解密无油压缩机

图1 AERZEN第一台无油螺杆压缩机

编者按：压缩机作为一个通用设备全面跃动于生产、生活的各个方面，随着工业的发展和空气所服务的流程工艺的不断进步，越来越多的应用场合对空气质量的要求变得日益严苛。为了满足用户不断变化的需求，压缩机技术也在不断发展和创新。本期压缩机专题我们将聚焦无油压缩机，邀请业内知名压缩机企业共同探讨压缩机的发展及技术创新。

无油压缩机，是指经压缩后排出的气体不含油，主要应用在使用压缩空气品质要求高的领域，如纺织行业、冶金行业、食品行业、化工行业、电子制造、汽车行业、医药、实验室、石油、钢铁和航天等各种需要纯净、无油压缩空气的场所。这里的不含油可以是处理后不含油和压缩过程就不会有油污染无需处理的情况。如果是第一种情况任何一种压缩机都可以达到，油的含量只是取决于后处理设施的效果，不可能做到完全无油，也就是通常意义上的绝对无油，现在很多压缩机厂家也把这类处理后达到无油的压缩机叫无油压缩机，其实这是不恰当的。要做到绝对无油只有从压缩机入手做到全过程不接触油，也就是第二种情况。此类压缩机可选择的范围就很窄了，通常使用最多的就是干式无油螺杆压缩机和离心压缩机两大类。

图2 AERIEN第五代Delta G5压缩机

用户在使用无油压缩机过程中有哪些注意事项？

匡旭：作为企业重要的能源设备，空压机的稳定运行至关重要。无油螺杆空压机可以为客户提供稳定、高质量的压缩空气，相对于普通压缩机其使用过程应注意以下方面：

1.运行中注意事项。

a. 定期查看机器运行数据，通过运行数据可以及时地发现和预防可能发生的意外停机事故（如表1）。

b. 定期检查油位，运行状态油位不低于低位红线，停机状态不低于绿色区域的上部。

c. 定期检查润滑油中是否有水，避免润滑油乳化造成运动系统损坏。

图3 康普艾DH无油压缩机内部结构图

d. 检查排水阀有无冷凝水排出，特别注意检查中间冷却器排水阀，中冷冷凝水不能及时排出将进入高压转子，缩短高压转子使用寿命。

e. 控制冷却水温度，避免与环境温度差距较大产生机身结露锈蚀甚至空气冷凝水进入油箱。

f. 水冷型机组应严格对照冷却水要求（如表2）使用冷却循环水，不良的水质将导致冷却器芯子结垢甚至腐蚀。

g. 定期的维护保养，参照制造厂商制定的维护标准，预防性的维护保养将有利于延长机器的使用寿命。

图4 “作为企业重要的能源设备，空压机的稳定运行至关重要。”
——匡旭，阿特拉斯.科普柯公司CTS技术支持

h. 定期联系制造厂商人员对运转系统进行SPM检测，可以提前发现故障隐患。

2.停止使用中注意事项。

a. 长时间停止使用前建议进行如下操作：停机前先打开中冷、后冷手动排水阀，彻底排放冷凝水；按电脑F3按钮，让机器卸载运行20分钟；10％空气通过卸荷阀－低压转子－中冷－高压转子排气消音器－吹干系统内滞留的潮湿水汽；关闭空气出口阀门、冷却水进出口阀门后停机。

b.空压机加装反吹干燥装置防止转子生锈。

c.每天手动盘车一次（转动数圈）。

d.每周开机运行至热机两次，直至暖机。

图5 “目前我们的主流产品Delta系列已经是第5代，不仅集合了前面几代产品的优良特性，而且技术上有了更大的革新。”
——毛羽虎，艾岑国际贸易(上海)有限公司技术经理

f.在冬季会结冰环境应排尽冷却水或更换为防冻液。

g.假如机组在室外使用还应考虑选装机箱加热装置、电机加热装装置，保持足够温度驱除潮气。

谢鹏：无油压缩机在使用过程中应注意以下几点：

空气压缩机应安装在通风、稳定及坚固的工作面上，为减少噪音和震动。

压缩机组的安装虽较为简单，但用户在安装前，应进行相应的安装技术咨询及开机调试现场的培训。

压缩机至少每季维护保养一次，保养内容包括彻底清除压缩机进风口外部尘土和污物，检查并紧固压缩机各处连接螺栓，接地线是否完好，检查电器线路有无老化破损等。

图6 康普艾DH无油压缩机

根据应用现场的具体情况和使用压缩空气的实际工艺要求，选用适合生产需要的空气压缩机。

为了确保获得高品质的压缩空气以用于高标准的工艺流程，选购前应了解工业空气质量的标准以及不同应用等级所允许的污染物含量是十分必要的。

有些压缩机生产厂家称其无油空压机为“本质上无油”，但在零等级的规范下就不能称之为无油空压机。

毛羽虎：螺杆压缩机相对于其他压缩机具有以下特点：由于零部件少没有易损件运转可靠；转子动平衡没有不平衡惯性力体积小重量轻；强制输气效率高不受其他因素影响，流量稳定。这当中就操作而言最大的特点就是免维护，可以实现无人值守。特别是得益于机电一体化的控制，所有的保养维护均已设置好用户只需根据提示做些简单的更换和清洁工作。

结合实际在使用过程中以下几点需要引起足够重视：

1. 不能单纯为了保生产而超负荷运转，一般情况下超负荷压缩机会有保护不会导致损坏，但实际很多用户会将保护摘除或短接，造成重大设备事故。另外摘除保护后的另一个风险是阀门误操作会导致设备损坏。这种误操作通常在1~2s内可使压缩机报废。

图7 “康普艾DH系列无油压缩机能提供100％不含任何油分的压缩空气，采用洁净的水润滑方式为压缩元件提供更出色的冷却。”
——谢鹏，康普艾全国技术支持

2. 由于无油螺杆内部结构复杂，装配要求很高，通常需要保证10多个重要数据，用户在没有足够经验或手段时不要轻易修理。

3. 使用厂家推荐的润滑油也是很重要，虽然油品的好坏对设备影响不会立即反应出来，但通常2~3个月到半年后会有表现。

您认为无油压缩机产品的市场前景如何？

毛羽虎：就螺杆压缩机而言，最先发明工业使用的就是无油螺杆，由于单级压力只能到3.2bar表压，在与滑片机和活塞机的竞争中没有取得太大优势，其应用受到限制。到上世纪50年代末出现了喷油螺杆压缩机使这一现象发生了根本变化，螺杆机在各领域中逐步取代活塞机和滑片机成为应用最为广泛的压缩机，约占总量的一半。喷油螺杆压缩机因为排出气体含油因此不能应用在对气源要求高的场合如食品，医药行业。现在除了这两个关系到人生健康安全的领域外，其他行业出于提高产品品质的要求也需要气源100%绝对无油如纺织，电子，石化等，这就使无油机的应用将越来越广，目前干螺杆空气压缩机的市场份额虽然较小，但从最近几年的发展情况来看，增长速度远远高于螺杆空压机平均增长水平。

谢鹏：无油压缩空气是一种重要的动力源，有着纯净无污染，清晰透明，输送方便，无害不易燃、环保等显著的特点：

系统效率的提高，能耗的大幅度降低，意味着花费更少的电能，消耗更少的化石能源，从而减少温室气体、各种悬浮颗粒及污染物的排放，保护我们赖以生存的环境。

无油压缩机在压缩过程无需润滑油，避免了昂贵的润滑油消耗成本，无需油过滤器的维护，减少用户每年的备件支出。

整个机组对外排出的仅仅是水分和完全无油的纯净气体，确保对环境“0”污染。

不含油的压缩气体无需添置后续空气净化设备，如油气分离、过滤设备，减少设备投资、设备维护及耗材支出。

无油压缩机作为这种重要的能源产生形式，将被广泛应用于生活生产的各个环节，必将成为空压机的主流产品。

您认为无油压缩机技术有怎样的发展方向？

毛羽虎：无油螺杆压缩机发展至今有近70年历史，可以说非常成熟了。在转子型线上经历了对称和非对称两个时代，非对称型线也出现了一些代表，目的是减少泄漏提高效率，但目前现状是在型线方面暂时很难有所突破了，可能的变化会出现在以下方面：

1. 节能环保。压缩机耗电占总耗电的6%~7%，由于压缩机品质，选型，管理不当产生的浪费占很大比重，鉴于此压缩机节能将是一个绕不开的话题。根据这一要求会推出一些技术应用，有些技术并不最新，但会加大推广力度达到广泛普遍使用。例如变频控制，随着变频器价格的走低，压缩机变频驱动也将普及。还有就是压缩机环保材料的应用，消音设施的增强以降低噪音。

2. 更加安全可靠。安全第一，以人为本，包括设备与人员的安全，要求符合国际安全规范。可靠性是要确保避免设备本身出现故障停机，导致生产损失。

3. 信息共享便于维护操作。压缩机机电一体化得到强化，采用计算机自动控制，人机界面，自动显示各项参数，应用多元化网络接口实现全场数据信息分享便于设备管理层数据同步与传递。网络通信技术的发展远程监控系统也将得到应用，现场数据通过电话线或GSM网络定时或随时向压缩机厂家发送，制造商可以提供专业服务。

4. 进一步通过进出口流道设计达到降低损耗提高效率，优化结构设计方便使用。

5. 适应现代化工业规模逐步增大的方向，流量和压力均有迫切提高的要求。

请推荐一款贵公司的无油压缩机产品。

毛羽虎：德国Aerzen从1943年致力于发展无油螺杆压缩机，距今已经有67年的历史，图1所示为第一台4+6无油螺杆工业制品。目前我们的主流产品Delta系列已经是第5代，不仅集合了前面几代产品的优良特性，而且技术上有了更大的革新。Aerzen压缩机分成两种不同类型的转子形式。到目前为止，在螺杆压缩机市场上，同时采用两种形式转子这一标准的仍然是独一无二的。对于小于等于2bar的低压力，我们采用3+4形式的转子（VML型压缩机，流量可达15000m3/h）。对于2~3.5bar的更高压力，我们采用4+6形式的转子（VM型压缩机，流量可达11600 m3/h）。工艺螺杆机可达120000 m3/h.

因此，适应不同的流量和压力范围，Aerzen的两种不同的转子形式，使我们有可能选择最佳的内压缩，不同的内压缩比避免了可能发生的过量压缩，从而提高了机器的效率。举例来说，在2bar以内的低压范围，与其他形式的压缩机相比效率有可能提高20%。此外，压缩机的整机部件已经经过了技术方面的改造，由于出口消音器的革新，压力损失降低了20%。没有使用阻性消声材料，这样就不存在风力的冲刷把消声材料带进客户系统的可能，保证下游的系统不会受到污染。在污水处理行业，曝气头的阻塞情况可以避免并且保养费用会很少，大大降低了生产损失；在食品、电子等对气体品质要求比较高的场合，AERZEN 的第五代G5螺杆压缩机是最恰当的。此外，排气消声器通过了ATEX防爆认证，避免了输送易爆粉尘时出现火花的可能性，低噪声以及结构紧凑可以并排安装也是这款压缩机的特点。

在污水生化处理曝气系统中的曝气风机，通常曝气池的水深多为5~7m，在曝气池面积不变的情况下，如果可以提高水深，就意味着污水处理量的大大提高，而这需要能够工作在更高压力的风机，Aerzen的螺杆压缩机就是一个很好的选择，其VML型最高可以工作在20m水深，VM型更高，可达35m。同样的污水处理量，使用压缩机，提高水深，向空间发展，可以大大节约占地面积。

还有各种粉粒料的风力输送，由于物料的特性，都要求无油输送，以免设备中所含的润滑油进入输送管道进而污染物料，改变物料输送特性，降低品质甚至造成质量事故。而AERZEN的无油螺杆压缩机的大流量、高于罗茨风机的压力，使长距离、大落差的大规模风力输送成为可能。军事领域中潜水艇的快速下潜和上浮，飞机发动机的起动均有AERZEN无油螺杆压缩机的广泛应用。

谢鹏：康普艾DH系列无油压缩机能提供100％不含任何油分的压缩空气，采用洁净的水润滑方式为压缩元件提供更出色的冷却，同时采用变频调速系统中效率最高的开关磁阻电机调速系统，机组使用效率远远超过普通变频式无油压缩机。

DH无油压缩机的主机为一个单螺杆结构的压缩单元，配备一个主动转子，内部 6 个凹槽与一对11 齿转子啮合。压缩过程发生在主转子上下的两个腔内，因此使压缩载荷得以平衡，轴承载荷也显著降低，低承受载荷可延长压缩部件的寿命，并极大降低工作寿命期的运行成本。整体式的水净化装置使用倒置的渗透膜片过滤系统，确保机组获得高品质的润滑水；同时，净化装置可带走或溶解如：盐、金属、矿物和有机物等杂质，通过对压缩机润滑水品质的控制，从而确保可靠性和无故障运行，喷射到压缩单元中的水可实现润滑、密封和冷却。水的卓越冷却性能使压缩机能在较低温度下工作，实现接近等温的压缩、低功耗和一流的效率水平。

机组主要包括磁组开关调速电机、空气端、智能控制系统、油/气分离器、油/气冷却器等，这些部件都安装在一个拆卸方便的钢制罩壳内，内部结构图3如示。