【壓縮機(jī)網(wǎng)】在食品飲料、醫(yī)藥醫(yī)療、精密加工以及電鍍、噴漆、發(fā)泡等行業(yè)的氣輔設(shè)備環(huán)節(jié)，有工作經(jīng)驗(yàn)的人應(yīng)該清楚，潔凈無(wú)油的壓縮空氣是生產(chǎn)制造必不可少的資源之一。因此，作為壓縮機(jī)設(shè)備及解決方案供應(yīng)商的廠家、代理商、經(jīng)銷商從業(yè)者，經(jīng)常被問(wèn)到：如果使用無(wú)油潤(rùn)滑空氣壓縮機(jī)是否能夠省掉壓縮空氣凈化設(shè)備？按照字面理解，無(wú)油壓縮機(jī)生產(chǎn)出來(lái)的即為潔凈的無(wú)油壓縮空氣，無(wú)需再額外配置一堆壓縮空氣后處理裝置。

　　然而事實(shí)并非如此，即便無(wú)油空壓機(jī)確實(shí)具有優(yōu)于有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)的一些特點(diǎn)。但是對(duì)于不少用戶工況來(lái)說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量壓縮空氣所需的下游凈化要求是相同的，即須配備高品質(zhì)的壓縮空氣凈化設(shè)備。

　　為何如此說(shuō)？本文將從以下幾個(gè)方面來(lái)一一闡述，如有不同見(jiàn)解，歡迎補(bǔ)充討論。

　　空壓機(jī)有油與無(wú)油

　　從能量轉(zhuǎn)換角度來(lái)講，壓縮空氣的獲取過(guò)程就是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能即壓力勢(shì)能。所有型式的空氣壓縮機(jī)，都是通過(guò)在壓縮階段連續(xù)濃縮空氣將機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)化為氣動(dòng)動(dòng)力。以雙螺桿空壓機(jī)為例，它是利用兩根互相嚙合的螺桿作相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)壓縮空氣。區(qū)別在于，噴油式螺桿壓縮機(jī)通常不設(shè)同步齒輪，由陽(yáng)轉(zhuǎn)子直接帶動(dòng)陰轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)（陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子并不直接接觸，有約5-10絲的間隙，靠噴入的潤(rùn)滑油裹在轉(zhuǎn)子上形成油膜）；而干式無(wú)油螺桿壓縮機(jī)中陽(yáng)轉(zhuǎn)子（主動(dòng)轉(zhuǎn)子）靠同步齒輪帶動(dòng)陰轉(zhuǎn)子（從動(dòng)轉(zhuǎn)子），轉(zhuǎn)子嚙合過(guò)程中互不接觸。

　　這樣一個(gè)連續(xù)不斷的運(yùn)行過(guò)程需要相當(dāng)大的作用力和能量才能完成，無(wú)論是噴油潤(rùn)滑還是無(wú)油壓縮機(jī)，這些熱量都會(huì)因能量守恒而存在。因此，它們都需要潤(rùn)滑和冷卻以防止壓縮機(jī)局部高溫產(chǎn)生形變，進(jìn)而磨損和損壞。也就是說(shuō)，無(wú)油空氣壓縮機(jī)也需要使用油來(lái)潤(rùn)滑其運(yùn)動(dòng)部件并帶走因運(yùn)動(dòng)摩擦而產(chǎn)生的熱量。 那么，無(wú)油空壓機(jī)的“無(wú)油”是如何而來(lái)的呢？簡(jiǎn)單地說(shuō)，無(wú)油空壓機(jī)在壓縮階段不使用油，油不會(huì)與排出的壓縮空氣流接觸。所以，“無(wú)油機(jī)”是與噴油螺桿壓縮機(jī)相對(duì)而言的一種叫法。與有油潤(rùn)滑空壓機(jī)相比，無(wú)油機(jī)中混入壓縮空氣的油要少得多，噴油螺桿壓縮機(jī)噴油量可能高達(dá)機(jī)器容積排量的1%。盡管如此，無(wú)油空壓機(jī)仍然無(wú)法做到百分之百?zèng)]有潤(rùn)滑油，因?yàn)樗枰獫?rùn)滑油用于曲軸箱中作為內(nèi)部再循環(huán)冷卻劑。這是任何類型的空氣壓縮機(jī)（包括無(wú)油空壓機(jī)）都潛在存在的空氣污染源之一。

　　壓縮空氣污染源

　　從用氣端來(lái)看，不管用戶使用的是有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)還是無(wú)油機(jī)，壓縮空氣污染的來(lái)源都是相同的。所以，下游系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮和空氣凈化設(shè)備的需求也是一樣的。區(qū)別在于，有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)因?yàn)橛团c空氣大量接觸，對(duì)壓縮空氣的污染程度較重，需要額外設(shè)計(jì)一套潤(rùn)滑油分離、循環(huán)系統(tǒng)。也就是說(shuō)，無(wú)論是無(wú)油機(jī)還是有油空壓機(jī)，生產(chǎn)出來(lái)的壓縮空氣都必須進(jìn)行處理，特別是對(duì)于氣體品質(zhì)要求高的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　讓我們來(lái)看看一套普通無(wú)油空壓機(jī)的壓縮空氣污染源都有哪些？

　　1)大氣環(huán)境

　　我們知道，空氣壓縮機(jī)的工作介質(zhì)是空氣，而空氣的來(lái)源是地球上無(wú)處不在的大氣。但是，大氣環(huán)境并不是一塵不染，其中混雜著大量粉塵顆粒、蒸汽、油污分子等。當(dāng)空氣密度不高時(shí)，不明顯。但是，當(dāng)空氣被壓縮之后，其中的各種雜質(zhì)就在壓縮空氣系統(tǒng)中積聚形成有害污染物。揮發(fā)性有機(jī)化合物 (VOC)、碳?xì)浠衔?、一氧化碳和二氧化碳、二氧化硫、一氧化二氮、有機(jī)顆粒、灰塵、污垢顆粒和其他污染物都存在于大氣環(huán)境中。除有機(jī)物外，各種微生物和細(xì)菌同樣普遍存在，尤其是在醫(yī)療、食品和其他高品質(zhì)壓縮空氣應(yīng)用中。當(dāng)被帶入空壓機(jī)的進(jìn)氣口時(shí)，這些元素可以以油污的形式存在。

　　行業(yè)資料報(bào)道，根據(jù)英國(guó)機(jī)構(gòu)環(huán)境食品和農(nóng)村事務(wù)部DEFRA在2012年到2015年的監(jiān)測(cè)報(bào)告顯示，英國(guó)大氣環(huán)境中的油蒸氣含量在0.05mg/m-0.5mg/m，不能達(dá)到ISO標(biāo)準(zhǔn)的Class2到Class3級(jí)的水平。這些油蒸氣主要來(lái)源于汽車尾氣排放、化工污染等等。而我國(guó)的部分工業(yè)區(qū)環(huán)境比這更惡劣，環(huán)境中的油蒸氣含量更高。

　　2)設(shè)備本身污染

　　無(wú)油空氣壓縮機(jī)再循環(huán)中間冷卻器和單獨(dú)的齒輪箱通常安裝有通氣閥，熱油氣體可能通過(guò)通氣閥中逸出到壓縮機(jī)周圍的空間中。這種帶有油分子的蒸汽排放可以立即被壓縮機(jī)的進(jìn)氣口吸進(jìn)去，從而將潤(rùn)滑油顆粒間接引入壓縮空氣中。

　　3)輸氣管道及后處理設(shè)備

　　我們都知道，要定期排出儲(chǔ)氣罐內(nèi)的積水，否則可能造成儲(chǔ)氣罐腐蝕，水位上漲容積變小，還可能給用氣端攜帶大量有油污的水汽（因儲(chǔ)氣罐與干燥機(jī)等的設(shè)計(jì)位置不同會(huì)有所差異）；壓縮空氣輸氣管道可能會(huì)產(chǎn)生腐蝕，蝕渣混入氣流中流向用氣端；汽水分離器可能會(huì)因?yàn)槭ъ`而導(dǎo)致壓縮空氣含水過(guò)高等。

　　絕對(duì)無(wú)油與Class 0

　　市場(chǎng)上很多營(yíng)銷活動(dòng)和術(shù)語(yǔ)往往會(huì)導(dǎo)致用戶對(duì)無(wú)油壓縮機(jī)所期望的空氣質(zhì)量產(chǎn)生誤解。有些無(wú)油機(jī)銷售人員在做市場(chǎng)宣傳時(shí)稱自家產(chǎn)品獲得了第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證（最為常見(jiàn)的是德國(guó)萊茵TüV認(rèn)證），產(chǎn)出的壓縮空氣含油量達(dá)到Class 0，可以達(dá)到絕對(duì)無(wú)油。事實(shí)上，這個(gè)表述是不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，因?yàn)镃lass 0 不等于絕對(duì)無(wú)油。不管是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO8573-1 2010《壓縮空氣 第1部分雜質(zhì)和質(zhì)量等級(jí)》，還是我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13277.1-2008《壓縮空氣 第1部分：污染物凈化等級(jí)》，關(guān)于含油等級(jí)的劃分中都明確表示，Class 0的定義為“由設(shè)備使用者或制造商制定的比等級(jí)1更高的要求”，而不是低于1級(jí)的就是0級(jí)，更不是絕對(duì)無(wú)油。這個(gè)定義可以理解為，只有壓縮空氣含油等級(jí)高于1級(jí)，且符合用戶需求的含油量所代表的0級(jí)才有意義。由制造商單方宣布的Class 0，只能說(shuō)技術(shù)上含油量超到了1級(jí)水平，因?yàn)樯鲜鰞身?xiàng)標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了1級(jí)總油濃度是小于等于0.01mg/m3，但沒(méi)有規(guī)定1級(jí)濃度的下限或者0級(jí)濃度的上限。

　　所以，單靠無(wú)油空氣壓縮機(jī)本身無(wú)法產(chǎn)生明顯不含外來(lái)污染物的空氣。同樣，將壓縮空氣中的雜質(zhì)（壓縮空氣中的主要污染物——固體顆粒、水、油）減少到絕對(duì)零值在工業(yè)級(jí)生產(chǎn)中是不可能的，就像制造絕對(duì)真空一樣。

　　那是不是“無(wú)油”這個(gè)說(shuō)法在空壓機(jī)行業(yè)就完全無(wú)用了呢？當(dāng)然不是，因?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，我們的目標(biāo)通常不是絕對(duì)去除所有雜質(zhì)，而是在具備經(jīng)濟(jì)可行性、技術(shù)可行性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)極高水平的去除，所以一些公司和技術(shù)人員會(huì)用更加專業(yè)和謹(jǐn)慎的術(shù)語(yǔ)——技術(shù)上的無(wú)油空氣。在這一語(yǔ)境下，“技術(shù)上的無(wú)油壓縮空氣”指的就是最低的總油含量。比如，在經(jīng)過(guò)活性炭過(guò)濾器后過(guò)濾，含油測(cè)量值低至0.003mg/m3就可以稱為無(wú)油壓縮空氣。 顯然，技術(shù)上的無(wú)油壓縮空氣只能通過(guò)使用壓縮空氣后處理設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括特定類型的壓縮空氣過(guò)濾器和干燥機(jī)。我們可以根據(jù)用氣端的氣體品質(zhì)要求來(lái)選用不同的后處理組合方案。當(dāng)然，壓縮空氣來(lái)自于有油壓縮機(jī)還是無(wú)油壓縮機(jī)最為關(guān)鍵。壓縮空氣后處理設(shè)備包含但不限于以下類型：

　　1.過(guò)濾器

　　通過(guò)過(guò)濾器，減少壓縮空氣系統(tǒng)中的油和水氣溶膠、大氣顆粒物、微生物和金屬/非金屬顆粒物（如銹片或礦物垢）的含量，保證系統(tǒng)的潔凈，以及設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。防止不符合用氣端品質(zhì)要求，以及導(dǎo)致空壓系統(tǒng)故障產(chǎn)生。

　　2.干燥機(jī)

　　干燥機(jī)分為冷凍式干燥機(jī)和吸附式干燥機(jī)，主要作用是去除壓縮空氣中的水分，使空氣更加干燥潔凈。無(wú)油空壓機(jī)先天的物理性無(wú)油已經(jīng)讓壓縮空氣品質(zhì)上了一個(gè)臺(tái)階，所以干燥設(shè)備通常配吸干機(jī)。由于無(wú)油空壓機(jī)都是大排量且多機(jī)組，耗電成本十分驚人。其排氣溫度都在110℃以上，熱量回收利用的經(jīng)濟(jì)效益十分可觀，因此，近幾年業(yè)界在高端市場(chǎng)開(kāi)始流行使用壓縮熱再生吸干機(jī)。

　　3.儲(chǔ)氣罐

　　用于存儲(chǔ)壓縮空氣的儲(chǔ)罐，它不僅能降低氣流脈動(dòng)，還能將壓縮空氣中所含水分和油分等雜質(zhì)沉淀，從而達(dá)到除油除水的作用。一般“濕罐”安裝在干燥機(jī)之前，“干罐”安裝在之后（濕罐是指儲(chǔ)存含有飽和水分壓縮空氣的儲(chǔ)氣罐，干罐相反）。

　　4.油水分離器和冷凝水排放

　　油水分離器主要作用就是把壓縮空氣中的潤(rùn)滑油和水分分離開(kāi)（此處針對(duì)的是有油壓縮機(jī)產(chǎn)生的帶壓氣液混合物）。另外，壓縮空氣中的水分會(huì)在油氣分離器中凝結(jié)，如果油中含有過(guò)多水分會(huì)造成潤(rùn)滑油乳化，導(dǎo)致壓縮機(jī)主機(jī)潤(rùn)滑不良，油氣分離效果變差，引起空壓機(jī)部件銹蝕。所以，需要科學(xué)制定空壓系統(tǒng)中的冷凝水排放周期和時(shí)長(zhǎng)。

　　5.活性炭吸附過(guò)濾器

　　利用活性炭來(lái)吸附油蒸汽和油氣溶膠是目前非常普遍的一種壓縮空氣除油方式?；钚蕴?jī)?nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積大?；钚蕴磕芪綁嚎s空氣中的油蒸汽主要是靠范德華力、毛細(xì)作用、質(zhì)量轉(zhuǎn)移和分壓差綜合作用的結(jié)果。

　　6.無(wú)菌過(guò)濾器

　　通過(guò)使用篩網(wǎng)過(guò)濾器或膜過(guò)濾器從氣流中去除更多的固體顆粒，包括微生物，以達(dá)到無(wú)菌產(chǎn)品相關(guān)質(zhì)量要求。

　　小結(jié)

　　隨著我國(guó)生產(chǎn)制造不斷轉(zhuǎn)型升級(jí)，對(duì)無(wú)油壓縮空氣的需求也越來(lái)越大，因而近些年，壓縮機(jī)行業(yè)在干式無(wú)油螺桿壓縮機(jī)的基礎(chǔ)上，又開(kāi)發(fā)出了離心式壓縮機(jī)和水潤(rùn)滑無(wú)油單雙螺桿壓縮機(jī)。而在壓縮氣體后處理領(lǐng)域，各種高能效過(guò)濾設(shè)備、干燥設(shè)備層出不窮，這既是行業(yè)企業(yè)發(fā)展的機(jī)遇，也是很多用戶只知其一不知其二，利益受損很大的一個(gè)領(lǐng)域。希望行業(yè)各方能夠共同努力，將無(wú)油空氣市場(chǎng)做大做強(qiáng)。

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