【壓縮機網(wǎng)】日前，某廠(chǎng)高壓壓縮空氣管道系統發(fā)現較大范圍油污染，對后續用氣點(diǎn)形成較大威協(xié)。經(jīng)現場(chǎng)勘察、試驗、測試、調整，油污染現象已得到有效控制，后續整改措施已經(jīng)啟動(dòng)。本文針對壓縮空氣/氣體系統含油量指標的制定，制配氣設備特別是除油設備的選擇應用以及相應的含油量試驗方法和檢測儀器進(jìn)行分析并提出建議。本文提出的觀(guān)點(diǎn)和除油/測試方法、措施以及揭示的某些商業(yè)誤導現象，對制造方和應用方均有一定的借鑒和警示作用。

 

　　1、氣源系統及設備

　　1.1、氣源系統流程（圖1）：

 

　　1.2、油份來(lái)源及除油裝置：

　　本系統為高壓氣源，固采用了螺桿+活塞新流程，兩段增壓機組均采用有油潤滑方式。

　　低壓段采用噴油螺桿，噴油量大致為體積比100：1，即每吸入1m3 的空氣需噴入10 升油，噴油作用依次為：冷卻、潤滑、密封、減噪。噴油量取決于壓縮過(guò)程所需的冷卻量，壓力提升后的氣體切向進(jìn)入油分罐體，以離心分離方式分離出大部分油滴，經(jīng)冷卻后返回壓縮機吸氣口，剩余油霧（0.01μm～0.5μm）經(jīng)超細玻璃纖維精密除油過(guò)濾元件外進(jìn)里出凝聚成較大液滴落入濾芯內筒底部，經(jīng)小口徑管道壓回吸氣口，這樣絕大部分噴入的油實(shí)現了循環(huán)利用，但仍會(huì )有微量懸浮油和一定量的油蒸氣隨氣體進(jìn)入活塞壓縮機入口。

　　第二段活塞壓縮機組分為多級壓縮，潤滑方式為注油，即高壓油泵將潤滑油壓入氣缸內壁小孔，與高速往復運動(dòng)的活塞環(huán)形成油膜，注油量可通過(guò)各級柱塞泵的運動(dòng)速度進(jìn)行調節，注入的油大部分被級間和末端的冷卻器冷卻，在隨后的分離器中與冷凝水混合被分離排出。少部分懸浮油滴和油蒸氣被高壓氣體攜帶進(jìn)入后續的過(guò)濾干燥裝置進(jìn)行除油、干燥、除塵，最終以無(wú)油、無(wú)水、無(wú)塵干燥產(chǎn)品氣供應下游使用。

　　1.3 含油量形態(tài)及分布規律：

　　ISO8573-2-96《一般用壓縮空氣第二部分懸浮油含量測試方法》給出了不同取樣位置油的典型狀態(tài)和數量范圍。

　　上述文字、圖2，表1、2、3揭示出以下幾點(diǎn)現象：

　?、?噴油螺桿吸納油量巨大，且油分在高溫狀態(tài)下過(guò)濾除油，其出口含油量不可忽視，尤其是油蒸氣會(huì )暢通無(wú)阻通過(guò)油分濾芯，據統計氣體攜帶油總量大約在20~30mg/m3。一般工業(yè)應用需在其后設置冷卻器和高效除油過(guò)濾器。

　?、?隨著(zhù)溫度降低，油蒸氣會(huì )大幅度轉化為油氣溶膠。其幅度遠大于水蒸氣向液態(tài)水的轉化量，如氣體溫度每下降10℃，約有50%的水蒸氣冷凝成液態(tài)水，而油蒸氣的冷凝轉化率近70%，所以降低壓縮空氣溫度有利于提高過(guò)濾除油效率。

　?、?若用戶(hù)不追求總含烴量或絕對含油量，則在40℃以上溫度用氣時(shí)可忽略不計油蒸氣的影響，若在低溫或絕對無(wú)油下用氣，如太空、氧氣、電子等則必須考慮油蒸氣的去除。

 

　　2、試驗方法及檢測儀器

　　自上世紀六十年代，我國已有了從氣體中測量含油量指標的應用，如航天領(lǐng)域引入前蘇聯(lián)含油量指標：3×10-7（體積比），該指標相當于目前的國際標準單位3mg/m3，取樣方法大多采用氣體通過(guò)溶劑吸收或用溶劑清洗試樣然后在紅外分光光度計下，與標準油試樣光譜進(jìn)行對比，此方法依取樣方法不同或測量油烴總量或僅檢測懸浮油。上世紀末我國動(dòng)力用空壓機啟用噴油螺桿替代活塞機進(jìn)程，至今已達到替換率90%以上。而噴油螺桿最重要的性能參數之一就是排氣中的殘余含油量，而這也是空壓機制造商、配套商和凈化設備生產(chǎn)廠(chǎng)以及各類(lèi)經(jīng)銷(xiāo)商、代理商們最忌諱的話(huà)題。進(jìn)入本世紀，壓縮空氣質(zhì)量的三大指標：油、水、塵中的后兩項從測試儀器到試驗方法均已取得突破和普及，但由于含油量測試從理論到實(shí)踐存在諸多缺陷和操作難點(diǎn)，至今未能達到水和塵的成熟與普及。近幾年雖然出現了一些簡(jiǎn)易、在線(xiàn)、便攜方法，如美國JOHNSON，德國德?tīng)柛竦幕瘜W(xué)試劑法以及最新的光學(xué)折射法等，測量范圍可達0.01～10mg/m3，但也只能測油，不能兼測油蒸氣?？紤]到凝聚式除油過(guò)濾器技術(shù)成熟，其殘余含油量可做到也能測到0.001mg/m3，至少可信度達0.01mg/m3，基本滿(mǎn)足現代化工業(yè)甚至高技術(shù)、特殊領(lǐng)域的需求，同時(shí)也認識到油蒸氣污染的不可忽視性。近幾年一些專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)包括凈化設備廠(chǎng)和儀器儀表廠(chǎng)推出了數款專(zhuān)用于油蒸氣的測試儀器，如本次使用的德國CS120便攜式殘油檢測儀，采用PID（傳感器），測量范圍0.001～10mg/m3，在線(xiàn)測量結果與紅外法數據高度吻合。

 

　　3、結論

　　3.1 啟示：

　?、?隨著(zhù)氣源側無(wú)油/除油技術(shù)和殘余含油量檢測技術(shù)的發(fā)展，國內一般應用壓縮空氣/氣體殘余懸浮油控制到0.3～1mg/m3已沒(méi)有什么障礙，油蒸汽控制到1～10mg/m3也同樣能達到在特殊應用領(lǐng)域采用活性碳吸附技術(shù)可做到0.03～1mg/m3。

　?、?由于油/氣比率與溫度關(guān)系密切，用戶(hù)需根據自身條件和需求選擇合適的殘余含油量指標并加以細分，比如一般動(dòng)力氣源對常溫下工作，并裝備凝聚式高效除油過(guò)濾器，油蒸汽可忽略不計，但在禁油、低溫下工作場(chǎng)合則必須重視油蒸氣的存在，避免發(fā)生油污染風(fēng)險。

　?、郾疚膱D1氣源系統圖中的④與⑤之間，即分離器出口與活塞壓縮機入口之間增設精密除油過(guò)濾器；在⑩與⑾之間，即干燥器出口與除塵過(guò)濾器入口之間增設大容量活性炭吸附器，前者可有效降低噴油螺桿輸出氣體的含油量，后者則能清除兩種壓縮機產(chǎn)生的絕大部分油蒸氣。

　　3.2 警示：

　?、?lài)娪吐輻U+除油器不能取代無(wú)油壓縮機（離心機、無(wú)油螺桿、無(wú)油活塞機），尤其在禁油、低溫場(chǎng)合下慎用。

　?、趪娪吐輻U未加后冷卻和精密除油器一般不能滿(mǎn)足普通壓縮空氣用戶(hù)的含油量要求。

　?、鄹邷禺a(chǎn)生高濃度油蒸氣且降低活性炭的吸附能力，所以除油（包括懸浮油和油蒸氣）設備必須在較低溫度下工作。

　?、軕腋∮秃陀驼魵鉁y試儀因工作原理不同，兩者不得兼用。

　?、菘諌簷C和凈化設備制造商以及經(jīng)銷(xiāo)、代理商不得誘導客戶(hù)錯誤選型，導致實(shí)際應用中殘余含油量超標或拔高指標。

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