离心、轴流和无油螺杆怎么选择？

根据生物发酵对压缩空气质量的要求，制备压缩空气的空压机应避免采用有油或微油机型，常见的无油压缩机有离心式、轴流式和无油螺杆式等。由于发酵生产大多规模化，因此对空气的需求量较大，离心式空压机和轴流空压机被广泛使用。

其中单轴离心式空压机受限于叶轮的尺寸和强度，其供气能力一般在1200Nm3/min以下，该机组叶轮多数为封闭式，机组效率相对较低，由于易损件少，叶轮强度高，维修费用较低，该机型在国内不少生物发酵企业仍在使用；轴流空压机由于空气在机体内沿轴向移动，流动阻力损失小，机组效率较单轴离心机组提高10%左右，该机组供气流量一般不低于1200Nm3/min，对于空气需求量较大、空气负荷存在波动的场合，静叶可调轴流空压机应作为，因为该机组在部分负荷下同样能够高效率运行，这是离心机组无法比拟的；近年来，多轴离心空压机组由于采用三元流高效叶轮，机组工况点的效率甚至超过了轴流机组。该机组有一体式撬装机构和分体式两种型式，对于空气流量超过1000Nm3/min时，该类型机组多数为分体式结构。

目前多轴离心空压机由于其效率高，维护周期间隔长等优势正逐渐应用到发酵生产，如国内几大空压机制造商也在生产该结构型式机组。

二、空压站及管网的规划布局

空压站作为压缩空气集中供应的中心，其耗电较大，为降低电缆铺设成本，空压站应就近变电站设置；同时为减少空气长距离输送造成的能量损失（压力损失），空压站应就近发酵生产岗位建设。对于园区面积较大，发酵厂房分散的情况，空压站的规划应变集中为相对分散建设，不同空压站的供气母管进行有效联通，彼此进行补充供气。

根据发酵生产能力的布局，不同空压岗位空压机的供应能力也应做相应配置。在空压机配置时，尽量选择大流量高效机组，同时备用空压机的能力要确保公司空压机检修或异常停机时，空气供应不得影响生产。

若园区发酵产品单一，对空气的需求指标一致，只需建设一种空气主管网即可；如果园区发酵产品有多个，且要求的供应压力不一致，空气系统既要满足生产需要，又要实现经济运行，此时应将园区的空气管网分为高低压两种，其对应的空压机配置也应做相应调整。高低压管网采用阀门联通，高压管网可以为低压管网补充空气。

实践证明：高低压管网分供可以较好地实现空气系统的安全经济运行。

三、几种常见的空气供应工艺路线分析

为实现发酵空气无菌、无尘、无水及温度适宜的要求，在空气制备过程中需要相应的空压机附属设备，并按照一定的工艺路线完成气体输送。空压机附属设备包括空压机吸气过滤器、空气冷却器、汽水分离器、空气加热器、管路总空过滤器、无菌过滤器等。现就几种常见的空气供应工艺路线进行分析说明：

以上四种工艺路线分析：

1、工艺路线一是目前发酵生产主要的空气供应方式，即在气源侧（空压机房）对压缩后的空气进行除湿，除湿后的空气通过空气管网，在进入用户总空过滤器前使用蒸汽对空气加热，降低空气相对湿度，之后经过无菌过滤器进入空气使用点。此工艺在运行过程中，由于空压站距离发酵车间有一段距离，当环境湿度大且空气管道不保温时，空气在输送过程中由于温度变化，会造成管道内大量凝水出现，即使经过空气加热器，也经常出现用户端总空过滤器有凝水，凝水易造成无菌过滤器失效，从而对发酵无菌生产带来一定风险。

2、工艺路线二是在将空气加热装置设置在空压厂房，即先通过空冷器进行除湿，除湿后的空气进入空气加热器（热源是空压机余热热水或热空气）降低空气湿度，经预热后的空气（温度一般45℃左右）直接进入总空过滤器进行除尘，后经无菌过滤器进入用气点。此工艺省去了用户端蒸汽的消耗。

3、工艺路线三是对工艺路线一的改进，即在用户端进入空气加热器前空气先进入汽水分离器（目的是除去空气中因长距离输送产生的凝水），之后空气再经过空气加热器降低空气湿度，确保进入总空过滤器的空气为非饱和空气，从而不会对后面的无菌过滤器造成影响，保证发酵无菌生产。

4、工艺路线四是对工艺路线一的改进，即将用户端空气加热器安装在总空过滤器之后，自空压站经空气管网输送来的压缩空气在经总空过滤器除尘、除水后，再进入空气加热器升温，此时空气为不饱和状态，避免空气带水对后面的无菌过滤器产生影响，更好地保证发酵的无菌生产。

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