【壓縮機網(wǎng)】壓縮空氣是現代工業(yè)生產(chǎn)必不可少的動(dòng)力之一，而生產(chǎn)壓縮空氣的機械設備——空氣壓縮機，按照是否有油參與壓縮，可分為噴油空氣壓縮機和無(wú)油空氣壓縮機（此處指干式無(wú)油空壓機）。
無(wú)油空壓機由于沒(méi)有潤滑油參與，氣體質(zhì)量較好，可以很好地滿(mǎn)足醫藥、食品、飲料、電子產(chǎn)品、實(shí)驗室和紡織等行業(yè)對高品質(zhì)空氣的需求。
隨著(zhù)下游應用領(lǐng)域對無(wú)油空氣壓縮機的接受度不斷提升，需求逐漸增加，近年來(lái)無(wú)油機的市場(chǎng)規模進(jìn)一步擴大。時(shí)至今日，無(wú)油機在整個(gè)空壓機市場(chǎng)所占份額前所未有的高。
盡管無(wú)油機技術(shù)不斷成熟，采購成本不斷下降，用戶(hù)也越來(lái)越希望提高壓縮空氣的品質(zhì)，但許多企業(yè)仍然不愿將噴油機改為無(wú)油機，因為大家認為無(wú)油機在擁有和運行方面不如有油機經(jīng)濟。針對這個(gè)問(wèn)題，如果有高品質(zhì)壓縮空氣需求，確實(shí)值得探討。
一套空壓系統的真正成本
眾所周知，企業(yè)都希望以最小的運營(yíng)成本獲得最大的運行時(shí)間。一臺設備從采購、安裝、維護管理到磨損而失去使用價(jià)值，或者因老化、故障率增加、維護成本增加和經(jīng)濟價(jià)值降低報廢停止使用期間，用戶(hù)的所有支出成本即為設備生命周期成本（Life Cycle Cost，簡(jiǎn)稱(chēng)LCC）。討論有油機與無(wú)油機的經(jīng)濟性，肯定不能僅僅局限于設備的采購成本，因為壓縮機的采購價(jià)格只占總擁有成本的一小部分。而應考慮兩種系統的總壽命周期成本，以及廢棄潤滑油、受污染分離器、過(guò)濾器元件的環(huán)境污染與處理，包括處理受污染冷凝水增加的額外工作量與支出等。
比如在氣量相似的情況下，要產(chǎn)出常規意義上的“0級”無(wú)油壓縮空氣，與無(wú)油機系統相比，有油壓縮空氣系統需要更多的空氣處理部件。比如需要高精度過(guò)濾器和活性炭過(guò)濾器，以達到與無(wú)油機相同的空氣純度。當綜合考慮了以上總擁有成本（包括電費和維護費用），有油和無(wú)油的成本差異可能比想象的要小。當然，本文的目的不是為宣傳無(wú)油機，而是希望用戶(hù)進(jìn)行設備選型時(shí)，考量更加全面。
有油空壓機中的潤滑油管理
如果操作、保養、維護得當，一臺噴油螺桿空氣壓縮機完全可以使用10年以上的時(shí)間。在設備的壽命周期內，所消耗的潤滑油量（無(wú)論是定期更換潤滑油還是添加潤滑油）都非常大。
在國內，理論上空壓機用礦物油2000-3000小時(shí)更換一次、半合成油3000-4000小時(shí)更換一次、全合成機油6000-8000小時(shí)更換一次。但是，如果潤滑油受到污染或工作溫度升高，那潤滑油壽命可能會(huì )嚴重縮短。
潤滑油受污染，有時(shí)通過(guò)日常檢查就可以發(fā)現，有些情況卻不能。對于所有的污染，等到肉眼都能發(fā)現時(shí)，說(shuō)明已經(jīng)很?chē)乐亓?。所以，潤滑油的污染要早發(fā)現，早處理。
潤滑油污染源主要包括顆粒物、水分和其它油品。顆粒物是危害最大的一種污染物，常見(jiàn)的顆粒物有灰塵、砂礫、設備運轉中產(chǎn)生的細小金屬顆粒、銹渣等；水分是常見(jiàn)的污染物，潤滑油里的水分有三種形式：溶解水、乳化水、游離水，其中，乳化水的危害最大；泄露、加油或用錯潤滑油（潤滑油粘度選擇錯誤或者添加劑類(lèi)型選錯）、殘油過(guò)多等等，都會(huì )造成不同的潤滑油混合?？諌簷C更換潤滑油時(shí)建議一并更換油氣分離器濾芯、油濾清器，并處理廢潤滑油。
噴油壓縮機需要定期補充潤滑油，除了因為一些意外漏油導致油量不足之外，主要是因為壓縮空氣會(huì )攜帶潤滑油，一般噴油螺桿空壓機的壓縮空氣含油量不大于3ppm(不超過(guò)3mg/m3)，當含油量超過(guò)這個(gè)標準時(shí)通常稱(chēng)之為耗油高，俗稱(chēng)跑油、飛油，這個(gè)時(shí)候我們就需要花費一定成本去維護。
總之，管理噴油壓縮空氣系統中的潤滑油并非易事，空壓機壽命周期內潤滑油總成本非常高，在考慮無(wú)油與有油壓縮技術(shù)經(jīng)濟性時(shí)，應將其作為衡量的一部分。
無(wú)油空氣的獲取
無(wú)油壓縮空氣的獲取，除了無(wú)油空壓機之外，還可以通過(guò)后端增加除油設備的方式，比如催化氧化類(lèi)的除油凈化設備，可直接將該類(lèi)除油設備接入噴油空壓機后端，也能獲得無(wú)油壓縮空氣。催化氧化類(lèi)除油設備是將環(huán)境中以及壓縮過(guò)程中所帶入的油脂進(jìn)行轉化脫除，從而使得壓縮空氣穩定處于<0.01mg/m3的無(wú)油水平。這是一種可靠有效獲取穩定無(wú)油壓縮空氣的途徑。由于通過(guò)前端油脂的徹底脫除沒(méi)有了油脂污染，為后續凈化分離諸如冷凍式干燥、吸附式干燥、制氮、制氧、膜式干燥等提供可靠的保護。
理論上，噴油壓縮機+多個(gè)過(guò)濾器的方式也可以獲得無(wú)油壓縮空氣，但是這取決于過(guò)濾器效果與新舊，往往過(guò)濾效果不穩定，更換頻率比較高，所以不推薦此類(lèi)方式。
有油空壓系統冷凝水管理
噴油螺桿空壓機在運行過(guò)程中，需要潤滑油進(jìn)入壓縮室，起到潤滑螺桿轉子、密封和冷卻壓縮空氣等作用，同時(shí)，潤滑油也會(huì )隨著(zhù)壓縮空氣進(jìn)入到后端氣路當中，雖然后端油氣分離器能分離99.5%在壓縮過(guò)程中噴入的潤滑油，但還是有2～3mg/m3的潤滑油會(huì )隨著(zhù)壓縮空氣進(jìn)入后端氣路。除了在壓縮空氣中的部分潤滑油（需要在壓縮空氣管路上配置過(guò)濾器進(jìn)行清潔過(guò)濾），還有一部分潤滑油跟壓縮過(guò)程產(chǎn)生的冷凝水混合和乳化形成混合液體，一臺75kW的空壓機運行一周會(huì )產(chǎn)生約半噸的冷凝水，這里面也包含相當含量的潤滑油，如果直接排放冷凝水，冷凝水中所含的油份日積月累就會(huì )帶來(lái)嚴重的環(huán)境污染問(wèn)題。
在中國，一般工業(yè)用水屬于IV類(lèi)水體，環(huán)保法規要求空壓機排放的冷凝水殘油含量低于10ppm，達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》二級標準要求才能排放到排水系統中。
這會(huì )導致最終用戶(hù)需要承擔無(wú)油壓縮空氣系統所沒(méi)有的維護成本與管理負擔。比如，使用油水分離器，必須定期監測和更換過(guò)濾元件。正確選擇油水分離器需要深入了解其應用，包括潤滑油類(lèi)型、氣候條件（夏冬等極端氣溫與諸如梅雨季等濕度較大的季節）和壓縮機容量等。
油污染風(fēng)險管理
正如前文所說(shuō)，噴油壓縮機+過(guò)濾器的方式也可以獲得無(wú)油壓縮空氣，但是這取決于過(guò)濾器效果與設備新舊，往往過(guò)濾效果不穩定。那么使用此種方式獲取無(wú)油壓縮空氣的企業(yè)，就要從風(fēng)險的角度來(lái)評估，使用有油壓縮技術(shù)將帶來(lái)什么風(fēng)險？
對于食品、藥品、飲料或電子產(chǎn)品等行業(yè)來(lái)說(shuō)，油污染的風(fēng)險很大。從潛在的污染原材料到成品，噴油壓縮機系統的除油系統漂移會(huì )帶來(lái)重大的經(jīng)濟風(fēng)險。而這個(gè)經(jīng)濟風(fēng)險，不僅僅限于可能造成的廢品率提高導致的生產(chǎn)成本增加，還包括品管、檢測工作量加大，售后服務(wù)補救投入增加，品牌口碑降低等等。
功耗與成本
能效比指空壓機在工作中所消耗的能量與其所產(chǎn)生的壓縮空氣能量之比，是評價(jià)空壓機性能的重要指標之一。在實(shí)際應用中，空壓機的能效比越高，其能夠為用戶(hù)節約的能源成本越多。
從表面比較能效比，有噴油壓縮機通常比無(wú)油壓縮機效率更高。但是，如果要獲得相同品質(zhì)的壓縮空氣，通盤(pán)考慮整個(gè)壓縮空氣系統而非單純的空壓機，那么兩者功耗并非簡(jiǎn)單功率作差那么大的差異。因為向用氣端輸送相同壓力的壓縮空氣，有油系統必須克服多個(gè)過(guò)濾器導致的額外壓力損失。比如，一臺75kW的噴油空壓機與一臺75kW的無(wú)油空壓機，過(guò)濾器的額外壓力損失約為0.19bar，則噴油壓縮機排氣壓力必須比無(wú)油壓縮機高0.19bar，從而使噴油壓縮機的功耗增加約1.4%。
小結
從生產(chǎn)實(shí)踐中看，絕大部分工藝對壓縮空氣品質(zhì)要求不高，有油機+常規后處理完全夠用，過(guò)高的用氣追求反而會(huì )導致成本急劇增加。但是，如果選擇了有油壓縮空氣系統，那就應當考慮所需的全部維護成本。
當空氣純度對產(chǎn)品安全或質(zhì)量至關(guān)重要時(shí)，首先考慮的問(wèn)題不是“無(wú)油系統是否更昂貴”，而是“使用有油機節省的資金值得所要承擔的風(fēng)險嗎？”
選擇有油還是無(wú)油，單純技術(shù)性能對比意義不大，只有結合用戶(hù)實(shí)際情況，包括購機資金壓力、維保運營(yíng)能力、油污染承擔能力等等，才能選擇出最經(jīng)濟、適用的空壓系統解決方案，也才能真正契合用戶(hù)的實(shí)際需求。
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無(wú)油空壓機由于沒(méi)有潤滑油參與，氣體質(zhì)量較好，可以很好地滿(mǎn)足醫藥、食品、飲料、電子產(chǎn)品、實(shí)驗室和紡織等行業(yè)對高品質(zhì)空氣的需求。
隨著(zhù)下游應用領(lǐng)域對無(wú)油空氣壓縮機的接受度不斷提升，需求逐漸增加，近年來(lái)無(wú)油機的市場(chǎng)規模進(jìn)一步擴大。時(shí)至今日，無(wú)油機在整個(gè)空壓機市場(chǎng)所占份額前所未有的高。
盡管無(wú)油機技術(shù)不斷成熟，采購成本不斷下降，用戶(hù)也越來(lái)越希望提高壓縮空氣的品質(zhì)，但許多企業(yè)仍然不愿將噴油機改為無(wú)油機，因為大家認為無(wú)油機在擁有和運行方面不如有油機經(jīng)濟。針對這個(gè)問(wèn)題，如果有高品質(zhì)壓縮空氣需求，確實(shí)值得探討。
一套空壓系統的真正成本
眾所周知，企業(yè)都希望以最小的運營(yíng)成本獲得最大的運行時(shí)間。一臺設備從采購、安裝、維護管理到磨損而失去使用價(jià)值，或者因老化、故障率增加、維護成本增加和經(jīng)濟價(jià)值降低報廢停止使用期間，用戶(hù)的所有支出成本即為設備生命周期成本（Life Cycle Cost，簡(jiǎn)稱(chēng)LCC）。討論有油機與無(wú)油機的經(jīng)濟性，肯定不能僅僅局限于設備的采購成本，因為壓縮機的采購價(jià)格只占總擁有成本的一小部分。而應考慮兩種系統的總壽命周期成本，以及廢棄潤滑油、受污染分離器、過(guò)濾器元件的環(huán)境污染與處理，包括處理受污染冷凝水增加的額外工作量與支出等。
比如在氣量相似的情況下，要產(chǎn)出常規意義上的“0級”無(wú)油壓縮空氣，與無(wú)油機系統相比，有油壓縮空氣系統需要更多的空氣處理部件。比如需要高精度過(guò)濾器和活性炭過(guò)濾器，以達到與無(wú)油機相同的空氣純度。當綜合考慮了以上總擁有成本（包括電費和維護費用），有油和無(wú)油的成本差異可能比想象的要小。當然，本文的目的不是為宣傳無(wú)油機，而是希望用戶(hù)進(jìn)行設備選型時(shí)，考量更加全面。
有油空壓機中的潤滑油管理
如果操作、保養、維護得當，一臺噴油螺桿空氣壓縮機完全可以使用10年以上的時(shí)間。在設備的壽命周期內，所消耗的潤滑油量（無(wú)論是定期更換潤滑油還是添加潤滑油）都非常大。
在國內，理論上空壓機用礦物油2000-3000小時(shí)更換一次、半合成油3000-4000小時(shí)更換一次、全合成機油6000-8000小時(shí)更換一次。但是，如果潤滑油受到污染或工作溫度升高，那潤滑油壽命可能會(huì )嚴重縮短。
潤滑油受污染，有時(shí)通過(guò)日常檢查就可以發(fā)現，有些情況卻不能。對于所有的污染，等到肉眼都能發(fā)現時(shí)，說(shuō)明已經(jīng)很?chē)乐亓?。所以，潤滑油的污染要早發(fā)現，早處理。
潤滑油污染源主要包括顆粒物、水分和其它油品。顆粒物是危害最大的一種污染物，常見(jiàn)的顆粒物有灰塵、砂礫、設備運轉中產(chǎn)生的細小金屬顆粒、銹渣等；水分是常見(jiàn)的污染物，潤滑油里的水分有三種形式：溶解水、乳化水、游離水，其中，乳化水的危害最大；泄露、加油或用錯潤滑油（潤滑油粘度選擇錯誤或者添加劑類(lèi)型選錯）、殘油過(guò)多等等，都會(huì )造成不同的潤滑油混合?？諌簷C更換潤滑油時(shí)建議一并更換油氣分離器濾芯、油濾清器，并處理廢潤滑油。
噴油壓縮機需要定期補充潤滑油，除了因為一些意外漏油導致油量不足之外，主要是因為壓縮空氣會(huì )攜帶潤滑油，一般噴油螺桿空壓機的壓縮空氣含油量不大于3ppm(不超過(guò)3mg/m3)，當含油量超過(guò)這個(gè)標準時(shí)通常稱(chēng)之為耗油高，俗稱(chēng)跑油、飛油，這個(gè)時(shí)候我們就需要花費一定成本去維護。
總之，管理噴油壓縮空氣系統中的潤滑油并非易事，空壓機壽命周期內潤滑油總成本非常高，在考慮無(wú)油與有油壓縮技術(shù)經(jīng)濟性時(shí)，應將其作為衡量的一部分。
無(wú)油空氣的獲取
無(wú)油壓縮空氣的獲取，除了無(wú)油空壓機之外，還可以通過(guò)后端增加除油設備的方式，比如催化氧化類(lèi)的除油凈化設備，可直接將該類(lèi)除油設備接入噴油空壓機后端，也能獲得無(wú)油壓縮空氣。催化氧化類(lèi)除油設備是將環(huán)境中以及壓縮過(guò)程中所帶入的油脂進(jìn)行轉化脫除，從而使得壓縮空氣穩定處于<0.01mg/m3的無(wú)油水平。這是一種可靠有效獲取穩定無(wú)油壓縮空氣的途徑。由于通過(guò)前端油脂的徹底脫除沒(méi)有了油脂污染，為后續凈化分離諸如冷凍式干燥、吸附式干燥、制氮、制氧、膜式干燥等提供可靠的保護。
理論上，噴油壓縮機+多個(gè)過(guò)濾器的方式也可以獲得無(wú)油壓縮空氣，但是這取決于過(guò)濾器效果與新舊，往往過(guò)濾效果不穩定，更換頻率比較高，所以不推薦此類(lèi)方式。
有油空壓系統冷凝水管理
噴油螺桿空壓機在運行過(guò)程中，需要潤滑油進(jìn)入壓縮室，起到潤滑螺桿轉子、密封和冷卻壓縮空氣等作用，同時(shí)，潤滑油也會(huì )隨著(zhù)壓縮空氣進(jìn)入到后端氣路當中，雖然后端油氣分離器能分離99.5%在壓縮過(guò)程中噴入的潤滑油，但還是有2～3mg/m3的潤滑油會(huì )隨著(zhù)壓縮空氣進(jìn)入后端氣路。除了在壓縮空氣中的部分潤滑油（需要在壓縮空氣管路上配置過(guò)濾器進(jìn)行清潔過(guò)濾），還有一部分潤滑油跟壓縮過(guò)程產(chǎn)生的冷凝水混合和乳化形成混合液體，一臺75kW的空壓機運行一周會(huì )產(chǎn)生約半噸的冷凝水，這里面也包含相當含量的潤滑油，如果直接排放冷凝水，冷凝水中所含的油份日積月累就會(huì )帶來(lái)嚴重的環(huán)境污染問(wèn)題。
在中國，一般工業(yè)用水屬于IV類(lèi)水體，環(huán)保法規要求空壓機排放的冷凝水殘油含量低于10ppm，達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》二級標準要求才能排放到排水系統中。
這會(huì )導致最終用戶(hù)需要承擔無(wú)油壓縮空氣系統所沒(méi)有的維護成本與管理負擔。比如，使用油水分離器，必須定期監測和更換過(guò)濾元件。正確選擇油水分離器需要深入了解其應用，包括潤滑油類(lèi)型、氣候條件（夏冬等極端氣溫與諸如梅雨季等濕度較大的季節）和壓縮機容量等。
油污染風(fēng)險管理
正如前文所說(shuō)，噴油壓縮機+過(guò)濾器的方式也可以獲得無(wú)油壓縮空氣，但是這取決于過(guò)濾器效果與設備新舊，往往過(guò)濾效果不穩定。那么使用此種方式獲取無(wú)油壓縮空氣的企業(yè)，就要從風(fēng)險的角度來(lái)評估，使用有油壓縮技術(shù)將帶來(lái)什么風(fēng)險？
對于食品、藥品、飲料或電子產(chǎn)品等行業(yè)來(lái)說(shuō)，油污染的風(fēng)險很大。從潛在的污染原材料到成品，噴油壓縮機系統的除油系統漂移會(huì )帶來(lái)重大的經(jīng)濟風(fēng)險。而這個(gè)經(jīng)濟風(fēng)險，不僅僅限于可能造成的廢品率提高導致的生產(chǎn)成本增加，還包括品管、檢測工作量加大，售后服務(wù)補救投入增加，品牌口碑降低等等。
功耗與成本
能效比指空壓機在工作中所消耗的能量與其所產(chǎn)生的壓縮空氣能量之比，是評價(jià)空壓機性能的重要指標之一。在實(shí)際應用中，空壓機的能效比越高，其能夠為用戶(hù)節約的能源成本越多。
從表面比較能效比，有噴油壓縮機通常比無(wú)油壓縮機效率更高。但是，如果要獲得相同品質(zhì)的壓縮空氣，通盤(pán)考慮整個(gè)壓縮空氣系統而非單純的空壓機，那么兩者功耗并非簡(jiǎn)單功率作差那么大的差異。因為向用氣端輸送相同壓力的壓縮空氣，有油系統必須克服多個(gè)過(guò)濾器導致的額外壓力損失。比如，一臺75kW的噴油空壓機與一臺75kW的無(wú)油空壓機，過(guò)濾器的額外壓力損失約為0.19bar，則噴油壓縮機排氣壓力必須比無(wú)油壓縮機高0.19bar，從而使噴油壓縮機的功耗增加約1.4%。
小結
從生產(chǎn)實(shí)踐中看，絕大部分工藝對壓縮空氣品質(zhì)要求不高，有油機+常規后處理完全夠用，過(guò)高的用氣追求反而會(huì )導致成本急劇增加。但是，如果選擇了有油壓縮空氣系統，那就應當考慮所需的全部維護成本。
當空氣純度對產(chǎn)品安全或質(zhì)量至關(guān)重要時(shí)，首先考慮的問(wèn)題不是“無(wú)油系統是否更昂貴”，而是“使用有油機節省的資金值得所要承擔的風(fēng)險嗎？”
選擇有油還是無(wú)油，單純技術(shù)性能對比意義不大，只有結合用戶(hù)實(shí)際情況，包括購機資金壓力、維保運營(yíng)能力、油污染承擔能力等等，才能選擇出最經(jīng)濟、適用的空壓系統解決方案，也才能真正契合用戶(hù)的實(shí)際需求。
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