压缩空气的处理

压缩空气在涂装行业应用得非常广泛，有些作业甚至只能用压缩空气才能进行。压缩空气要经过一定形式的处理才能满足我们对压缩空气的质量要求。这里我们要讨论几种技术上成熟的压缩空气处理方法以及如何有效地使用这些方法，以降低能源消耗和运行费用。

图1 是一个我们常见的压缩空气系统，系统中包括空气压缩机(包括进气过滤器和电机)、后冷却器、分离器、储气包、空气过滤器、空气干燥器、调压阀和气动工具。

空气压缩机种类繁多，可以满足我们涂装行业中一切施工的需要，只要按照需要正确选用就行了，本文不作讨论。

1.分离器和冷凝水排放

压缩空气系统中，冷凝水的积聚会造成压力降低。压缩空气中的油雾还会与水汽一起冷凝，形成乳状液。另外，压缩空气中的固体颗粒和锈垢会造成控制阀堵塞，由此而造成的问题就更加严重。压缩空气中的水汽冷凝在整个压缩空气系统中都会发生，这些冷凝水要清除得越彻底越好。
 

2.后冷却器

如今，大部分空气压缩机都配置有后冷却器，用来清除压缩空气中的水分和一部分油雾。后冷却器有风冷和水冷两种形式，可以以独立的机组供货。后冷却器可以排除压缩空气中约68%的水分，但消耗的功率只是整机功率的2%左右。

压缩空气在空压机房外管道中输送时，环境温度会更低，压缩空气中的水汽就更容易冷凝。因此，压缩空气管道上要每隔一段安装一个排水阀，输气管道要向排水阀方向倾斜。其斜度不要小于1:100。排水阀的间隔距离最好在30米左右。如果需要在输气总管上连接支管，就要在靠近支管的总管上安装一个排水阀，防止冷凝水流入支管内。支管上也同样需要安装排水阀。排水阀要与一个泄水弯头配套使用，使排水阀的工作更有效。

3.排水器

泄水弯头的形式多种多样，性能差别很大。手动排水器经常会没有关好，这是压缩空气漏气的主要原因。自动排水器可以定期排水，工作可靠，使能源消耗降低。大部分自动排水器都是浮球式的，这种排水器只在排水器内积有一定量水的时候才会打开，积水一旦排尽，排水器立即关闭。要是存在大量积水进入排水器的可能，就需要在管路上接一段平衡管，使得管道内的压缩空气在积水进入排水器前返回到主管道中去。另外，电子排水器的规格很多，小规格的电子排水器可以安装在过滤器的底部，储气罐上要用大规格的电子排水器。电子排水器在排水时没有压缩空气泄漏，维修工作量少，工作可靠。

为了保证排水器工作正常可靠，就有必要在排水器前安装一个结构简单的用金属丝网支撑的过滤器，防止细小的固体颗粒进入排水器。另外，对排水器进行不定期保养也是必需的。要定期地清除排水器中的油污或污垢，如果结垢严重，就要用功能强劲的清理器来清理。合理的排水设计可以使压缩空气的费用节省10%。

4.干燥器

压缩空气中的水：压缩空气中的水以三种形态存在：液态、雾态和气态，其中以液态和雾态的水居多，而且也容易清除，只要有性能好的过滤器和冷冻式干燥器就行了，雾态的水比较麻烦，要用吸附式干燥器和高性能过滤器来对付。

在不存在腐蚀性破坏问题的大部分工业领域，只要清除掉压缩空气中液态和雾态的水就足够了。如果要防止压缩空气管道中发生腐蚀，我们就要用吸附式干燥器来处理压缩空气中的水分，而且，管道腐蚀生成的锈和杂质会影响气动工具或设备的正常使用。

空气的干燥程度我们常用露点来衡量，在为压缩空气系统选择干燥器时，露点常常会被搞错，这种现象在天气温和的国家更是常见。我们应该知道，要使锈蚀不发生，空气的相对湿度要不能大于2%。相对湿度2%相当于压力露点摄氏零下30度。表1是压力露点和空气相对湿度对照表。

表1 压力露点和空气相对湿度

通常，空气经空气压缩机压缩以后的体积只有原先的1/8，但空气中杂质的总量(水和固体颗粒)并没有减少。一般来说，压力升高会使空气中的水汽析出，但是，空气在压缩过程中因摩擦热温度升高又提高了空气容纳水汽的能力。使用空器干燥器可以使压缩空气中的水分减少。露点是一个温度值，在一定条件下，只要水汽的温度低于露点就会变成液态的水。有效地降低露点就会使水汽冷凝成水滴所需的温度降低。压缩空气的温度每降低摄氏11度，压缩空气容纳水汽的能力就要降低50%。使压缩空气干燥可以防止压缩空气中的水汽在远离空气压缩机的地方凝结成水，压缩空气中的水会污染或损坏系统，导致设备工作不正常，维护费用和修理费用增加。

在选择空气干燥器时，要根据使用要求选用最为经济的型式和规格，因为，空气干燥剂的露点、价格和维护要求有很大的差别。以下几点在选用干燥器时要予以注意：

◆ 确定干燥器的露点，干燥器的露点要低于空气压缩机所在位置的最低环境温度。要考虑压缩空气输送管道的走向，就是，管道所经过的地方有没有空调或取暖装置，管道是布置在地下还是在高空，等等。

◆ 选择能符合露点要求的干燥器的型号。

◆ 考虑干燥器的价格和运行费用，露点温度越低，干燥器的价格和运行费用就会越高。

选择好干燥器的型号以后就要考虑干燥器使用的实际条件，这一点与干燥器的大小有关。

◆ 最大空气流量(升/秒)

◆ 最高需要压力露点(℃)

◆ 最低进气压力(kPa)

◆ 最高和最低进气温度(℃)

◆ 最高环境温度和冷却水温度(℃)

◆ 允许压力降(kPa)

用于压缩空气干燥的干燥器主要有五种形式，它们各有特点，各有不同的用途。表2 列出了它们的性能和能源消耗相对费用。后文将作进一步的介绍。

表2 压缩空气干燥器的性能

4.1 冷冻式干燥器

冷冻式干燥器使进入的压缩空气温度降低，水汽冷凝成水析出。这种形式的空器干燥方法应用得很普遍，能源利用率高，性能可靠，大部分使用压缩空气的场合都可以选用这样的干燥器。

冷冻式干燥器与后冷却器相比，使用费用一般高出5%。冷冻式干燥器的压力露点为3摄氏度，除水率可以达到28%。图2是HANKISON公司的HPRP系列冷冻式压缩空气干燥机的外形和工作原理，表3 HPRP系列冷冻式压缩空气干燥机性能