其中代表錶壓力之附加符號為g或G，絕對壓力之附加符號為a或A。舉例來說，10kg/cm2G之壓力等於11.03323kg/cm2A，即10kg/cm2G=1.03323kg/cm2(=1atm)+10kg/cm22.1.3、溫度單位溫度常見之單位有℃及℉，兩者間之關係如下兩式所示：℃=(℉－32)×5/9℉=℃×9/5+3232.1.4、濕度單位一般濕度之表示有兩種，相對濕度與絕對濕度，其中又以相對濕度最為常見，其定義如下：相對濕度＝實際水蒸汽量／該溫度下之飽和