综述
SUMMARY

压缩空气净化设备选择考虑要素简论

  商场上的买卖主体永远都是一对辩证体,压缩空气行业的买卖双方同样也是一对辩证体,作为压缩空气的卖方永远是想多卖出产品或服务,而作为买方原则上是想价廉并获得优质产品和服务。通常买卖双方是不对称的,1)信息不对称,目前市场上有不下几百个品牌的压缩空气系统产品,到底哪个更适合自己,买方永远没有正确答案,也许卖方也没有正确答案,谁都认为自己是好的。2)非专业领域,术业有专攻,作为买方总是依靠“专业力量即专业人士、品牌广告、自我感觉等”来选择,而一套压缩空气产品或系统除包含了空压机、净化设备及配套设备与设施等硬件因素之外,还应包含专业的技术与服务力量等软实力。那么,对于选择压缩空气净化设备应考虑哪些要素,才算是科学的呢?

  一、依据需要过滤微粒的精度选择

  1) 当压缩空气与产品有直接接触或有直接接触的可能,而任何颗粒杂质对产品的过程质量和最终质量会造成影响时,应当按技术文件的规定限制压缩空气中的固体、微生物、水、油等杂质,并选择相应的净化设备。比如医疗卫生、医疗器械、食品、高科技电子、芯片、高精度记录光盘等。

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  2) 一般性的通用工艺和气动系统,对压缩空气中固体、液态杂质的净化程度,则可依据以下因素来确定:

  ①气动设备和控制系统的结构和材料;

  ②气动元件、仪表中气流通道间隙和孔的大小尺寸及精度;

  ③对系统可靠性和寿命的要求;

  ④使用条件及杂质影响的性质。

  必须注意:杂质微粒的硬度越高,气动系统中各元件的磨损就越大,终会因磨损和摩擦运动发热而烧坏元件;杂质的几何尺寸越大,越容易堵塞元件的通气小孔。表1列出部分行业所需压缩空气的等级。

  表2为GB/T 13227.1-2010《压缩空气 第1部分:污染物净化等级》中有关固体颗粒的等级。

  表2中,0级~5级的测量方法按照ISO 8573-4进行,6级~7级的测量按照ISO 8573-8进行。

  二、依据所需露点来选择

  1) 当压缩空气与产品有直接接触或有直接接触的可能,压缩空气中的水分含量对产品的过程质量和最终质量会造成影响时,应当按技术文件的规定限制压缩空气中水分的含量,并选择相应的干燥设备。比如:医疗卫生、医疗器械、食品、高科技电子、芯片、高精度记录光盘等;其它通用工艺和气动系统中,压缩空气露点均需按具体元件对含湿量的敏感程度而定;还有一些摩擦表面与压缩空气没的直接接触的气动装置,对压缩空气中液态水含量不作规定。

  2) 通用的选择方法是,在使用压力下压缩空气的露点温度(压力露点)至少要比可能出现的最低环境温度低6~10℃,但要注意以下几点:

  ①一定要从实际需求出发选择露点,露点不是越低越好。依据能量守恒定律,露点的降低是要通过其它能量来换取的,也就是说越低的露点,将消耗更多的能量。在能源紧张与成本竞争激励的市场中,节省的能源就是纯利润和成本竞争力。

  ②排气露点是衡量干燥器效率的最终指标,由进气温度和进气压力等条件决定,与干燥过程的能量消耗密切相关。降低进气温度和适当提高进气压力,有利于干燥器的处理效果;反之必将给干燥器排气露点和能量消耗带来负面影响。如:在进气温度为38℃时,压缩空气中饱和含水量为46.1g/m3,而当进气温度增加到45℃时,饱和含水量增加到65.3g/m3,相应的能耗也会增加。比如,若冷干机前进气温度大于38℃,建议采用前置冷却器将温度先降下来,再进冷干机。类同到吸附式干燥机也是这样的,应尽量降低进气温度。

  ③吸附式干燥再生时,都会有部分压缩空气的消耗,所谓的零气耗也并非百分之百,为此,在选择空气压缩机的流量时,应考虑这部分损失。

  ④还有注意热力学参数的变化对压缩空气干燥过程的重大影响。如,在工作腔中由于活塞的快速移动,在供气中断或被节流情况下和在气动执行元件(气缸和气动马达)中,空气从元件排气室向外放气时发生膨胀,可能有水蒸气和油蒸汽的冷凝等。

  GB/T 13227.1-2010《压缩空气 第1部分:污染物净化等级》中都有关于露点、含水量的等级与数据。

  温度等级见表4,液态水等级见表5。表征湿度的压力露点的测量按照 ISO 8573-3。液态水的测量按照 ISO 8573-9进行。当要求更低的压力露点时,应明确规定。

  三、依据含油量来选择

  对于工作时不需要加润滑材料的气动系统,使用的压缩空气中所含有的一切油类都应看作是污染杂质;对工作时需加进润滑材料的气动系统,压缩空气中所含的一切防锈油、压缩机油均认为是污染杂质;对于一些油类杂质非常敏感的工艺场合,如高级喷漆、食品医药、制氧设备等气动流程中是要求压缩空气中百分之百无油。

  总之,从空气压缩机排出的压缩空气所含的一切油类(含油蒸汽)杂质对气动系统都是有害的,不仅会污染产品、影响气动系统的正常工作,还有可能因油蒸汽的积聚,酿成灾难性的后果。

  GB/T 13227.1-2010《压缩空气 第1部分:污染物净化等级》中标注有关含油量的等级与数据。

  含油等级见表6。悬浮油和液态油的测量按照ISO 8573-2进行,油蒸气的测量按照ISO 8573-5进行,它们之和是总含油量。

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  许多气动系统中使用的控制元件与执行元件通常都需要润滑,否则摩擦力增大,加速密封元件的磨损,进而影响元件的使用寿命。可以在空气管路中设置特殊结构的元件(如油雾器),使普通液态油滴(此润滑油是专用的清洁无害的,而非压缩空气中所含的压缩机油等)雾化成细微的油雾混入空气,送到需要的部分。

  要清除压缩空气中所包含的各种水、油、灰尘等污染杂质,从而提高气动设备的可靠性和使用寿命,减少污染物对用气工艺的影响,必须要用到压缩空气净化设备,但到底需要净化到何种效果则需依据各行各业的实际用气标准来确定。当然,在许多实际应用场合,压缩空气中存在一定数量的杂质,并不影响气动设备和系统的正常性能,也不影响产品质量。因此,如盲目追求彻底净化,需要付出巨大的成本,其经济性不一定是合理的。

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