空压机有油的好还是无油的好?从工作流程、空气品质到选型参数

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空压机选有油还是无油,首先看用气点对油分的要求。工艺对油污染敏感,或明确要求采用无油压缩方案时,应优先考虑无油空压机;普通动力用气,如果喷油机配套后处理能够达到所需的空气品质,也可以选用。两种方案的价格和运行费用,要在压力、流量与空气品质要求一致的前提下比较。

工业螺杆空压机中,有油机通常指喷油螺杆机;无油机则有干式、水润滑等不同结构。下面以喷油螺杆机和水润滑无油螺杆机为例,说明它们的工作过程和选型差别。

压缩时用什么介质,决定了机内流程的不同

喷油螺杆机工作时,空气经进气过滤进入压缩腔,润滑油同时参与压缩,承担润滑、密封和冷却作用。主机排出的油气混合物进入油气分离环节,分离出的油经相应的冷却、过滤环节回到主机,压缩空气则继续进入后续处理和供气系统。

水润滑无油螺杆机采用水作为压缩腔内的润滑、密封和冷却介质。主机排出的是气水混合物;对于采用循环水路的机组,气水分离后的水经过相应处理重新参与压缩,空气进入后续处理环节。格兰克林水润滑无油螺杆机采用这一压缩方式。

喷油螺杆机与水润滑无油螺杆机的空气通道、分离环节和润滑介质回路对照

图1:两种螺杆压缩方式的简化流程。回路中的冷却、过滤为功能示意,具体部件、顺序及配置按机型确定。

水润滑机的“无油”,指压缩腔不注入润滑油,并不表示设备没有润滑需求。压缩腔之外的轴承、驱动等部件,仍应按具体机型的结构和维护要求管理。

排出的空气有什么区别

喷油机的压缩过程引入了润滑油,机内油气分离之后仍需关注油分残留。水润滑无油机不向压缩腔注入润滑油,避免了这一路径带来的油分,但进气环境、管路及其他系统部件仍可能带入污染物。

“无油”也不等于空气已经干燥、没有颗粒物。气水分离主要针对液态水,不能代替控制水蒸气所需的干燥处理。无论采用哪一种压缩方式,都应根据用气要求确定后处理配置,并在约定位置核验空气品质。

两种压缩方式在机内分离后的空气中需要关注的油分、水分和颗粒物,以及用气端的品质要求

图2:机内分离后、完整后处理前的空气品质示意。符号表示需要关注的污染物类别,不表示实测数量或浓度。

比较项目 喷油螺杆空压机 水润滑无油螺杆空压机
压缩腔内使用的介质 润滑油 水
主机排出的混合物 油气混合物 气水混合物
机内主要分离环节 油气分离 气水分离
油污染控制重点 压缩过程引入的油分,以及外部污染来源 进气环境、管路等外部污染来源
水分与颗粒物 按用气要求配置干燥、过滤等处理 同样需要按用气要求配置处理
润滑介质系统的维护重点 润滑油、油过滤器、油气分离元件等 润滑水水质、水路、过滤和冷却部件等

两种方案都需要在选型阶段约定用气端的含油量、颗粒物和压力露点,并明确验收位置与检测条件。

实际选择还要落实到用气环节。同一座工厂内,气动执行机构和直接接触产品的工艺用气,要求可能不同。喷涂等工艺也不能简单按“普通动力用气”配置气源,应先核对具体设备和工艺的空气品质要求。

比较供气能力,不能只看电机功率

空气品质确定后,还需要核对目标压力下的供气能力。以格兰克林GW15A/W为例,电机功率同为15 kW,不同压力规格对应的FAD并不相同。

型号 电机功率(kW) 最大工作压力(MPa) 容积流量FAD(m³/min)
GW15A/W 15 0.8 2.30
GW15A/W 15 1.0 2.12
GW15A/W 15 1.25 1.60

参数对应GW系列中的GW15A/W,按不同压力规格列出相应FAD,具体选型需结合实际工况确认。

这组数据说明,15 kW本身不足以确定设备是否够用。应先确定用气点所需压力,考虑管路和后处理的压力损失,再核对相应压力下的FAD。对于用气量波动明显的系统,还要结合最低、常用和峰值需求,核对变频机的有效供气范围,具体可参阅GWV系列选型说明。

不同压力需求也应分别选型。GW系列电机功率覆盖7.5~250 kW;0.3 MPa规格可在GWVL低压系列中选择,4 MPa规格则属于GWVH中压系列的选型范围。系列覆盖范围不能直接当成任意一台机组的运行范围。

水润滑机的维护,要把水系统管好

喷油螺杆机需要按规定维护润滑油、油过滤器和油气分离元件。水润滑机减少了压缩主机油路相关的保养项目,日常管理的重点转向润滑水系统。

水质、水位、水温,以及水路、过滤器和冷却器的状态,都需要纳入检查。对于配置自动换水功能的机组,自动换水也不能代替过滤和冷却部件的维护。换水、滤芯更换及其他保养周期,应按对应型号的维护要求执行。有关机内水循环和润滑关系,可进一步阅读水润滑螺杆机的润滑方式与维护要点。

核算维护费用时,应分别列出两种方案的耗材、用水、人工和停机安排。减少换油项目不等于整机免维护,也不足以单独判定长期使用成本。

把选型要求写清楚,再比较整套方案

询价前,建议准备好以下信息:

  • 用气点所需压力,以及常用、最低和峰值用气量;
  • 允许的含油量、颗粒物要求和压力露点,是否明确要求无油压缩;
  • 每天运行时间、连续供气要求,以及保养期间的备用供气安排;
  • 现场供水、排水、冷却和安装条件。

要求供应方把空压机、后处理及配套设施一并列入方案,再比较设备投入、运行电费、耗材和维护费用。对于需要连续供气的生产线,还应确认具体机型的运行条件与维护安排是否匹配。这样选出的设备,才能同时满足空气品质和实际供气需求。

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