空压机为什么需要分级压缩

发表时间：2023-03-25

很多人都知道，空压机两级压缩适合产高压，一级适合产气量大，有时候，还需要进行两次以上的压缩，为什么需要分级压缩？

当需求气体的工作压力较高时，采用单级压缩不仅不经济，有时甚至是不可能实现的，必须采用多级压缩，多级压缩就是将气体从吸入开始，经过几次升压而达到所需要的工作压力。

1、节省功率消耗

采用多级压缩，可以通过在级间设置中间冷却器的方法，使被压缩气体在经过一级压缩后，先进行等压冷却，以降低温度，在进入下一级气缸。温度降低、密度增大，这样易于进一步压缩，较之一次压缩可以大大节省耗功量。因此在相同的压力下多级压缩做功的面积就比单级压缩要少。级数越多省的功耗就越多越接近于等温压缩。

注意：喷油螺杆空压机已经非常接近定温过程。如达到饱和状态后继续压缩继续冷却的话，将有冷凝水析出。这些冷凝水如果与压缩空气一起进入油气分离器(油箱)内，会使冷却油乳化，影响润滑效果。随着冷凝水的不断增加，油位也会不断上升，最后冷却油将会随同压缩空气进入系统，污染压缩空气，对系统造成严重后果。因此，为了防止冷凝水的产生，压缩腔内的温度不能过低，必须大于冷凝温度。如排气压力为11bar(A)的空压机，冷凝温度为68℃，当压缩腔内温度低于68℃时，将有冷凝水析出。因此喷油螺杆空压机的排气温度不能过低，即等温压缩的应用在喷油螺杆机中由于冷凝水的问题受到了限制。

2、提高容积利用率

由于制造、安装以及运行三方面的原因，气缸内的余隙容积总是不可避免的，而余隙容积不仅直接减小了气缸的有效容积，而且其中所残留的高压气体还必须膨胀至吸气压力，气缸才能开始吸入新鲜气体，这样就等于进一步减小了气缸的有效容积。

如果压力越大，则余隙容积内残留气体膨胀越烈，气缸有效容积则越小。在极限情况下，甚至能够出现余隙容积内的气体在气缸完全膨胀后，压力仍不低于吸气压力，这时就无法继续吸、排气，气缸的有效容积就变成了0.如果采用多级压缩，则每一级的压缩比很小，余隙容积内残留气体稍微膨胀即可达到吸气压力，这样自然就可以使气缸有效容积增大，从而提高气缸容积的利用率。

3、降低排气温度

空压机的排除气体的温度是随压缩比的增加而升高的，压缩比越高排气温度就越高，但是过高的排气温度往往是不允许的。这是由于;在油润滑的压缩机中，润滑油温度搞了会降低粘度，加剧磨损，当温度升高过高时容易在缸内及阀门上形成积碳，加剧磨损，有事甚至发生爆炸。基于各种原因，大大限制了排气温度，所以必须采用多级压缩降低排气温度。

注意:分级压缩可以降低螺杆空压机的排气温度，同时也可使空压机的热力过程尽可能地向定温压缩靠近，以达到节能效果，但并不是绝对的。尤其对于排气压力13bar以下的喷油螺杆空压机而言，由于其在压缩过程中喷入了低温的冷却油，压缩过程已经接近了定温过程，没必要再进行二级压缩。如在此喷油冷却的基础上再进行分级压缩，使结构复杂，制造成本提高，还增加了气体的流动阻力和额外的功耗，有点得不偿失。此外，如温度过低，在压缩过程中形成冷凝水的话将导致系统状态恶化，造成严重后果。