計算儀表系統所需壓縮空氣量需綜合考慮儀表類型、數量、工作模式、系統損耗及備用需求等因素。以下是詳細的計算步驟和示例：
一、計算步驟
1. 確定儀表類型及耗氣量
不同儀表的耗氣量差異顯著，需分類統計：
- 氣動調節閥：
- 單座閥：0.3~0.5 Nm³/h（標準立方米每小時）
- 雙座閥：0.5~0.8 Nm³/h
- 角型閥：0.4~0.6 Nm³/h
- 氣動執行機構：
- 薄膜式：0.2~0.4 Nm³/h
- 活塞式：0.5~1.0 Nm³/h
- 氣動控制器：
- 定位器：0.1~0.2 Nm³/h
- 過濾器/減壓閥：0.05~0.1 Nm³/h
- 其他氣動設備：
- 氣動馬達：根據功率計算（如1kW約需0.3 Nm³/min）
- 氣缸：按行程和缸徑計算（如缸徑50mm、行程100mm的氣缸，單次動作耗氣量約0.25L，頻率需換算為Nm³/h）
示例：
若系統包含10臺氣動調節閥（單座閥，0.4 Nm³/h/臺）、5臺薄膜式執行機構（0.3 Nm³/h/臺）、20個定位器（0.15 Nm³/h/個），則基礎耗氣量為：
10×0.4+5×0.3+20×0.15=4+1.5+3=8.5Nm³/h
2. 統計儀表數量及工作時間
- 連續運行儀表：如調節閥、定位器，按100%時間計算。
- 間歇運行儀表：如氣動開關閥，需估算動作頻率（如每小時動作5次，每次耗氣0.1 Nm³，則每小時耗氣5×0.1=0.5Nm³/h）。
- 備用儀表：通常按實際運行數量的10%~20%預留。
示例：
若系統有5臺間歇運行的氣動開關閥（每小時動作3次，每次0.1 Nm³），則間歇耗氣量為：
5×3×0.1=1.5Nm³/h
總基礎耗氣量更新為：8.5+1.5=10Nm³/h
3. 考慮系統損耗
壓縮空氣在傳輸過程中存在泄漏和壓力損失，需增加損耗系數：
- 泄漏率：通常取10%~30%（老舊系統可能更高）。
- 壓力損失：若系統壓力高于儀表需求（如空壓機輸出0.8MPa，儀表需求0.6MPa），需通過減壓閥調整，但耗氣量不變。
示例：
取泄漏率20%，則修正后耗氣量為：
10×(1+20%)=12Nm³/h
4. 預留備用容量
為應對未來擴容或突發需求，建議預留10%~20%的余量：
- 備用容量：12×15%=1.8Nm³/h
- 最終需求：12+1.8=13.8Nm³/h
二、關鍵影響因素
- 儀表工作模式：
- 連續運行儀表耗氣量穩定，間歇運行儀表需按動作頻率計算。
- 示例：氣動馬達若連續運行，耗氣量需按功率換算（如1kW≈0.3 Nm³/min，即18 Nm³/h）；若間歇運行，需按實際運行時間折算。
- 系統壓力：
- 儀表耗氣量通常以標準大氣壓（1bar，0.1MPa）下的體積表示。若系統壓力高于標準，需按實際壓力修正（如0.8MPa下，實際耗氣量=標準耗氣量×0.8/0.1=8倍，但通常儀表需求已考慮壓力，無需額外修正）。
- 環境溫度：
- 溫度影響空氣密度，但儀表耗氣量通常以標準溫度（20℃）為基準，實際計算中可忽略溫度影響。
- 空壓機效率：
- 空壓機實際產氣量可能低于額定值（如額定10 Nm³/min，實際8 Nm³/min），需根據空壓機性能曲線調整。
三、計算公式總結
Q總?=(i=1∑n?Qi?×ti?)×(1+L)×(1+R)
- Qi?：第i類儀表的單臺耗氣量（Nm³/h）。
- ti?：第i類儀表的運行時間占比（連續運行為1，間歇運行按頻率折算）。
- L：系統泄漏率（10%~30%）。
- R：備用容量（10%~20%）。
簡化版（連續運行儀表為主）：
Q_{\text{總}} = Q_{\text{基礎}} \times 1.2 \, \text{（泄漏20%）} \times 1.15 \, \text{（備用15%）}
四、實際應用建議
- 分類統計：按儀表類型建立表格，明確單臺耗氣量、數量及運行模式。
- 動態調整：根據生產負荷變化（如部分儀表停用）實時修正耗氣量。
- 選型匹配：選擇空壓機時，額定產氣量應略高于計算值（如計算13.8 Nm³/h，可選15 Nm³/h機型）。
- 節能優化：通過變頻控制、泄漏檢測等措施降低實際耗氣量。
示例表格：
| 儀表類型 |
單臺耗氣量（Nm³/h） |
數量 |
運行模式 |
基礎耗氣量（Nm³/h） |
| 氣動調節閥 |
0.4 |
10 |
連續 |
4.0 |
| 薄膜執行機構 |
0.3 |
5 |
連續 |
1.5 |
| 定位器 |
0.15 |
20 |
連續 |
3.0 |
| 氣動開關閥 |
0.1（每次） |
5 |
每小時3次 |
1.5 |
| 總計 |
- |
- |
- |
10.0 |
最終需求：10×1.2×1.15=13.8Nm³/h
