1、压 空 缓 冲 罐 和 真 空 缓 冲 罐 容 积 的 确 定王绍宇(中 核 第 四 研 究 设 计 工 程 有 限 公 司 ， 河 北 石 家 庄 050021)【摘要】本文介绍了制药行业压空缓冲罐和真空缓冲罐容积的计算公式，并结合实例对储气罐、稳压罐的容积计算方法、组合方式进行了讨论，同时对缓冲罐的气液分离效果及设备直径的确定给出了计算方法。【关键词】压空缓冲罐、真空缓冲罐、气液分离。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出口压力
2、的脉动及分离压缩空气中的水。对于往复式压缩机，空压机出口空气缓冲罐的容积一般取空压机每分钟流量（Nm 3/min）的 10%左右1，而对于离心式或螺杆式离心机，由于其排气口气压比较稳定，空气缓冲罐的作用主要是分离冷凝水，其尺寸及容积按照分离冷凝水的要求确定；而设置在用气点的空气缓冲罐，其作用是调节用气负荷，降低不同用气点由于用气量变化而引起的系统压力波动，保证生产装置的正常运行；真空缓冲罐的作用是分离气体中的水分及稳定系统压力，一般设置在真空泵入口。本文根据压空缓冲罐和真空缓冲罐的功能及使用要求，通过分析计算，给出确定压空缓冲罐和真空缓冲罐容积的计算方法。1.气体缓冲罐的计算模型对于常温、低压
3、的压空系统，可以用理想气体状态方程 PV=nRT 描述气体的体积、压力的变化。缓冲罐向用户供气，缓冲罐内空气的质量减少、压力降低，此过程存在如下的微分方程式2：VdP=RTdn （1）式中：V：空气缓冲罐体积，m 3；P：系统压力(绝压)，Pa；n：系统内空气的摩尔数；T：系统温度，K。摩尔数的减少和抽气速度之间存在如下微分方程式：PQd=RTdn （2）式中：Q：抽气速率，m 3/min；：抽气时间，min。将式 2 带入式 1，得：d=Vdp/QP （3）根据上述的式 1、2 和 3，分别对压空缓冲罐和真空缓冲罐的容积及供气时间进行分析。2 压空缓冲罐容积、排气时间与压力的变化关系2.1
4、储气罐容积、排气时间与压力的变化关系氮气球罐是储气罐供气的典型案例。石油化工企业在发生火灾危险时，需要安全系统在一定时间内提供稳定的氮气，用来灭火或控制火灾的蔓延，因此需设置氮气球罐以储存一定压力和一定量的氮气，在发生火灾时，氮气球罐内的高压氮气经减压后，以稳定的压力和流量供给用气点，在此过程中，球罐压力逐渐降低。下面分析储气罐的容积和排气时间与压力的变化关系。由式 2 可得到：PQ=RT(dn/d) （4）式中 dn/d 为储气罐排气的摩尔流量，单位 mol/min，排气在恒压、恒流量的情况下，dn/d 为一常数。若用户要求供气流量为 S（Nm 3/min，标准状态下的流量） ，P0 为标准大气压，101325Pa，则不难求出 dn/d=P0S/RT，带入式 4，得 PQ=P0S，带入式 3，d= Vdp/SP0 （5）对式 5 积分，得
