Comment calculer la consommation de gaz d’un appareil
Méthode de calcul de la consommation de gaz de l’équipement et guide de mise en œuvre
Le calcul précis de la consommation d’air de l’équipement est un élément clé pour optimiser le système d’air comprimé et réduire le coût d’exploitation. Voici une méthode de calcul systématique basée sur les pratiques d’ingénierie et les normes techniques :
I. Acquisition des paramètres de base
- Documents techniques de l’équipement
- Consultez la « liste des composants pneumatiques » dans le manuel de l’équipement pour enregistrer le modèle et la consommation d’air nominale de tous les composants pneumatiques. Par exemple, la formule de consommation d’air du cylindre standard de type SMC est :
(Q est la consommation d’air m3 / min, D est le diamètre du cylindre m, S est la course m, P est la pression de travail MPa) - Enregistrer la pression de fonctionnement de conception de l’équipement (généralement indiquée comme paramètre « pression d’air de fonctionnement », en MPa).
- Consultez la « liste des composants pneumatiques » dans le manuel de l’équipement pour enregistrer le modèle et la consommation d’air nominale de tous les composants pneumatiques. Par exemple, la formule de consommation d’air du cylindre standard de type SMC est :
- Vérification de la méthode de mesure
- Installez un débitmètre massique de type thermique (précision de la plage ± 1%) à l’entrée d’air de l’équipement et enregistrez en continu les données de consommation de gaz pendant 72 heures.
- Tracer une courbe « temps-débit » pour identifier les pics de consommation de gaz (généralement lors de la phase de démarrage) par rapport aux valeurs à l’état d’équilibre.
Méthode de calcul partiel
- Calcul de la consommation d’air pour les composants pneumatiques
- Élément de fonctionnement continu(par exemple, moteur pneumatique) :
(P est la puissance de l’arbre kW, V est la puissance spécifique kW / m3 / min, n est la vitesse de rotation tr / min et η est l’efficacité mécanique) - Élément de fonctionnement intermittent(par exemple, cylindre de serrage) :
(qi est la consommation d’air d’une seule action, ti est la fréquence d’action / minute)
- Élément de fonctionnement continu(par exemple, moteur pneumatique) :
- Évaluation de la quantité de fuite de pipeline
- Utilisez le détecteur de fuite à ultrasons, conformément à GB / T 26204 “Classification et méthode de détection des fuites de tuyaux d’air comprimé” :
- Microfuite : ≤ 0.5L / min
- Petite fuite : 0,5-2L / min
- Fuite intermédiaire : 2 – 10L / min
- Fuite élevée : > 10L / min
- Calcul de la quantité totale de fuite :
(Li est le débit de chaque point de fuite, Ki est le coefficient de correction de la pression)
- Utilisez le détecteur de fuite à ultrasons, conformément à GB / T 26204 “Classification et méthode de détection des fuites de tuyaux d’air comprimé” :
III. Modèle de calcul complet
-
Consommation d’air d’un seul appareil
(S est le facteur de sécurité, il est recommandé de prendre une valeur de 0,1 – 0,2) -
Consommation de gaz pour plusieurs systèmes d’équipement
(Ci est le coefficient d’utilisation simultanée, K est le coefficient de perte de tuyauterie, généralement de 1,1 – 1,3)
Exemple de calcul de scénario d’application typique
| Type d’équipement | Paramètre Setup | Procédure de calcul | Résultats (m3 / min) |
|---|---|---|---|
| Machine de forage automatique | 3 broches pneumatiques (une seule consommation d’air de 0,8 m3 / min) | 0,8 × 3 × 1,2 (facteur de sécurité) = 2,88 | 3.2 |
| Système robotique | Servo-cylindre à 6 axes + générateur de vide | (0.3× 6 + 0,5) × 1,1 = 2,53 | 2.8 |
| Ligne de production de spray | 4 pistolets de pulvérisation (une seule consommation d’air de 1,2 m3 / min) | 1,2 × 4 × 0,8 (utilisation simultanée du coefficient) = 3,84 | 4.6 |
V. Suggestions d’optimisation
- Optimisation de la sélection
- Les composants à faible consommation d’air, tels que les cylindres minces (15 – 20% d’économie d’énergie par rapport aux modèles standard), sont préférés.
- Le mode d’alimentation en gaz centralisé est adopté pour réduire la perte de pression du tuyau de branche.
- Optimisation des opérations
- Mettre en œuvre le contrôle de la pression de zone, la réduction de la pression pendant la période non productive (par réduction de 0,1 MPa, économie d’énergie d’environ 7 %).
- Établir une plate-forme de surveillance de la consommation de gaz pour afficher les données de consommation de gaz de chaque équipement en temps réel.
- Gestion de maintenance
- Effectuer un essai de maintien de la pression du pipeline (chute de pression ≤ 0,02 MPa / h) tous les trimestres.
- Remplacez les anciens composants, tels que la mise à niveau de l’électrovanne ordinaire au type économe en énergie (chute de pression réduite de 50%).
VI. Traitement des conditions spéciales
- Appareil de gaz pulsé(par exemple, sandblast)
- En utilisant l’algorithme de conversion « Peak-Moyenne » :
(D est le cycle de service, si le temps de sable représente 30 %, alors D = 0,3)
- En utilisant l’algorithme de conversion « Peak-Moyenne » :
- Equipement de condition variable(par exemple, centre d’usinage CNC)
- Calcul par étapes :
(t1 est la proportion du temps de veille, t2 est la proportion du temps de traitement)
- Calcul par étapes :
Conclusions
Le calcul de la consommation d’air de l’équipement doit suivre le système de calcul à trois niveaux de « mesure au niveau des composants → modélisation au niveau du système → correction des conditions de travail »Il est suggéré que les entreprises établissent une base de données de consommation d’air de l’équipement et réalisent une surveillance dynamique et une analyse intelligente en combinaison avec la technologie de l’Internet des objets, afin de fournir un soutien de données pour la transformation d’économie d’énergie du système d’air comprimé. Grâce à l’optimisation de la sélection, du contrôle de fonctionnement et de la gestion de la maintenance, l’efficacité énergétique du système peut être améliorée de 15% à 30 %, et la période de récupération de l’investissement est généralement de 1 à 2 ans.