压缩空气站设计规范 空压机房设计规范2013

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目前,现行国家标准GB 50029-2014《压缩空加气站设计规范》是国家质监总局和住房和城乡建设部颁布的工程设计标准,用于规范各类工矿企业压缩空加气站的工程设计。本标准对空压气站(房)的设施和布局做了详细的要求,其中有些是强制性的,有些是推荐性的指标。理解这个标准对于掌握整个压缩空气体系统的安装和布置非常重要。以下是对该标准的一些梳理和解读。

1、适用范围

GB 50029-2014压缩空加气站设计规范:电力驱动的活塞式空气体压缩机、隔膜式空气体压缩机、螺杆式空气体压缩机、离心式/[/k0。

不适用于地下、洞内等特殊场所的压缩空加气站和压缩空输气管道的设计。

2、强制性条款

(1)活塞式空压气机和隔膜式空压气机后应设储气罐,出气口与储气罐之间应设冷却器;每个活塞空气体压缩机或隔膜空气体压缩机不应共用后冷器和储气罐。除用户对压缩空气体的温度有特殊要求外,离心空气体压缩机出口应设置后冷却器。

(2)不同压力的空气体压缩机串联运行时,两台空气体压缩机之间应设置缓冲罐,后置空气体压缩机后应设置储气罐。缓冲罐的容积应根据高低压压缩机之间的进排气流量平衡来匹配。

(3)活塞式空气体压缩机、隔膜式空气体压缩机和储气罐之间应安装止回阀;空在气体压缩机和止回阀之间,应设置排气管,排气管上应设置消声器。活塞空气体压缩机、隔膜空气体压缩机和储气罐之间不应安装截止阀。当需要安装切断阀时,必须在空气体压缩机和切断阀之间安装安全阀。

(4)离心空气体压缩机的排气管应装有止回阀和切断阀。在空气体压缩机和止回阀之间,应安装排气管空,排气管上应安装喘振控制阀和消声器。

(5)离心式空气体压缩机应配备高位油箱或其他设施,以保证机器空转时的供油。

(6)储气罐上必须安装安全阀。在储气罐和供气总管之间应该安装一个截止阀。

(7)工作压力≥10MPa的压缩空加气站的配气平台、储气罐和瓶装装置应布置在单独的房间内,房间内不得布置其他无关设备。

(8)空空压机组的联轴器和皮带传动部分必须配备安全防护设施。

(9)工作压力≥10MPa的压缩空加气站与其他建筑物相邻时,隔墙应为无门窗洞口的钢筋混凝土防护墙;防护墙的厚度不应小于200毫米。

(10)压缩机空加气站机房通向室外的门应保证安全疏散、方便进出和操作管理。离心空压气站的安全出口不应少于两个,其中一个必须直接在室外;在双层布置的情况下,运转层应有通向室外地面的安全梯。

(11)对于工作压力≥10MPa的压缩空加气站,机房、配气平台间、储气罐间、瓶装间等房间之间的隔墙应为钢筋混凝土防护墙;防护墙的厚度不应小于200毫米。

(12)压缩空加油站使用的手提灯,电压不应超过36V;储气罐内空气体压缩机金属平台上使用的行灯电压不得超过12V。

(13)压缩空加气站的热工报警信号和自动保护控制装置应按要求安装。有集控室时,需安装的热工报警信号应接入集控室。应在控制室和机器旁边设置空气体压缩机的紧急停止按钮。

(14)离心空气体压缩机应配备以下控制系统:进气控制系统;机组防喘振控制系统;排气压力稳定控制系统或稳定流量控制系统。

(15)工作压力≥3.2MPa的压缩空加气站不应布置在地下室、半地下室和地面,机房和储气罐室应为单层,地面不应布置与压缩空加气站无关的设备设施。

*注:以上项目为必填项。第(1) ~第(3)项是由于活塞式空气体压缩机和隔膜式压缩机都是往复式的,它们的工作特性决定了它们的排气有空气脉冲。因此,需要安装缓冲罐、止回阀等。,然后有必要冷却排气温度。(4)第(5)条对离心式空气体压缩机做了单独规定,目的是保证离心式压缩机的稳定运行。(6)~(14)主要针对与安全生产有关的内容。

3、部分推荐性条款和解读

(1)压缩空加气站布置

配备活塞式空压气机、隔膜式空压气机或离心式空压气机的压缩式空加气站,当单机额定功率大于等于75kW或机组总数大于3台时,应为独立建筑。当压缩空加气站与其他建筑物相邻或位于其他建筑物内时,应采用围墙分隔,空气体压缩机宜采用外墙布置。位于多层建筑内的空气体压缩机应布置在底层。

*注:主要考虑这几类空气体压缩机运行时噪音较大。

(2)工艺系统

(1)对于如何选择空气体压缩机的型号和数量以及不同空气体净化等级和压力的供气系统,本规范给出了推荐要求:

a)活塞式空气体压缩机、隔膜式空气体压缩机或螺杆式空气体压缩机的数量应为3-6台(套);单机额定功率大于300kW时,不宜选用单级喷油螺杆式压缩机;对于空工作压力≤1.6MPa的气体压缩机组,正常负荷下供气压力波动范围不应超过0.05MPa;当负荷变化频繁时,应选用1-2台空变容量或变频等节能气量调节功能的气体压缩机;对于具有相同空气体净化等级和压力的供气系统,不应有超过三种类型的空气体压缩机。

*注:目前国内产量最大、应用最广的机型应该属于单级喷油螺杆式压缩机组,但其比功率通常高于活塞式压缩机和离心式压缩机(功率较高时),能量浪费比较大,不建议使用300kW以上的单级喷油螺杆式压缩机。

在实际运行中,用户用气量经常发生变化,引起管网和压缩机出口压力波动。为了保证使用压力,压缩机的排气压力通常设置得高于所需压力,这也带来了额外的功耗。因此建议增加1 ~ 2 空变容量或变频等节能气量调节功能的气体压缩机。

b)离心空气体压缩机数量宜为2 ~ 5台,采用同一型号;每台单机运行时的体积流量不应小于额定体积流量的70%。

*注:虽然离心空气体压缩机防喘振的措施和能力比较完备,但低负荷导致的效率降低也是需要解决的问题。离心空气体压缩机组在额定工况以下运行时,效率会大大降低,容易进入喘振状态。

c)工作压力≥10MPa的空气体压缩机应采用同一型号。

(2)空气体压缩机吸气系统的吸气口应安装在室外,并采取防雨措施。在夏热冬暖地区,额定功率≤55kW的螺杆式空气体压缩机、活塞式空气体压缩机和隔膜式空气体压缩机的进气口可安装在室内。风冷/[k0/]空压机组的空风冷排风除排风热回收外,还应排至室外。

*注意:风冷式空压缩机应配有导风罩,以便将热空气排出空压缩机站(室)。

(3)储气罐应布置在空气体压缩机和干燥净化装置之间。当负荷要求储气罐瞬间释放超过干燥净化装置处理能力的压缩空气体时,应在干燥净化装置后单独设置储气罐。

*注:压缩空加气站设备工艺流程中最常见的错误是将储气罐设置在干燥设备后面。主要是因为这种布置更便于操作,由于干燥机和压缩机位于同一机房,储气罐往往布置在室外,这种布置可以避免管道折返。其实正确的设计应该是将储气罐设置在干燥装置的前面。这是因为一方面储气罐有一定的油水去除功能,放在干燥净化设备前可以减轻其负担。另一方面,活塞式空气体压缩机或隔膜式空气体压缩机属于往复式压缩机,废气流量脉动大,干燥剂会直接破入吸附干燥装置,降低其使用寿命。

在空压缩机后布置一个小型储气罐进行缓冲是安全的,在净化设备后布置一个较大的产品气储气罐以满足瞬时用气需求。

(4)对于工作压力小于10MPa,单次气体处理量> > 20m /min或工作压力≥10MPa,单次气体处理量> > 3m /min的吸附干燥装置,应采用加热再生吸附干燥装置或压缩热再生吸附干燥装置。当压缩空气体的湿度等级不高于5级时,应选择冷冻干燥装置或压缩热再生吸附干燥装置。

*注:常见的压缩空气体干燥装置中,干燥装置相当于压缩机的能耗比,冷冻式约为3% ~ 5%,加热再生吸附式约为8% ~ 10%,无热再生吸附式和微热再生吸附式约为18%,压缩热再生吸附式不到1% ~ 2%。一般情况下,为了节省能耗,在选择干燥设备时,应尽量选择能耗较小的干燥设备。

⑤压缩空气体干燥装置的总处理量应根据站房的实际运行负荷进行调整。

*注:目前国内压缩空气体系统经常低负荷运行,导致压缩空气体后处理设备运行效率低下。干燥装置在设计选型时,通常是按照系统的最大负荷来配置的,一般没有变负荷调节功能。当系统低负荷运行时,干燥装置仍满负荷运行,电耗和气耗不变,导致系统运行效率下降。如果系统配备大型干燥机,集中干燥,系统运行效率会更低。因此,要求压缩空气体干燥装置的总处理能力可根据站房的实际运行负荷进行调整。通常的做法是干燥装置和压缩机一一对应配置。当一些压缩机停止时,相应数量的干燥装置也停止运行。另外,目前冷冻干燥装置和吸附干燥装置都有变负荷技术。在系统设计中,推荐使用具有负荷调节功能的干燥装置。

⑥规范建议压缩空加气站采用压缩热能回收利用装置。

*注:空气体压缩机在压缩空气体时会产生大量热量,可用于取暖、洗浴、加热锅炉给水或再生干燥剂等。技术成熟,所以规范中有规定。

(3)压缩空加气站的组成及设备布置

①压缩空储气罐的布置:宜布置在室外或独立建筑内;布置在室外时,宜布置在建筑物的背阴面,布置在向阳面时,应加遮阳;立式储气罐与机房外墙的净距不应小于1m。室内可设置工作压力< < 10MPa、含油量不低于3级的压缩空储气罐;当工作压力≥10MPa、单个容积< 10 m、含油量不低于3级的压缩空储气罐总数不超过3个时,可布置在与机房相邻的独立房间内。

②活塞式空空压机组、隔膜式空空压机组和螺杆式空空压机组应单列布置。机器间通道的宽度应根据设备操作、拆卸和运输的需要确定,其净距不应小于表85-1和表85-2的规定。

表85-1压力< 10MPa的空气体压缩机组的机器间净距

名义名称

空气体压缩机的额定体积流量Q (m/min)

Q<10

10≤Q<40

Q≥40

机房

主要通道

单行排列

1.5

2.0

双排排列

1.5

2.0

空气体压缩机单元或空气体压缩机和

辅助设备之间的通道

1.0

1.5

2.0

空气体压缩机单元和墙壁之间的通道

0.8

1.2

1.5

注:1。当需要在压缩机组与墙壁之间的通道中组装和拆卸空气体压缩机的活塞杆与十字头连接的螺母零件时,表中1.5的值应适当放大。

2.设备布置时,除保证气缸内的活塞部件、冷却器内的铁芯和电机转子或定子在检修时能取出外,余量应不小于0.5m,表中所列净距值不能满足要求时,应加大;

3.干燥装置的操作和维修通道不应小于1.5m

表85-2压力≥10 MPa空气体压缩机组机器间净距

名义名称

空气体压缩机的额定体积流量Q (m/min)

Q≤3

3<Q≤6

Q>6

机房

主要通道

单行排列

1.5

2.0

双排排列

1.5

2.0

空气体压缩机组或空气体压缩机之间

带辅助设备的通道

1.0

1.5

2.0

空气体压缩机单元和墙壁之间的通道

1.0

1.2

1.5

煤气罐之间或煤气罐和墙壁之间。

1.0

在气体分配台和墙壁之间

1.0

(3)当空气体干燥净化装置布置在压缩空加气站内时,宜布置在靠近辅助用房的一端。当用户要求压缩空气体湿度等级高于或等于2级或固体颗粒等级高于或等于2级时,应在用户处设置空气体干燥净化装置。

注意:优质压缩空气体的干燥净化设备应尽可能靠近用气点。以避免管道可能的二次污染。

(4)单台压缩机额定容积流量≥ 20m/min、总装机容量≥ 60m/min的压缩机空加气站应配备检修用起重设备,起重能力应根据空气体压缩机组检修时最重的起重部件确定。

(4)土木工程

(1)压缩机空加油站机房屋架下弦或梁底的高度应满足设备拆卸、吊装和通风的要求,净高不小于4m。在夏热冬冷、夏热冬暖地区,当机间距大于9m时,应设置天窗。

注意:站(室)的高度往往被忽略,这一点对于风冷机来说其实很重要。高度不够可能导致热风导流罩无法安装,造成站(室)内温度过高。

②空气体压缩机的基础应根据环境要求采取隔振或减振措施。双层布置的离心空气体压缩机的基础应与运行层分开。

(5)电气控制和仪表

①压缩空加油站机房应配备380V和220V专用维护电源。

②压缩空加油站应设置集控室。控制室应满足以下要求:

a)应位于压缩空加油站的固定端或适中位置;

b)室内设备布置应整齐、协调、统一。操作前区域应满足操作人员的工作需要。下班后应满足设备维护、检修、调试和交通的要求;

c)应有良好的通风和照明,并应采取隔音、防火、防尘、防水、防振等措施。

③压缩空加油站应采用计算机控制系统。企业配备工业电视监控系统时,压缩空加油站应设置监控点。

④当压缩空加气站对供气湿度等级有严格要求时,应配备露点仪。

(6)给水排水

(1)空气体压缩机进口冷却水压力应符合下列要求:

a)活塞式空气体压缩机和隔膜式空气体压缩机不应大于0.4MPa且不小于0.1MPa;

b)螺杆空气体压缩机不应大于0.4MPa,也不应小于0.15MPa;

c)离心式空气体压缩机不应大于0.52MPa且小于0.15MPa

(2)空当气体压缩机及其冷却器的冷却水采用直流供电时,排水温度应根据冷却水的碳酸盐硬度进行控制,且不应超过表85-3的规定。如果超过表85-3中的规定值,应软化冷却水。

表85-3排水温度

碳酸盐硬度(以CaO计算,mg/L)

排水温度(℃)

≤140

45

168

40

196

35

280

30

(7)供暖和通风

①压缩空加油站工作时,机房内最高环境温度不得高于40℃;隔音值班室或集控室、气体分配室、瓶装室的温度不应高于28℃,并应设置通风或降温装置。

*注意:当环境温度大于40℃时空气体压缩机和电机的使用寿命会大大降低,控制程度高的机组会因吸气温度高而自动停机;值班室和控制室是工作人员长期停留的地方,经常有人进入配气间进行操作。根据现行的《工业企业设计卫生标准》,温度不应高于28℃。

②空气体压缩机在室内吸气时,应在压缩空加油站的机房外墙上设置进风口,其流通面积应满足空气体压缩机吸气和设备冷却的要求。

(3)压缩空加气站内设备通风管道阻力损失超过设备风机压头时,应设置通风机。通风管道中不使用通风机时,风速应为3m/s ~ 5m/s;使用通风机时,风速应在6 m/s ~ 10 m/s

(8)压缩空气体管道

①输送饱和压缩空气体的管道应配有能排出管道系统中积聚的冷凝水的装置。对于有坡度的管道,坡度不应小于0.002。

②压缩空气体管道及附件的材料选择应符合下列要求:

a)压缩空气体固体颗粒等级或湿度等级不高于5级的管道可采用碳钢管;

b)固体颗粒等级或湿度等级高于5级且不高于3级的干燥净化压缩空气体管道可采用热镀锌钢管或不锈钢管;

c)压缩空气体固体颗粒等级或湿度等级高于3级的干燥净化压缩空气体管道应采用不锈钢管或铜管;

d)管道附件的强度、密封性、耐磨性和耐腐蚀性应与管道相匹配。

(3)对于工作压力小于1.6MPa的压缩空气体管道系统,从空气体压缩机出口到最不利点的压力损失不应超过空气体压缩机排气压力的10%。

*注:管道系统设计不当容易导致压降过大,浪费能源。有资料建议空气体压缩机管网压降应控制在10%以内。

(4)车间框架空压缩气体管道与其他框架空管道的净距不应小于表85-4的规定。

表85-4车间机架空压缩空燃气管道与其他机架空管道的净距(m)

名字

水平净距

交叉净距

给排水管道

0.15

0.10

非气体管道

0.15

0.10

热导管

0.15

0.10

煤气管

0.25

0.10

氧气管

0.25

0.10

乙炔管

0.25

0.25

带导线的电线管。

0.1

0.1

电缆

0.5

0.5

裸导线或滑动接触线

1.0

0.5

注:1。当电缆在交叉处有防止机械损伤的保护措施时,交叉净空可降至0.10m;

2.当压缩空输气管道穿越裸线或滑触线需要经常维护时,穿越净距应为1.00米..

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