Многие знают, что две ступени компрессора подходят для производства высокого давления, а первая ступень подходит для добычи большого газа.Иногда необходимо выполнить более двух сжатий.Зачем нужно ступенчатое сжатие?
Когда требуется высокое рабочее давление газа, применение одноступенчатого сжатия не только неэкономично, но иногда даже невозможно, и приходится применять многоступенчатое сжатие.Многоступенчатое сжатие заключается в том, чтобы запустить газ с вдоха и после нескольких наддувов достичь необходимого рабочего давления.
1. Экономьте энергопотребление
При многоступенчатом сжатии между ступенями может быть установлен охладитель, так что сжатый газ подвергается изобарическому охлаждению после сжатия одной ступени для снижения температуры, а затем поступает в цилиндр следующей ступени.Температура снижается, а плотность увеличивается, что упрощает дальнейшее сжатие, что может значительно снизить 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 она к изотермическому сжатию.
Примечание. Воздушный компрессор винтового воздушного компрессора с впрыском масла очень близок к процессу с постоянной температурой.Если вы продолжите сжимать и продолжать охлаждать после достижения состояния насыщения, конденсированная вода будет осаждаться.Если конденсированная вода попадает в масловоздушный сепаратор (масляный бак) вместе со сжатым воздухом, она эмульгирует охлаждающее масло и влияет на смазочный эффект.При постоянном увеличении количества конденсата 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 для предотвращения образования конденсата температура в камере сжатия не может быть слишком низкой и должна быть выше температуры конденсации.Например, воздушный компрессор с давлением на выходе 11 бар (А) имеет температуру конденсации 68 °C.При температуре в компрессионной камере 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. Улучшить использование тома
По трем причинам изготовления, установки и эксплуатации объем зазора в цилиндре всегда неизбежен, и объем зазора не только напрямую уменьшает полезный объем цилиндра, но и остаточный газ высокого давления должен быть расширен до давления всасывания. , цилиндр может начать вдыхать свежий газ, что эквивалентно дальнейшему уменьшению полезного объема цилиндра.
Нетрудно понять, что чем больше степень сжатия, тем быстрее будет расширяться остаточный газ в зазорном объеме, и полезный объем цилиндра будет меньше.В крайних случаях, даже после того, как газ в зазоре полностью расширится в цилиндре, давление все равно не ниже давления всасывания.В это время всасывание и выпуск не могут быть продолжены, и полезный объем цилиндра становится равным нулю.Если используется многоступенчатое сжатие, степень сжатия каждой ступени очень мала, а остаточный газ в объеме зазора немного расширяется, чтобы достичь давления всасывания, что, естественно, увеличивает полезный объем цилиндра, тем самым улучшая коэффициент использования. объем цилиндра.
3. Снизить температуру выхлопа
Температура выхлопных газов компрессора увеличивается с увеличением степени сжатия.Чем выше степень сжатия, тем выше температура выхлопных газов, но чрезмерно высокая температура выхлопных газов часто не допускается.Это связано с тем, что: в компрессоре с масляной смазкой температура смазочного масла снижает вязкость и увеличивает износ.Когда температура поднимается слишком высоко, в цилиндре и на клапане легко образуются нагары, которые усугубляют износ и даже взрываются.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 на выходе 13 бар или меньше, из-за низкотемпературного охлаждающего масла, впрыскиваемого в процессе сжатия, процесс сжатия уже близок к процессу с постоянной температурой, и нет необходимости в вторичное сжатие.Если ступенчатое сжатие осуществляется на основе этого охлаждения впрыском масла, то конструкция усложняется, стоимость изготовления увеличивается, а также увеличивается гидравлическое сопротивление газа и лишняя потребляемая мощность, что является небольшим убытком. .Кроме того, при слишком низкой температуре образование конденсата в процессе сжатия приведет к ухудшению состояния системы, что чревато серьезными последствиями.
4. Уменьшите силу газа, действующую на шток поршня.
На поршневом компрессоре, когда степень сжатия высока и используется одноступенчатое сжатие, диаметр цилиндра больше, и на большую площадь поршня действует более высокое конечное давление газа, и газа на поршне больше.Если использовать многоступенчатое сжатие, можно значительно уменьшить силу газа, действующую на поршень, что позволяет сделать механизм легким и повысить механический КПД.
Конечно, многоступенчатое сжатие не чем больше, тем лучше.Потому что чем больше количество ступеней, тем сложнее конструкция компрессора, тем больше габариты, вес и стоимость;увеличение прохода газа, увеличение потери давления газового клапана и управления и т. д., поэтому иногда чем больше количество ступеней, тем ниже экономия, тем больше количество ступеней.Чем больше движущихся частей, тем выше вероятность отказа.Механический КПД также будет снижен из-за повышенного трения.
Время публикации: 31 августа 2022 г.
