探索喷油和无油压缩空气系统的总拥有成本
接触成品及其包装的压缩空气的纯度比以往任何时候都要受到严格审查。因此，无油空气压缩机组成了一个更大的部分压缩空气市场比以往任何时候。事实上，Grand View Research公司预计无油市场的复合年增长率为4.8%，而整个市场(2019-2025年)的复合年增长率为3.8%。
尽管人们越来越希望提高压缩空气的纯度，并将其与无油空压机联系起来，但许多终端用户不愿意从喷油空压技术过渡到无油空压技术，因为无油压缩技术被认为比喷油空压技术更不经济。
Sullair DSP系列无油螺旋空压机在制药设施。
注油vs无油之争
除了压缩机本身的经济效益外，还有更多关于注入油还是无油的讨论。购买压缩机的价格往往是总拥有成本的一小部分。
应该考虑两个系统的总生命周期成本，以及废弃的润滑剂、污染的分离器和在线过滤元件对环境的影响，以及与处理污染的凝结水相关的不便。
当考虑到包括维护和电力在内的总拥有成本时，注油系统和无油系统的运行成本之间的差异可能比许多用户想象的要小。
本文的目的是提高人们对选择喷油压缩空气系统替代无油压缩空气系统的含义的认识。
喷油和无油压缩空气系统的比较
考虑两个压缩空气系统;一种采用喷油压缩技术，另一种采用无油压缩技术。这两个系统配置为提供类似的容量和ISO 8573-1级0:2:1压缩空气纯度。
扩大．
图1 -喷油和无油压缩空气系统组件。扩大．
与同类无油系统相比，采用喷油压缩技术的系统需要更多的空气处理组件。喷油系统需要聚结过滤器和活性炭过滤器，以达到与无油系统相同的空气纯度。
无油系统中包括一个水分分离器，以清除后冷却器下游压缩空气管道中冷却产生的任何凝结水。
注油空压机中的润滑剂管理
典型的工业螺杆空压机如果保养得当，寿命可达15年以上。在这段寿命中，润滑油的消耗量，包括常规的液体变化和顶部的液体，都是显著的。
现代压缩空气润滑剂在正常工作条件下能够持续8,000小时或更长时间。然而，如果润滑剂受到污染或工作温度升高，其寿命可能会严重缩短。
外部污染物聚集并集中在压缩机润滑油中，可能对压缩机内部部件造成危害。许多预防性维护计划和制造商保证要求定期进行流体取样和分析。
如果流体样品显示污染或低pH值(酸性润滑剂)，则应冲洗并更换润滑剂，通常早于预期的润滑剂更换日期。每次更换润滑剂都需要更换分离元件、在线润滑剂过滤器、控制线过滤器和废弃的润滑剂。
注油压缩机对顶液的需求是润滑油结转的结果。润滑油结转对运行有两方面的影响;必须更换润滑油，以保持油底壳内适当的润滑水平，携带的润滑剂必须通过下游的聚结和碳过滤器清除。
润滑剂的保留量可以达到3-4 ppm，或者更多。压缩机短周期和压降运行可显著增加结转。
表1 -喷油和无油旋转螺杆空气压缩机的润滑油使用比较。扩大．
技术上无油空气
根据一些制造商提供的额定过滤效果，可以使用喷油压缩机从技术上提供无油空气。通过在喷油压缩空气系统中使用多个聚结过滤器和一个活性炭过滤器，空气纯度等级可以超过ISO 8573-1类油含量要求。
过滤器的等级是由声誉良好的测试实验室根据适用的标准提供的，在正常操作条件下，过滤器可以提供所需的过滤水平。
这种不正常的情况应该引起人们的注意。如果聚结或活性炭过滤器无法从气流中去除润滑剂，会发生什么?
如果结转量过大，过滤系统完全有可能发生过载，从而导致输送的空气达不到预期的标准。一些简单的事情，比如合并过滤器的排水失败，就可能产生这样的场景。
一旦系统中存在润滑剂，就很难去除。一种不稳定的情况可能会污染大量的原材料或成品，导致大量的清理工作、成本和过程停机时间。
佐治亚州一家玻璃制造商的Sullair离心空气压缩机。
电力消耗
喷油压缩机通常比无油压缩机更高效，如果比能(kW/100 CFM)是表面值。
如果喷油压缩空气系统和无油压缩空气系统要向电厂输送相同的压力，则喷油压缩空气系统必须克服与聚结和活性炭过滤器相关的额外压力损失，以提供与无油系统相当的空气纯度。
如果附加的在线过滤器的压力损失估计为2.8 psid，则喷油压缩机的排气压力必须设置为比无油压缩机高2.8 psi，从而使无油压缩机的功耗增加约1.4%。
表2 -所需空气压缩机输出压力的比较。
定期监测油底壳润滑油水平和添加正确的润滑油是喷油空压机所需要的常见维护任务。在喷油压缩机中适当添加润滑剂有时比看上去要复杂得多。
大多数工厂都有许多工业液体;齿轮油、冷却剂、切削液和润滑剂。好心的维修人员很容易在压缩机油底壳中加入错误的液体。不兼容的流体经常会产生泡沫，导致过多的溢出，需要完全冲洗压缩机并更换下游的空气处理组件，有时包括再生干燥器中的介质。
总之，管理喷油压缩空气系统中的润滑剂不是一项简单的任务。注油压缩机在其使用寿命中所使用的润滑油的总量是非常重要的，在考虑无油和注油压缩技术时，应该是讨论的一部分。
注油压缩空气系统凝析油管理
注油压缩空气系统会产生受污染的凝析油，这些凝析油在释放到废水流之前会被收集在油水分离器中，或者直接排放到废水流中。在任何一种情况下，最终用户必须获得与压缩空气系统相关的排放许可证。
如果使用油水分离器，必须定期监测和更换过滤元件。正确选择油/水分离器需要深入了解其应用，包括润滑剂类型、气候条件和压缩机容量。
受油污染的凝结水会导致终端用户产生维护费用和/或行政负担，而这是无油压缩空气系统所不具备的。
请注意，在向城市下水道系统排放任何废水之前，必须获得适当的许可证。
凝结水产生:在84°F, 61% RH下，500 ACFM喷油压缩机每小时产生4加仑被润滑油污染的凝结水，必须进行适当处理。
西雅图一家啤酒厂的Sullair SRL系列无油涡旋空气压缩机。
风险管理
考虑无油压缩技术的制造人员可能会从风险的角度来评估这一决策。在我的工厂使用喷油压缩技术的风险是什么?
对于食品、药品、饮料或电子产品制造商来说，风险可能很大。从潜在的污染原材料到成品，在喷油压缩机系统的除油系统的漂移造成重大的财务风险。
这种风险超出了对制造商的直接财务风险。当在敏感应用中使用注油压缩技术时，潜在的产品召回和对制造商声誉的损害也是存在的风险。
结论
喷油空气压缩机代表了当今工业压缩空气市场的最大份额。由于油喷式旋转螺杆空压机是一种经过验证的、可靠的、高效的和具有成本效益的产生压缩空气的方法。
在许多工业过程中，润滑剂残留和污染的风险是最小的，或者通过使用点空气处理很容易解决。在这些应用中，注入油压缩技术在未来许多年内仍将是首选技术。
在为压缩空气系统选择喷油压缩技术时，应考虑到所需的全部维护任务。
表3 -维护任务的比较。
当空气纯度对产品安全或质量至关重要时，应认真考虑无油压缩技术。
也许我们应该问的不是“无油系统是否更昂贵”，而是“使用注油技术节省的钱值得冒这些风险和对环境的影响吗?”
关于作者
Brian Mann ME, PE是Sullair的空气系统经理。自2019年加入Sullair以来，Brian一直与Sullair渠道合作伙伴和终端用户合作，最大限度地提高压缩空气系统的能源效率。他拥有路易斯维尔大学机械工程硕士学位。可以联系布莱恩brian.mann@sullair.com．
关于寿力
苏莱尔于1965年在美国印第安纳州密歇根市成立，是全球领先的压缩空气解决方案供应商。该公司是最早在空气压缩机中执行旋转螺杆技术的公司之一，其机器以其可靠性、耐久性和性能闻名于世。Sullair于2017年7月成为日立集团公司。欲了解更多信息，请访问www.sullair.com．
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