CO2集中供气介绍.doc.doc

CO2集中供气的方案选择概述 CO2气体的概述： CO2分为固态、液态、气态三种。CO2气体受压后，会变成液态，其密度相对温度而变，但温度低于-11℃时，比水重，当温度高于-11℃时，比水轻。纯CO2气体是无色，略带有酸味的气体液体二氧化碳密度1.1克/厘米3。液体二氧化碳蒸发时或在加压冷却时可凝成固体二氧化碳，俗称干冰，是一种低温致冷剂，密度为1.56克/厘米3。低温类液态二氧化碳 是不允许加压储存的，如果加压储存的，则不是低温的，而是加压使其液化的方式获得的液态二氧化碳，这个必须保证小于二氧化碳临界温度（30左右）超过临界温度之后汽化导致容器裂1.97kg/m3（密度）/1000 =40.188kg/天 每瓶CO2钢瓶气体量为25kg，实际每天生产24小时，单台CO2焊机需1.6满瓶CO2气，实际车间每天集中更换一次气瓶，所以汇流排即按多少个用气点乘以1.6瓶（按3班生产制），圆整后，即为所需汇流排的瓶数。此瓶数配置同时要兼顾到CO2液态转气态的吸热特性，即钢瓶自气化能力（低温液体的汽化率），常温下一般单瓶CO2为汽化流量为1200L/h，由此可见过少的CO2钢瓶易导致终端供气量不足，过于频繁更换钢瓶。 自动切换系统： 自动切换气体汇流排则专为提供不间断供气的要求而设计，通过设定下限报警值，当主供气瓶组压力降低至设定压力时，系统开始进行切换，主供气瓶组端自动关闭，备用气瓶组端开始供气，人员同时可以对主供气空瓶组进行更换，实现不间断供气功能。由于空瓶的使用极限压力为0.980MPa，所以切换的压力设置为0.8~1MPa比较合理。 汇流排的技术参数： 低温液体汇流排的最大流量取决于低温液体钢瓶的汽化率，由于单台焊机的耗用量2.364kg/h，则最所需流量为N（焊机数）x2.364/1.97=1.2*N (m3/h)；因为CO2管道的泄漏率为每小时小于0.5%，所以最大流量为：1.2*（1+0.005）*N (m3/h)。 最大输入压力 (MPA) 适用气体 输出压力 (MPA) 最大输出流量(m3/h) 出气联结形式 20 非腐蚀性气体 0.07-1.2 1.2*（1+0.005）*N Rc 1” 活接式球阀 CO2气体过滤： 由于CO2气体是工业产品，其中混含有大量的杂质，如果在减压前不进行过滤处理，其杂质很容易堵塞减压仪表等，所以一般采用两层过滤装置，一是在瓶口与汇流排连接的高压软管两端各装有过滤装置，二是在汇流排进入自动切换箱前装有过滤角阀装置，进行二次过滤。 终端箱： 终端箱为集中供气的用户端，其使用为0.35MPa的流量计，流量范围为15~20L/min。终端箱支管道标准的一般为DN15。 管道设计： 通常情况下，气体的密度随压力和温度的变化很明显。对实际气体，当压力不大于10MPa时，他们应遵守理想气体状态方程。但是当气体的速度小于70m/s，且压力和温度变化不大时，也可近似地把气体当作不可压缩流体处理，其误差很小不超过2%。 管道压力和气流平均速度有个对应值，如表： 气体介质 压力范围(Mpa) 平均流速（m/s） 空 气 0.3～0.6 10～20 0.6～1.0 10～15 1.0～2.0 8～12 2.0～3.0 3～6 CO2集中供气的压力为1.0左右，故选择平均流速选择12 m/s。 A、管径选择： Q流量=V*S V——气体流速（一般CO2镀锌管路选12m/s） S——镀锌管道截面积（m2） 则： 考虑到弯头及管路损失，实际管道为计算管道的1.2倍，并按国标镀薪管进行圆整选择。 B、管壁厚度： 管壁厚度取决于管道内气体压力。低压管道，可采用碳钢、合金钢焊接钢管；中压管道，通常采用碳钢、合金钢无缝钢管。其壁厚可近似按薄壁圆筒公式计算： = 　　　 ——为管内气体压力（MPa）； ——为强度安全系数， [σ]——为管材的许用应力（MPa）， ——为焊缝系数，无缝钢管=1，直缝焊接钢管=0.8； ——为附加壁厚（包括：壁厚偏差、腐蚀裕度、加工减薄量），为简便起见，通常当＞6mm时，≈0.18；当≤6mm时， =1mm。 当管子被弯曲时，管壁应适当增加厚度，可取 =　　　　　　　　　　　　　　 式中，为管道外径；为管道弯曲半径。 共 5 页 第5页 5