很多人都知道压缩机的两级适合高压生产,第一级适合大产气。有时,需要执行两次以上的压缩。为什么需要分级压缩?
当气体的工作压力要求较高时,采用单级压缩不仅不经济,有时甚至不可能,必须采用多级压缩。多级压缩是气体从吸入开始,经过多次升压达到所需的工作压力。
1.节省电力消耗
采用多级压缩时,可在级间设置冷却器,使压缩气体经过一级压缩后进行等压冷却,降低温度,然后进入下一级气缸。温度降低,密度增加,便于进一步压缩,与一次性压缩相比可大大节省能耗。因此,在相同压力下,多级压缩的工作面积小于单级压缩。级数越多,功耗越大,越接近等温压缩。
注:喷油螺杆空压机的空压机非常接近恒温过程。如果达到饱和状态后继续压缩并继续冷却,就会析出冷凝水。如果冷凝水与压缩空气一起进入油气分离器(油箱),会使冷却油乳化,影响润滑效果。随着冷凝水的不断增加,油位会不断上升,最终冷却油会随着压缩空气进入系统,污染压缩空气,给系统造成严重后果。
因此,为了防止冷凝水的产生,压缩室内的温度不能太低,必须高于冷凝温度。例如,排气压力为11巴(A)的空气压缩机的冷凝温度为68℃。当压缩室内温度低于68℃时,会析出冷凝水。因此,喷油螺杆空压机的排气温度不能太低,即等温压缩在喷油螺杆空压机中的应用因冷凝水的问题而受到限制。
2、提高容积利用率
由于制造、安装和运行三个方面的原因,气缸内总是不可避免地存在余隙容积,而余隙容积不仅直接减少了气缸的有效容积,而且残余的高压气体必须膨胀到吸气压力。 ,气缸就可以开始吸入新鲜气体,相当于进一步减小了气缸的有效容积。
不难理解,如果压力比越大,余隙容积中的残余气体膨胀得越快,气缸的有效容积就会越小。在极端情况下,即使余隙容积内的气体在气缸内充分膨胀后,压力仍然不低于吸气压力。此时,吸气和排气无法继续,气缸的有效容积变为零。如果采用多级压缩,每一级的压缩比很小,余隙容积中的残余气体稍有膨胀就达到吸气压力,自然就增大了气缸的有效容积,从而提高了气缸的利用率。气缸容积。
3、降低排气温度
压缩机排气温度随着压缩比的增大而升高。压缩比越高,废气温度越高,但废气温度过高往往是不允许的。这是因为:在油润滑压缩机中,润滑油的温度会降低粘度,加剧磨损。当温度升得太高时,很容易在气缸内和阀门上形成积碳,加剧磨损,甚至爆炸。由于各种原因,排气温度受到很大限制,因此必须采用多级压缩来降低排气温度。
注:分级压缩可以降低螺杆空压机的排气温度,同时也可以使空压机的热过程尽可能接近恒温压缩,以达到节能的效果,但这不是绝对的。特别是排气压力13bar以下的喷油螺杆空压机,由于压缩过程中注入了低温冷却油,压缩过程已经接近恒温过程,不需要二次压缩。如果在这种喷油冷却的基础上进行分级压缩,则结构复杂,制造成本增加,而且气体的流动阻力和额外的动力消耗也增加,有点损失。另外,如果温度过低,压缩过程中形成冷凝水,会导致系统状态恶化,造成严重后果。
4.减小作用在活塞杆上的气体力
在活塞式压缩机上,当压缩比较高且采用单级压缩时,气缸直径较大,较高的最终气体压力作用在较大的活塞面积上,活塞上的气体也较大。如果采用多级压缩,可以大大减小作用在活塞上的气体力,从而可以使机构轻量化,提高机械效率。
当然,多级压缩并不是越多越好。因为级数越多,压缩机的结构越复杂,体积、重量和成本增加;燃气通道的增加,燃气阀门和管理的压力损失增加等,所以有时级数越多,经济性越低,级数越多。活动部件越多,发生故障的可能性也会增加。由于摩擦增加,机械效率也会降低。
发布时间:2022年8月31日