文档介绍：压空缓冲罐和真空缓冲罐容积的确定
压空缓冲罐和真空缓冲罐在化工、医药和机械加工等行业广泛使用，其作用是降低空气系统的压力波动，保证系统平稳、连续供气。压空缓冲罐一般设置在空压机出口和用气点，设置在空压机出口的缓冲罐主要是为了降低空压机式或离心式空压机，空压机出口气压稳定，空
压站空气缓冲罐也可不设。
如果用气点用气量发生变化，比如排气流量Q2比进气流量Q1增大AQ,此时压空缓冲罐的的压力Pt逐渐下降，当压力波动不大时，该过程等效于储气罐供气工况，供气流量为AQ,可以用式7计算缓冲罐的容积。式7中供气时间为从缓冲罐压力降低开始，到空压机自动调节并加大供气流量，缓冲罐压力开始升高的这段时间。
由于排气量的增大，缓冲罐压力开始降低，传递到空压机出口处的压力检测仪表，对于恒压控制的空压机(常用的控制方式)，自动调节空压机进气口阀门，增大供气量，由于空气为可压缩气体，到达用户缓冲罐有一定的延迟，延迟时间为T,此刻用户缓冲罐的压力
降到最低值，随后开始逐步升高。延迟时间T除了和自动执行机构的响应及动作时间有关外, 还和自空压机到压空缓冲罐的管线距离有关。空压机的排气到达用户缓冲罐是一个变压力变流量的动态过程，本文近似按照管长除以空气流速，求得压缩空气达到稳定供气时的延迟时间。
下面以实例说明作为储气罐和稳压罐使用时，压空缓冲罐容积的计算。示例二：作为稳压罐使用时压空缓冲罐容积的确定
某工段多个设备使用压缩空气，平均压缩空气的流量为10Nm3/min, MPa, 在操作过程中有的用气点为间歇用气，导致用气量波动，要求波动幅度小于30%，供气压 MPa，同时空压机到压空缓冲罐的供气管线总长为600m,问需设置多大容积的压空缓冲罐能满足生产要求。
解：流量波动为30%,相当于进入缓冲罐的空气流量比缓冲罐排出的流量少（增加时计算方法相同）3 Nm3/min,等效于压空储罐以3 Nm3/min的流量供气，由于压力波动不大，近似按照恒压恒流量考虑,利用式7计算压空缓冲罐容积。
空压机恒压控制响应延迟时间取1mim,压缩空气的流速取10m/s,流量延迟时间为600 三10=60s=1min,故仁2min。等效于式7中压力降低到波动压力时供气时间为2min。
又 S=AQ==3 Nm3/min,
P
v= pz°p S 仁
12
按照式 7,
101325
( - ) X106 X3X2=‘
故设置3m3的压空缓冲罐能满足生产要求。
真空缓冲罐容积、排气时间与压力的变化关系
真空缓冲罐随着气体被真空泵逐渐抽出,压力逐渐降低,过程中排气的流量保持不变,
摩尔流量逐渐减少。图2为2BE1 305-1型水环真空泵的性能曲线，由图可已看出，从
图 2 2BE1 305-1 型水环真空泵性能曲线
在本工况下，抽气流量Q为常量，由式3积分得抽气时间计算式：
Vp
t — In ―3- （8）
Q P2
Qt
或 V= （9）
In丄
P2
式中：
Pl：缓冲罐起始压力（绝压），Pa；
P2：缓冲罐终点压力（绝压），Pa。
式 8 用于计算对真空缓冲罐抽气，压力由 Pl 下降到 P2 时所需的时间。
图 3 为真空系统流程：
图 3 真空系统流程
对图3进行分析，图中容积为Vnl，Vn2, Vnn的真空干燥机处于工作状态，压力为P3 （绝压），真空缓冲罐容积为V,接入容积为V］的真空干燥机，系统压力上升为P2，设
i=l
Vni，
(10)
(11)
(12)
根据气体状态方程有：
P1(V+V0)=n1RT
P0V1=n2RT
P2(V1+V0+V)=(n1+n2)RT
将上式整理得：
VV
(13)
(14)
△P=P2-Pi = (Po-P2)V -(P2-Pi)*
P - P
或 V+V0^PPT]P V1
21
式中：
P0：标准大气压，101325Pa；
n系统内空气的摩尔数。
式13用于计算当真空系统接入容积为£的设备时压力的波动值，式14用于计算满足波动要求时真空缓冲罐的容积。
上述公式在推导过程中假定各设备的温度相同，做了简化处理，同时应满足气体压强在
133〜101325Pa范围的真空系统，对小于133Pa的高真空管路，上述公式不适用。
下面以实例说明作为稳压使用的真空缓冲罐容积、压力波动及恢复时间的确定。示例三：
如图3所示，4台1m3的真空干燥机有3台处于工作状态，，真空缓冲罐容积3m3,真空干燥机装料系数为40%，接入第4台干燥机后，问压力波动为多少？