Cómo calcular el consumo de gas en un taller

Especificación técnica para el cálculo del consumo de aire del sistema de aire comprimido del taller

El sistema de aire comprimido, como fuente de energía central de la producción industrial, tiene un impacto directo en la selección de equipos, el diseño de redes de tuberías y la gestión de energía. Ahora, combinado con la experiencia práctica de la industria, el método de cálculo del consumo de gas del taller y los elementos clave se explican de la siguiente manera:

I. Método de cálculo fundamental

1. Método de superposición de flujo nominal de equipos

• Recopilar los parámetros de la placa de identificación de todos los equipos de gas y agregar aritméticamente el caudal nominal (m3 / min)
• Ejemplo: El taller SMT incluye 6 máquinas de parche SM482 (0,26 m3 / min / conjunto), 12 máquinas de alta velocidad SM471 (0,3 m3 / min / conjunto), el flujo básico es: 6 × 0.26 + 12 × 0.3 = 5.16 m3 / min

2. Factor de seguridad correctivo

• Nuevo equipo: Flujo total × 1.2 (considerando la expansión de la capacidad en los próximos 12 – 18 meses)
• Sistema existente: caudal total × 1.1 (compensación de fugas de red de tuberías y pérdida de presión)
• Proceso especial: para condiciones de alta carga, como adsorción al vacío y voladura de arena, se requiere una reserva de flujo adicional del 20 – 30%

Método de verificación de medición real

1. Método de prueba del tanque de gas

• Parámetros de registro: volumen del tanque de gas V (m3), volumen de la tubería Vp (m3), presión atmosférica Pa (0,1 MPa)
• Procedimiento de operación:
  1 cierre la válvula de suministro de aire, reducir la presión del sistema a 0,48 MPa
  2 Comience la operación de carga completa del compresor de aire y registre el tiempo requerido para aumentar la presión a 0,69 MPa T (segundos)
  3 Cálculo del caudal real: C = (V + Vp) × (P2 – P1) × 60 / (T × Pa)
  donde: P2 = 0.69 + 0.1 = 0.79 MPa (A), P1 = 0.48 + 0.1 = 0.58 MPa (A)

2. Detección de fugas

• Prueba de retención de presión nocturna: registro de la tasa de caída de presión del sistema después de una parada de producción
• Fórmula de cálculo: Cantidad de fuga = (V + Vp) × (Δ P / Δ t) × 60
  Cuando la presión se reduce de 0,69 MPa a 0,62 MPa durante más de 900 segundos (15 minutos), la fuga es < 5% del caudal nominal.

Parámetros de corrección clave

1. Factor de corrección de altitud

• Por debajo de 1000 m: flujo sin corrección
• Altitud 1000 – 2000 m: el flujo debe aumentar en un 5 – 8% (compensar la disminución de la densidad del aire)

2. Factor de corrección de temperatura

• Cuando la temperatura ambiente es superior a 40 °C, la demanda de caudal aumenta en un 0,5% por cada aumento de 1 °C.
• El consumo de energía de precalentamiento del compresor de aire y las medidas anticongelantes de la tubería deben considerarse en el ambiente de baja temperatura (< 5 °C).

3. Coeficiente de fluctuación de carga

• Producción de tres turnos: Establecer redundancia de flujo del 20 – 30%
• Equipo de gas intermitente (por ejemplo, corte láser): se debe configurar un tanque de almacenamiento de gas especial para equilibrar la carga

Recomendaciones de configuración del sistema

1. Diseño de volumen del tanque de gas

• Configuración básica: 30 – 50% de tráfico total
• Condición de carga de pulso: 1,5 veces el flujo máximo de un solo equipo
• Caso: Cuando hay un dispositivo de gas de pulso de 3m3 / min en el sistema, se recomienda configurar un tanque de almacenamiento de gas de 4,5 m3

2. Principio de selección de diámetro de tubo

• Control de caudal de la tubería principal: 15 – 20m / s (rango de caudal económico)
• Control de caída de presión: caída de presión de tubería de rama única ≤ 0.02 MPa
• Conversión rápida: Línea DN80 (3 pulgadas) para un suministro seguro de 4,5 m3 / min de aire comprimido

Medidas de optimización de la eficiencia energética

1. Sistema de suministro de aire escalonado

• Equipo de alta presión (> 0.7 MPa): configuración de unidad de compresor de aire especial
• Equipo de baja presión (< 0.5 MPa): suministro de aire a través de la válvula reductora de presión para evitar el aumento de presión de todo el sistema

2. Sistema de control inteligente

• Dispositivo de control de flujo de presión para la operación cooperativa de varios compresores de aire
• Efectos típicos de ahorro de energía: puede reducir el consumo de energía sin carga en un 30 – 50%

Las empresas deben establecer un sistema de monitoreo dinámico del consumo de gas y llevar a cabo una evaluación trimestral de la eficiencia energética del sistema de acuerdo con el estándar GB / T 16665 “Método de monitoreo de ahorro de energía de la unidad de compresor de aire y el sistema de suministro de aire”. Se recomienda que el caudalímetro ultrasónico se utilice para la encuesta anual de la red de tuberías, centrándose en la verificación de la desviación del caudal (≤ ± 3%), la estabilidad de la presión (≤ ± 0.02 MPa), la tasa de fugas (≤ 5%), etc.