压缩空气系统

压缩空气系统，狭义的来说由气源设备、气源净化设备和相关管路构成，广义上来说，气动辅助元件、气动执行元件、气动控制元件、气动辅助元件、真空元件等都属于压缩空气系统的范畴。

通常一个空压机站的设备即为一个狭义的压缩空气系统，下图为一个典型的压缩空气系统流程图：

气源设备（空气压缩机）吸入大气，将自然状态下的空气压缩成为具有较高压力的压缩空气，经过净化设备除去压缩空气中的水分、油分和其它杂质等污染物。

自然界的空气是由多种气体（O₂、N₂、CO₂…等）混合而成的，水蒸气也是其中的一种。含有一定量水蒸气的空气叫湿空气，不含水蒸气的空气叫干空气。我们周围的空气都是湿空气，所以空气压缩机工作介质自然也就是湿空气。

湿空气的水蒸气含量相较而言虽然不大，但其含量对湿空气空气的物理性质影响很大，在压缩空气净化系统中，对压缩空气的干燥是主要的一项内容之一。

在一定的温度和压力条件下，湿空气中水蒸气的含量（即水蒸气密度）是有一定限度的。在某一温度下，所含水蒸气的量达到最大可能含量时，这时的湿空气叫饱和空气。水蒸气未达最大可能含量时的湿空气叫未饱和空气。

未饱和空气在成为饱和空气的瞬间，湿空气中会有液态水珠凝结出来，这一现象称为“结露”。结露现象是常见的，例如夏天空气湿度很大，容易在自来水管的表面结成水珠，冬天早晨，住户的玻璃窗上会出现水滴等，这些均是湿空气在定压下冷却而结露的结果。

如上所述，未饱和空气在保持水蒸气分压不变（即保持绝对含水量不变）情况下降低温度，使之达到饱和状态时的温度叫露点。温度降低至露点温度时，便有“结露”。

湿空气的露点不仅与温度有关，而且与湿空气中水分含量的多少有关。含水量大的露点高，含水量少的露点低。

露点温度在压缩机工程中有重要用途，如空压机出口温度过低时，油气桶内会因温度过低而造成油气混合物结露，使润滑油含水，影响润滑效果。因此。空压机出口温度设计时必须保证不低于相应分压力下的露点温度。

常压露点也就是大气压下的露点温度，同理，压力露点指的是压力空气的露点温度。

压力露点与常压露点之间的对应关系与压缩比有关，在压力露点相同情况下，压缩比越大，所对应的常压露点越低。

从空气压缩机中出来的压缩空气是很脏的。主要污染物有：水（液态的水滴、水雾和呈气态水蒸气），残留的润滑油雾（雾状油滴及油蒸气），固体杂质（锈泥、金属粉末、橡胶细末、焦油粒及滤材、密封材料的细末等）、有害的化学杂质以及其它杂质等。

变质的润滑油会使橡胶、塑料、密封材料变质，造成阀类动作失灵，污染产品。水分和粉尘会造成金属器件，管道生锈腐蚀，造成运动部件卡死或磨损，使气动元件动作失灵或漏气，水分和尘土还会堵塞节流小孔或过滤网，在寒冷地区，水分结冰后造成管道冻结或冻裂。

由于空气质量不良，使气动系统的可靠性和使用寿命大大降低，由此造成的损失往往大大超过气源处理装置的成本和维修费用，故正确选用气源处理系统是绝对必要的。

压缩空气中水分的主要来源是什么？

压缩空气中水分的主要来源是随同空气一起被空压机吸入的水蒸气。湿空气进入空压机后，在压缩过程中大量水蒸气被挤压而成液态水，会使空压机出口处压缩空气的相对湿度大为降低。

如系统压力为0.7MPa、吸入空气相对湿度为80%的情况下，从空压机输出的压缩空气尽管在压力下呈饱和状态，但若折合到压缩前的大气压状态，其相对湿度只有6~10%。就是说，经压缩后的空气含水量已经大大减少。但在输气管道和用气设备里随着温度的逐渐下降，压缩空气中继续会有大量液态水凝结出来。

压缩空气中的油污染是怎样引起的？

空气压缩机的润滑油、环境空气中的油蒸气和悬浮油滴及系统中气动元件的润滑用油是压缩空气中油污染的主要来源。

目前在使用的空压机，除了离心式和膜片式空压机外，几乎所有的空压机（包括各类无油润滑空压机）都会或多或少有污油（油滴、油雾、油蒸气及碳化裂变物）带入用气管道。

空压机压缩腔的高温会引起大约5%~6%的油汽化、裂化和氧化，以碳和漆状膜的形式积沉于空压机管道内壁中，轻的馏分就以蒸汽和微小悬浮物的形式被压缩空气带进系统中。

总之，对工作时不需要加润滑材料的系统，所使用的压缩空气中，混有的一切油类和润滑材料都可看作是油污染材质。对工作中需加进润滑材料的系统，压缩空气中所含的一切防锈漆、压缩机油均认为是油污染杂质。

固体杂质是怎样进入压缩空气的？

压缩空气中的固体杂质来源主要有：

①周围大气中混有各类粒径不一的杂质，即使空气压缩机吸气口装有空气过滤器，但通常5μm以下的“气溶胶”类杂质还是能随吸入空气进入到空压机内部，在压缩过程中与油、水混合进入排气管道。

②空压机工作时各零件之间的互相摩擦、撞击，密封件的老化脱落，润滑油在高温下的碳化裂变都会讲金属微粒，橡胶粉尘及碳质裂变物等固体微粒带入用气管道。