在工業生產中，壓縮空氣被廣泛應用，從機械制造到食品加工，從汽車制造到電子設備生產，壓縮空氣如同工廠的“第二電力”，支撐著各種設備的運轉。而壓縮空氣管路系統，作為壓縮空氣輸送的“血管”，其選型是否合理，直接影響著氣源效率，甚至能讓氣源效率提升或降低20%之多。因此，正確選擇壓縮空氣管路系統至關重要。

明確需求：流量、壓力與工況分析

流量計算

確定壓縮空氣的總流量是選型的第一步。要計算所有用氣設備的額定流量，并考慮它們的同時使用系數。不同行業、不同生產流程中，設備的同時使用情況差異很大。例如在自動化程度高的電子設備制造車間，設備可能同時運行；而在一些間歇性生產的工廠，設備交替運行。通常同時使用系數在0.6 - 0.9之間取值 。為應對未來可能的業務擴展，建議預留20% - 30%的流量余量。比如一家汽車零部件加工廠，當前所有用氣設備額定流量總和為50m³/min，同時使用系數取0.7，那么當前實際需求流量為50×0.7 = 35m³/min ，若考慮未來擴展，按預留25%余量計算，管路設計流量應為35×(1 + 25%) = 43.75m³/min。

壓力要求

工作壓力必須滿足用氣設備的最高需求壓力，還要加上管路中的壓力損失。一般來說，主管道內空氣流速推薦在低壓時為6 - 9m/s，高壓時為9 - 15m/s 。過高的流速會導致壓力損失過大，而過低的流速則可能造成管路投資成本增加。壓力損失與管道長度、材質、管件數量等因素相關，在初步估算時，可參考主管道壓力損失每10m不超過0.1bar，支管道每10m不超過0.3bar 。如某工廠用氣設備最高需求壓力為0.7MPa，從空壓機到最遠用氣設備的管路長度為100m，主管道壓力損失估算為0.1×(100÷10) = 1bar = 0.1MPa，那么空壓機出口壓力至少要設定為0.7 + 0.1 = 0.8MPa。

工況分析

了解使用環境的工況條件也十分關鍵。例如，在潮濕的環境中，管道容易生銹，此時需要選擇耐腐蝕的材質；在有易燃易爆風險的化工車間，要考慮管道的防靜電性能；在高溫環境下，管道材質需具備良好的耐熱性。如果是在食品、醫藥行業，對壓縮空氣質量要求極高，管道材質不能對空氣造成污染。

材質抉擇：不同材質的特性與適用場景

鍍鋅鋼管

鍍鋅鋼管成本相對較低，強度較高，能承受一定壓力，通常適用于壓力不超過1.6MPa，溫度在-20℃ - 150℃的環境 。但其最大的缺點是容易腐蝕，隨著時間推移，鍍鋅層會逐漸磨損，鋼管生銹，產生的鐵銹雜質會污染壓縮空氣，進而損害氣動設備。在一些對壓縮空氣質量要求不高，且預算有限的小型工廠，或者臨時性的工程項目中，鍍鋅鋼管可能會被選用。

不銹鋼管

不銹鋼管，尤其是316不銹鋼，具有出色的耐腐蝕性，能在-200℃ - 400℃的溫度范圍內穩定工作 ，最高可承受2.5MPa的壓力 。其內壁光滑，空氣流動阻力小，不易產生雜質污染壓縮空氣，非常適合食品、醫藥、電子等對空氣質量要求嚴格的行業。不過，不銹鋼管價格較高，安裝時需要專業的焊接或法蘭連接技術，增加了安裝成本和難度。

鋁合金管

鋁合金管質量輕，耐腐蝕性能良好，內壁光滑，壓力損失小，節能效果顯著。工作壓力一般不超過1.0MPa，工作溫度范圍在-40℃ - 120℃ 。鋁合金管安裝方便，通常采用快插式連接，施工速度快，能有效縮短工程周期。由于其良好的綜合性能，在現代工廠的中低壓壓縮空氣系統中應用越來越廣泛，特別適合那些追求高效安裝和長期穩定運行的企業。

PEX-AL復合管

PEX-AL復合管結合了塑料管和金屬管的優點，具有一定的柔韌性，耐腐蝕，能承受的壓力一般在1.6MPa以下 ，工作溫度范圍為-40℃ - 95℃ 。但其抗紫外線能力較弱，在室外使用時需要采取防護措施。這種管材常用于一些對壓力要求不是特別高，室內安裝的小型壓縮空氣系統。

管徑確定：科學計算與選型技巧

管徑計算方法

管徑的計算可以使用修正達西公式：d = √(4Q/(πv))，其中d表示管徑（單位為米），Q為標態流量（單位為m³/s），v為流速（單位為m/s） 。也可以通過快速選型參考表來初步確定管徑范圍：當流量小于5m³/min時，推薦管徑為DN25 - 40；流量在5 - 20m³/min之間，推薦管徑為DN50 - 80；流量大于20m³/min時，推薦管徑為DN100及以上 。但這只是大致參考，最終還需根據實際計算和工況進行調整。

管徑與壓力損失、能耗的關系

管徑過小，會導致空氣流速過快，壓力損失增大，不僅增加了空壓機的能耗，還可能影響用氣設備的正常工作；管徑過大，則會造成材料浪費和投資成本增加。例如，在一個流量為10m³/min的壓縮空氣系統中，如果選擇管徑過小的管道，使得流速遠超推薦值，壓力損失可能會比正常情況增加50%，空壓機能耗也會相應上升，長期下來，運營成本將大幅提高。

管路布局：合理規劃提升系統效率

拓撲結構優化

主干線建議采用閉環設計，這種設計可以使壓力波動更小，保證各個用氣點的壓力更穩定。支線長度應盡量控制在30m以內（從主管到用氣點），以減少壓力損失。同時，管道應設置1% - 2%的坡度，坡向排水點，便于排出壓縮空氣中冷凝產生的水分，防止水分積聚影響系統運行。

關鍵組件布置

每15 - 20m應設置排水器，及時排出冷凝水。過濾器要安裝在分支部位上游，過濾壓縮空氣中的雜質，保護下游設備。在管道急彎處，應采用R = 5D（D為管徑）的彎頭，以減少氣流阻力和壓力損失。

壓力損失控制：確保氣源穩定輸送

允許壓力損失范圍

前文已提及，主管道允許的壓力損失一般為每10m不超過0.1bar，支管道每10m不超過0.3bar 。在實際選型和設計中，要確保整個管路系統的壓力損失在這個范圍內，以保證用氣設備能獲得足夠的壓力。

允許壓力損失范圍

前文已提及，主管道允許的壓力損失一般為每10m不超過0.1bar，支管道每10m不超過0.3bar 。在實際選型和設計中，要確保整個管路系統的壓力損失在這個范圍內，以保證用氣設備能獲得足夠的壓力。

降低壓力損失的措施

除了合理選擇管徑和優化管路布局外，還可以采取一些其他措施來降低壓力損失。比如，使用漸縮管代替突然變徑，這樣可以使壓降減少40%左右 ；盡量減少不必要的彎頭、閥門等管件，因為它們都會增加局部阻力。例如，將90°彎頭數量減少一半，系統壓力損失可能會降低20% - 30%。

安全與節能：不容忽視的重要因素

安全防護措施

為確保系統安全運行，需安裝泄壓保護裝置，安全閥設定值一般為1.1×工作壓力 。每隔200m左右應設置隔離閥，以便在維修或出現故障時能及時切斷管路。對于有振動的設備接口，要加裝柔性接頭，減少振動對管道的影響；管道支架間距水平方向應不超過3m，垂直方向不超過2m ，防止管道因自身重量或振動而損壞。

能效優化策略

在能效優化方面，控制主管流速在10m/s以內，能有效降低壓力損失和能耗。每50m設置自動排水器，及時排除冷凝水，避免因冷凝水積聚導致的能量損失。在低點設置存水彎，深度不小于3D（D為管徑），進一步確保冷凝水排放順暢。此外，使用保溫材料對管道進行包覆，能減少熱量散失，提高能源利用率，特別是在輸送高溫壓縮空氣時，保溫效果顯著。

安裝與驗收：保障系統穩定運行的最后關卡

安裝要點

安裝過程中，要嚴格按照設計要求進行施工。管道連接要牢固，避免出現泄漏。對于焊接連接，要保證焊縫質量，進行必要的無損檢測；采用法蘭連接時，要確保密封墊安裝正確，螺栓緊固均勻。管道安裝完成后，要進行壓力測試和泄漏檢測，確保系統無泄漏、無異常。

驗收標準

壓力測試是驗收的重要環節，強度試驗壓力一般為1.5×工作壓力，保壓30min，檢查管道是否有變形、破裂等情況；氣密試驗壓力為1.1×工作壓力，保壓24h，壓降應控制在規定范圍內 。同時，系統泄漏量應小于總流量的5%，壓力波動小于設定值的±3% 。只有通過嚴格的驗收，才能確保壓縮空氣管路系統穩定、高效地運行。

壓縮空氣管路選型是一個綜合性的工作，需要從流量、壓力、材質、管徑、布局、安全、節能、安裝和驗收等多個方面進行全面考慮。只有選對了系統，才能真正實現氣源效率提升20%，為企業降低生產成本，提高生產效率，增強市場競爭力。在選型過程中，建議企業與專業的供應商或工程公司合作，充分利用他們的經驗和技術，打造出最適合自身需求的壓縮空氣管路系統。