Многие знают, что две ступени компрессора подходят для производства высокого давления, а первая ступень подходит для добычи большого количества газа. Иногда необходимо выполнить более двух сжатий. Зачем вам нужно градуированное сжатие?
Когда требуется высокое рабочее давление газа, применение одноступенчатого сжатия не только неэкономично, но иногда даже невозможно, и приходится применять многоступенчатое сжатие. Многоступенчатая компрессия заключается в запуске газа с момента вдоха и после нескольких наддувов для достижения необходимого рабочего давления.

1. Экономия энергопотребления

При многоступенчатом сжатии между ступенями может быть установлен охладитель, так что сжатый газ подвергается изобарному охлаждению после одноступенчатого сжатия для снижения температуры, а затем поступает в цилиндр следующей ступени. Температура снижается, а плотность увеличивается, что облегчает дальнейшее сжатие, что позволяет значительно сэкономить энергопотребление по сравнению с однократным сжатием. Поэтому при одинаковом давлении рабочая площадь многоступенчатого сжатия меньше, чем у одноступенчатого сжатия. Чем больше количество ступеней, тем больше потребляемая мощность и тем ближе это к изотермическому сжатию.
Примечание. Воздушный компрессор винтового воздушного компрессора с впрыском масла очень близок к процессу с постоянной температурой. Если продолжать сжимать и продолжать охлаждать после достижения насыщенного состояния, выпадет конденсат. Если конденсат попадает в масловоздушный сепаратор (масляный бак) вместе со сжатым воздухом, он эмульгирует охлаждающее масло и влияет на эффект смазки. При постоянном увеличении количества конденсированной воды уровень масла будет продолжать расти, и, наконец, охлаждающее масло попадет в систему вместе со сжатым воздухом, загрязняя сжатый воздух и вызывая серьезные последствия для системы.
Поэтому, чтобы предотвратить образование конденсата, температура в камере сжатия не может быть слишком низкой и должна быть выше температуры конденсации. Например, воздушный компрессор с давлением выхлопа 11 бар (А) имеет температуру конденсации 68 °C. Когда температура в камере сжатия ниже 68 °C, выпадает конденсат. Следовательно, температура выхлопа винтового воздушного компрессора с впрыском масла не может быть слишком низкой, то есть применение изотермического сжатия в винтовом воздушном компрессоре с впрыском масла ограничено из-за проблемы конденсации воды.

2. Улучшение использования тома

По трем причинам, связанным с изготовлением, установкой и эксплуатацией, объем зазора в цилиндре всегда неизбежен, а объем зазора не только напрямую уменьшает эффективный объем цилиндра, но также остаточный газ высокого давления должен быть расширен до давления всасывания. , баллон может начать вдыхать свежий газ, что эквивалентно дальнейшему уменьшению эффективного объема баллона.
Нетрудно понять, что если степень сжатия будет больше, остаточный газ в габаритном объеме будет расширяться быстрее, и эффективный объем цилиндра будет меньше. В крайних случаях, даже после того, как газ в холостом объеме полностью расширится в цилиндре, давление все равно будет не ниже давления всасывания. В это время всасывание и выпуск не могут быть продолжены, и эффективный объем цилиндра становится равным нулю. Если используется многоступенчатое сжатие, степень сжатия на каждой ступени очень мала, а остаточный газ в зазорном объеме слегка расширяется, достигая давления всасывания, что естественным образом увеличивает эффективный объем цилиндра, тем самым улучшая коэффициент использования объем цилиндра.

3. Понизьте температуру выхлопных газов.

Температура выхлопных газов компрессора увеличивается с увеличением степени сжатия. Чем выше степень сжатия, тем выше температура выхлопных газов, однако чрезмерно высокая температура выхлопных газов часто не допускается. Это связано с тем, что в компрессоре с масляной смазкой температура смазочного масла снижает вязкость и усиливает износ. Когда температура поднимается слишком высоко, в цилиндре и на клапане легко образовываются нагары, что приводит к усилению износа и даже к взрыву. По разным причинам температура выхлопных газов сильно ограничена, поэтому для снижения температуры выхлопных газов необходимо использовать многоступенчатое сжатие.
Примечание. Ступенчатое сжатие может снизить температуру выхлопа винтового воздушного компрессора и в то же время сделать тепловой процесс воздушного компрессора максимально близким к сжатию с постоянной температурой для достижения эффекта энергосбережения, но это не абсолютно. Специально для винтовых воздушных компрессоров с впрыском масла с давлением выхлопа 13 бар или менее, поскольку в процессе сжатия впрыскивается низкотемпературное охлаждающее масло, процесс сжатия уже близок к процессу с постоянной температурой, и нет необходимости в вторичное сжатие. Если ступенчатое сжатие осуществляется на основе такого охлаждения впрыском масла, конструкция усложняется, стоимость изготовления увеличивается, а также увеличивается сопротивление потоку газа и дополнительный расход электроэнергии, что является некоторой потерей. . Кроме того, если температура слишком низкая, образование конденсата в процессе сжатия приведет к ухудшению состояния системы, что приведет к серьезным последствиям.

4. Уменьшите силу газа, действующую на шток поршня.

В поршневом компрессоре, когда степень сжатия высока и используется одноступенчатое сжатие, диаметр цилиндра больше, и более высокое конечное давление газа действует на большую площадь поршня, и газ на поршне больше. Если применить многоступенчатое сжатие, сила газа, действующая на поршень, может быть значительно уменьшена, что позволяет сделать механизм легким и повысить механический КПД.
Конечно, многоступенчатое сжатие — это не чем больше, тем лучше. Потому что чем больше количество ступеней, тем сложнее конструкция компрессора, увеличиваются габариты, вес и стоимость; увеличение прохода газа, увеличение потери давления газового клапана и управления и т. д., поэтому иногда чем больше ступеней, тем ниже экономия, тем больше ступеней. Чем больше движущихся частей, тем выше вероятность отказа. Механический КПД также снизится из-за увеличения трения.