Cómo calcular el consumo de gas de un equipo
Método de cálculo y guía de implementación de la cantidad de gas consumido por equipos
El cálculo preciso de la cantidad de aire del equipo es el eslabón clave para optimizar el sistema de aire comprimido y reducir el costo de operación. El siguiente es un método de cálculo sistemático basado en la práctica de ingeniería y las normas técnicas:
Adquisición de parámetros básicos
- Documentación técnica del equipo
- Consulte la “Lista de componentes neumáticos ” en las instrucciones del equipo para registrar el modelo y el consumo nominal de aire de todos los componentes neumáticos. Por ejemplo, la fórmula de consumo de aire de un cilindro estándar del tipo SMC es:
(Q es el consumo de aire m3 / min, D es el diámetro del cilindro m, S es la carrera m, P es la presión de trabajo MPa) - Registre la presión de funcionamiento de diseño del equipo (generalmente etiquetada como parámetro de “presión de funcionamiento”, en MPa).
- Consulte la “Lista de componentes neumáticos ” en las instrucciones del equipo para registrar el modelo y el consumo nominal de aire de todos los componentes neumáticos. Por ejemplo, la fórmula de consumo de aire de un cilindro estándar del tipo SMC es:
- Verificación del método medido
- Instale un medidor de flujo másico térmico (precisión del rango ± 1%) en la entrada de aire del equipo para registrar continuamente los datos de consumo de gas durante 72 horas.
- Traza una curva de “tiempo-flujo ” para identificar los picos de consumo de gas (que generalmente ocurren durante la fase de arranque) y los valores en estado estacionario.
Método de cálculo de elementos
- Cálculo del consumo de aire de los elementos neumáticos
- Elemento de funcionamiento continuo(por ejemplo, motor neumático):
(P es la potencia del eje kW, V es la potencia específica kW / m3 / min, n es la velocidad de rotación rpm y η es la eficiencia mecánica) - Elemento de funcionamiento intermitente(como el cilindro de sujeción):
(qi es el consumo de gas de una sola acción, ti es la frecuencia de acción / minuto)
- Elemento de funcionamiento continuo(por ejemplo, motor neumático):
- Evaluación de fugas de tubería
- Utilice el detector de fugas ultrasónicas, de acuerdo con GB / T 26204 “clasificación y método de detección de fugas de tuberías de aire comprimido”:
- Fugas: ≤ 0.5L / min
- Pequeña fuga: 0.5-2L / min
- Fugas medias: 2 – 10L / min
- Gran fuga: > 10L / min
- Cálculo de la fuga total:
(Li es el caudal de cada punto de fuga, Ki es el coeficiente de corrección de presión)
- Utilice el detector de fugas ultrasónicas, de acuerdo con GB / T 26204 “clasificación y método de detección de fugas de tuberías de aire comprimido”:
Modelo de computación integral
-
Consumo de gas de un solo equipo
(S es el factor de seguridad, se recomienda que se tome un valor de 0,1 – 0,2) -
Consumo de gas de varios equipos
(Ci es el coeficiente de uso simultáneo, K es el coeficiente de pérdida de la tubería, generalmente se toma 1.1 – 1.3)
Ejemplo de cálculo de escenarios de aplicación típicos
| Tipo de dispositivo | Parámetros establecidos | Proceso computacional | Resultados (m3 / min) |
|---|---|---|---|
| Máquina automática de perforación | 3 ejes principales neumáticos (un solo consumo de gas de 0,8 m3 / min) | 0.8 × 3 × 1.2 (factor de seguridad) = 2.88 | 3.2 |
| Sistema robótico | Servocilindro de 6 ejes + generador de vacío | (0.3× 6 + 0.5) × 1.1 = 2.53 | 2.8 |
| Línea de producción Spray | 4 pistolas de pulverización (una sola disipación de aire 1.2m3 / min) | 1.2 × 4 × 0.8 (utilizando el coeficiente simultáneo) = 3.84 | 4.6 |
V. Sugerencias de optimización
- Optimización Selección
- Se prefieren elementos de bajo consumo de aire, como cilindros delgados (15 – 20% de ahorro de energía en comparación con los modelos estándar).
- El suministro de aire centralizado se utiliza para reducir la pérdida de presión de la tubería de rama.
- Optimización operativa
- Implementar el control de presión de zona, la operación de reducción de presión en el período no productivo (cada reducción de 0,1 MPa, ahorro de energía de aproximadamente 7%).
- Establecer una plataforma de monitoreo de consumo de gas y mostrar los datos de consumo de gas de cada equipo en tiempo real.
- Mantenimiento Gestión
- Realizar la prueba de retención de presión de la tubería cada trimestre (caída de presión ≤ 0,02 MPa / h).
- Reemplazar los componentes antiguos, como la actualización de la válvula solenoide ordinaria a un tipo de ahorro de energía (caída de presión reducida en un 50%).
VI. Tratamiento de condiciones especiales
- Equipo de gas de pulso(por ejemplo, una máquina de blasting)
- Utilice el método de conversión “Pico-Medio “:
(D es el ciclo de trabajo, si el tiempo de voladura representa el 30%, entonces D = 0,3)
- Utilice el método de conversión “Pico-Medio “:
- Equipo de condiciones variables(por ejemplo, centro de mecanizado CNC)
- Cálculo por etapas:
(t1 es la proporción del tiempo de espera, t2 es la proporción del tiempo de procesamiento)
- Cálculo por etapas:
Conclusiones
El cálculo del consumo de gas del equipo debe seguir el sistema de cálculo de tres niveles de “medida a nivel de componente → modelado a nivel de sistema → corrección de condiciones de trabajo”. Se recomienda que las empresas establezcan una base de datos de consumo de gas del equipo y realicen un monitoreo dinámico y un análisis inteligente combinado con la tecnología de Internet de las Cosas para proporcionar soporte de datos para la transformación de ahorro de energía del sistema de aire comprimido. Mediante la optimización de la selección de modelos, el control de operación y la gestión de mantenimiento, la eficiencia energética del sistema se puede mejorar en un 15% -30%, y el período de recuperación de la inversión generalmente es de 1 – 2 años.