正確認(rèn)識Class 0，含油量少到一定程度就可以叫無油空壓機(jī)

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)驗的人應(yīng)該清楚，潔凈無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)常被問到：如果使用無油潤滑空氣壓縮機(jī)是否能夠省掉壓縮空氣凈化設(shè)備？按照字面理解，無油壓縮機(jī)生產(chǎn)出來的即為潔凈的無油壓縮空氣，無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，即便無油空壓機(jī)確實(shí)具有優(yōu)于有油潤滑壓縮機(jī)的一些特點(diǎn)。但是對于不少用戶工況來說，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？本文將從以下幾個方面來一一闡述。

空壓機(jī)有油與無油

從能量轉(zhuǎn)換角度來講，壓縮空氣的獲取過程就是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能即壓力勢能。所有型式的空氣壓縮機(jī)，都是通過在壓縮階段連續(xù)濃縮空氣將機(jī)械動力轉(zhuǎn)化為氣動動力。

這樣一個連續(xù)不斷的運(yùn)行過程需要相當(dāng)大的作用力和能量才能完成，無論是噴油潤滑還是無油壓縮機(jī)，這些熱量都會因能量守恒而存在。因此，它們都需要潤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，無油空氣壓縮機(jī)也需要使用油來潤滑其運(yùn)動部件并帶走因運(yùn)動摩擦而產(chǎn)生的熱量。 

那么，無油空壓機(jī)的“無油”是如何而來的呢？簡單地說，無油空壓機(jī)在壓縮階段不使用油，油不會與排出的壓縮空氣流接觸。所以，“無油機(jī)”是與噴油螺桿壓縮機(jī)相對而言的一種叫法。與有油潤滑空壓機(jī)相比，無油機(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，無油空壓機(jī)仍然無法做到百分之百沒有潤滑油，因為它需要潤滑油用于設(shè)備機(jī)械潤滑。這是任何類型的空氣壓縮機(jī)（包括無油空壓機(jī)）都潛在存在的空氣污染源之一。

壓縮空氣污染源

從用氣端來看，不管用戶使用的是有油潤滑壓縮機(jī)還是無油機(jī)，壓縮空氣污染的來源都是相同的。所以，下游系統(tǒng)設(shè)計考慮和空氣凈化設(shè)備的需求也是一樣的。區(qū)別在于，有油潤滑壓縮機(jī)因為油與空氣大量接觸，對壓縮空氣的污染程度較重，需要額外設(shè)計一套潤滑油分離、循環(huán)系統(tǒng)。也就是說，無論是無油機(jī)還是有油空壓機(jī)，生產(chǎn)出來的壓縮空氣都必須進(jìn)行處理，特別是對于氣體品質(zhì)要求高的應(yīng)用領(lǐng)域。

讓我們來看看一套普通無油空壓機(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，而空氣的來源是地球上無處不在的大氣。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，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，這些元素可以以油污的形式存在。

行業(yè)資料報道，根據(jù)英國機(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)測報告顯示，英國大氣環(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級的水平。這些油蒸氣主要來源于汽車尾氣排放、化工污染等等。而我國的部分工業(yè)聚集區(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，要定期排出儲氣罐內(nèi)的積水，否則可能造成儲氣罐腐蝕，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（因儲氣罐與干燥機(jī)等的設(shè)計位置不同會有所差異）；壓縮空氣輸氣管道可能會產(chǎn)生腐蝕，蝕渣混入氣流中流向用氣端；汽水分離器可能會因為失靈而導(dǎo)致壓縮空氣含水過高等。

絕對無油與Class 0

市場上很多營銷活動和術(shù)語往往會導(dǎo)致用戶對無油壓縮機(jī)所期望的空氣質(zhì)量產(chǎn)生誤解。有些無油機(jī)銷售人員在做市場宣傳時稱自家產(chǎn)品產(chǎn)出的壓縮空氣含油量達(dá)到Class 0，絕對無油。事實(shí)上，這個表述是不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?/span>，因為Class 0 不等于絕對無油。不管是國際標(biāo)準(zhǔn)ISO8573-1 2010《壓縮空氣 第1部分雜質(zhì)和質(zhì)量等級》，還是我國標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13277.1-2008《壓縮空氣 第1部分：污染物凈化等級》，關(guān)于含油等級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1更高的要求”，而不是低于1級的就是0級，更不是絕對無油。這個定義可以理解為，只有壓縮空氣含油等級高于1級，且符合用戶需求的含油量所代表的0級才有意義。由制造商單方宣布的Class 0，只能說技術(shù)上含油量超過了1級水平，因為上述兩項標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了1級總油濃度是小于等于0.01mg/m3，但沒有規(guī)定1級濃度的下限或者0級濃度的上限。

所以，單靠無油空氣壓縮機(jī)本身無法產(chǎn)生明顯不含外來污染物的空氣。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）減少到絕對零值在工業(yè)級生產(chǎn)中是不可能的，就像制造絕對真空一樣。

那是不是“無油”這個說法在空壓機(jī)行業(yè)就完全無用了呢？當(dāng)然不是，因為實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，我們的目標(biāo)通常不是絕對去除所有雜質(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)人員會用更加專業(yè)和謹(jǐn)慎的術(shù)語——技術(shù)上的無油空氣。在這一語境下，“技術(shù)上的無油壓縮空氣”指的就是最低的總油含量。比如，在經(jīng)過活性炭過濾器后過濾，含油測量值低至0.003mg/m3就可以稱為無油壓縮空氣。 所以，無油都是相對的，少到一定量的時候就可以說是無油，就像稱呼手術(shù)室是無菌室一樣。

當(dāng)然，技術(shù)上的無油壓縮空氣只能通過使用壓縮空氣后處理設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，包括特定類型的壓縮空氣過濾器和干燥機(jī)。我們可以根據(jù)用氣端的氣體品質(zhì)要求來選用不同的后處理組合方案。當(dāng)然，壓縮空氣來自于有油壓縮機(jī)還是無油壓縮機(jī)最為關(guān)鍵。壓縮空氣除油設(shè)備包含但不限于以下類型：

1.管道過濾器

通過過濾器，減少壓縮空氣系統(tǒng)中的油（不能過濾氣態(tài)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)。

2.活性炭過濾器

利用活性炭來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?；钚蕴績?nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積大。活性炭能吸附壓縮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。

3.儲氣罐

用于存儲壓縮空氣的儲罐，它不僅能降低氣流脈動，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（濕罐是指儲存含有飽和水分壓縮空氣的儲氣罐，干罐相反）。

小結(jié)

隨著我國生產(chǎn)制造不斷轉(zhuǎn)型升級，對無油壓縮空氣的需求也越來越大，因而近些年，壓縮機(jī)行業(yè)在干式無油螺桿壓縮機(jī)的基礎(chǔ)上，又開發(fā)出了離心式壓縮機(jī)和水潤滑無油單雙螺桿壓縮機(jī)等。而在壓縮氣體后處理領(lǐng)域，各種高能效過濾設(shè)備、干燥設(shè)備層出不窮，這就要求我們正確認(rèn)識，合理選型。