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眾所周知，從空氣壓縮機排出的壓縮空氣是含有大量水、水蒸氣，在經(jīng)過儲氣罐、過濾器、冷干機、吸干機等設(shè)備后，進入供氣管道中的壓縮空氣一般都是飽和的，但在輸氣過程中產(chǎn)生的溫度降落會產(chǎn)生冷凝水在管內(nèi)積存，這部分水若隨壓縮空氣進入氣動系統(tǒng)的設(shè)備中，將對氣動系統(tǒng)正常運行造成隱患或損壞設(shè)備。

若進入用氣工藝流程中將會影響產(chǎn)品的品質(zhì)，甚至是危害人的生命安全，比如：在醫(yī)療系統(tǒng)中;滯留在管道中會形成冰堵，影響輸送效率;同時，管壁受到液態(tài)水的侵蝕會腐爛，管道連接件熱脹冷縮引起松動等引起管道泄漏，造成泄漏損失。(注：經(jīng)過吸干機處理后的壓縮空氣中含水量會更低。)

為此，在設(shè)計與鋪設(shè)壓縮空氣輸氣管道時，我們根據(jù)《壓縮空氣站設(shè)計規(guī)范》將管道鋪設(shè)一定的傾斜角度和在管道上設(shè)置排水閥來排除這部分冷凝水，但該規(guī)范并未說明是否是所有的管都應(yīng)該是傾斜的。

如果是，則對于大型工廠的壓縮空氣管道鋪設(shè)將是一大難題;也未說明在何處設(shè)置排水閥比較合適，設(shè)置的太多會增加施工難度，設(shè)置的太少則排水效果不好。因為，管道中的水，主要是由于管程溫度降產(chǎn)生的，為此，本文簡要分析一下管程溫度降，以及管道泄漏所造成的損失會有多大。

1、主管路中壓縮空氣的溫度降

在壓縮空氣輸氣主管道中，空氣流速一般都不太大，約16～18m/s，因傳輸過程中壓縮空氣溫度降低的主要原因是與環(huán)境介質(zhì)熱交換引起的。在空壓機出口處，壓縮空氣溫度最高，隨著輸送距離的延長，由于熱交換的進行而導(dǎo)致壓縮空氣溫度不斷下降，在一定條件下就會產(chǎn)生凝結(jié)水。

對于非熱絕緣的金屬管道，若不考慮傳熱面上的污染對散熱的影響，在給確定管道長度上的壓縮空氣的溫度降低：

式中：

T0，Tx——分別為管道起始端和計算段末端壓縮空氣的溫度，K；

Ta——環(huán)境溫度，K；

x——計算段管長，m；

Cp——空氣的定壓比熱，kJ/（kg·K）；

qm——通過管道的自由空氣質(zhì)量流量，kg/h；

a1,a1——分別為由空氣到金屬和由金屬到環(huán)境空氣的散熱系數(shù)，W/（m2·K）；

dr,dR——分別管道的內(nèi)徑和外徑，m；

——金屬管道壁的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·K);

其中散熱系數(shù)可由表1查得：

2、局部流阻處的溫度降

氣動元件中大多數(shù)流阻的特性是壓力降很小，這時進口和出口的溫度可取同一值。但在有些元件（減壓閥、節(jié)流孔）中，由于壓縮空氣在元件出口處顯著膨脹，其溫度下降劇烈，收縮孔附近有可能造成水分冷凝甚至結(jié)冰。

收縮孔出口處的氣體溫度可由下式確定（約）：

式中：

P1和T1——分別為收縮孔前壓縮空氣的壓力和溫度；

P2和T2——分別為收縮孔后壓縮空氣的壓力和溫度；

——阻力系數(shù)，取決于許多因素；

k——比熱比，壓縮空氣 k=1.4；

離開收縮孔一段距離后，管道中空氣流速又降到接近于收縮孔前的速度，溫度也會增到接近于原來的溫度。在壓力降同時，溫度升高又會引起冷凝水的蒸發(fā)和降低相對濕度。

空氣通過毛細管流動時會產(chǎn)生節(jié)流作用，節(jié)流后的空氣濕度：

對于工業(yè)企業(yè)系統(tǒng)的壓力和溫度范圍，可取a=1.6～2.5（K/MPa）

在長的毛細管中，由于摩擦力和環(huán)境溫度的熱交換影響很大，毛細管出口處溫度可以認為就等于環(huán)境介質(zhì)的溫度Ta。若此時，如果Ta

基于理論分析，我們在壓縮空氣管道設(shè)計與鋪設(shè)時，就有了理論測算工具，可以進行更科學(xué)的管網(wǎng)設(shè)計與鋪設(shè)。經(jīng)過理論分析與測算的管網(wǎng)或路也許比經(jīng)驗鋪設(shè)的管網(wǎng)好一點。但也許就是這么一點點，用氣末端的水會少很多，這就是專業(yè)與不專業(yè)的區(qū)別。

壓縮空氣輸送管道發(fā)生泄漏，不僅會造成極大的能源浪費，還會導(dǎo)致其他運行損失，如壓力下降帶來的不利影響。對壓縮空氣系統(tǒng)進行統(tǒng)計分析的結(jié)果表明：系統(tǒng)泄漏量經(jīng)常占到系統(tǒng)產(chǎn)氣量的20%～30%，這些泄漏產(chǎn)生的原因主要是管理不善，并隨著年限的增加泄漏量會越來越大(見下圖)，如：管道被腐蝕而破損泄漏、管件連接處松動、使用不當、用氣設(shè)備和設(shè)施的泄漏。那么泄漏處的泄漏量又是如何測算呢?

1.管道壓縮空氣泄漏G的估算：

式中：

G1——空氣泄漏量，NL/min；

D——泄漏孔直徑，（mm）；

——孔的形狀系數(shù)，取0.9；

P1——供氣表壓力，kgf/cm2；

當空氣泄漏量按Nm3/h計算，供氣壓力為MPa時，公式可換算為：

式中：P——管內(nèi)空氣的絕對壓力，bar;

例：當孔徑為3mm，管內(nèi)空氣的絕對壓力為0.5MPa時，每小時的泄漏空氣量為：

基于以上公式，給出了一些經(jīng)驗值如表2，可根據(jù)泄漏孔徑大小，直接查表得出泄漏量，也可根據(jù)表3推算出具體損失費用：

2.根據(jù)經(jīng)驗，當縫隙泄漏，能聽到泄漏聲的情況下，一般泄漏量即可達到5NL/min，即0.3Nm3/h。

壓縮空氣是極其寶貴的優(yōu)質(zhì)能源，不僅在壓縮空氣轉(zhuǎn)換效率（根據(jù)測算，其熱效率僅為19.9%）、輸送效率低，而且費用比較昂貴，減不壓縮空氣泄漏，有很大的經(jīng)濟效益。

總之，隨著市場對壓縮空氣品質(zhì)與穩(wěn)定性的要求越來越高，管道的管程溫度降在壓縮空氣中制造水分，腐蝕管道造成泄漏，產(chǎn)生其他微生物污染壓縮空氣以及其它原因?qū)е滦孤┒疾环犀F(xiàn)代企業(yè)管理的要求。為此，可以通過選擇更好的管材（如不銹鋼管材）、更優(yōu)的設(shè)計、更規(guī)范的施工以及更規(guī)范的管理來提升輸氣管道的技術(shù)質(zhì)量與管理質(zhì)量。