Viele Menschen wissen, dass die beiden Stufen des Kompressors für die Hochdruckproduktion und die erste Stufe für die große Gasproduktion geeignet sind. Manchmal ist es notwendig, mehr als zwei Kompressionen durchzuführen. Warum benötigen Sie eine abgestufte Komprimierung?
Wenn ein hoher Arbeitsdruck des Gases erforderlich ist, ist der Einsatz einer einstufigen Kompression nicht nur unwirtschaftlich, sondern manchmal sogar unmöglich, und es muss eine mehrstufige Kompression eingesetzt werden. Bei der mehrstufigen Kompression wird das Gas zunächst eingeatmet und nach mehreren Boosts der erforderliche Arbeitsdruck erreicht.

1. Sparen Sie Stromverbrauch

Bei der mehrstufigen Verdichtung kann zwischen den Stufen ein Kühler angeordnet werden, so dass das verdichtete Gas nach einer Verdichtungsstufe einer isobaren Abkühlung zur Temperatursenkung unterzogen wird und dann in den Zylinder der nächsten Stufe gelangt. Die Temperatur wird gesenkt und die Dichte erhöht, sodass eine weitere Komprimierung erleichtert wird, wodurch der Stromverbrauch im Vergleich zur einmaligen Komprimierung erheblich gesenkt werden kann. Daher ist der Arbeitsbereich der mehrstufigen Verdichtung bei gleichem Druck kleiner als der der einstufigen Verdichtung. Je höher die Anzahl der Stufen, desto höher der Stromverbrauch und desto näher kommt man der isothermen Kompression.
Hinweis: Der Luftkompressor des öleingespritzten Schraubenluftkompressors kommt dem Konstanttemperaturprozess sehr nahe. Wenn Sie nach Erreichen des Sättigungszustands weiter komprimieren und weiter abkühlen, fällt Kondenswasser aus. Gelangt das Kondenswasser zusammen mit der Druckluft in den Öl-Luft-Abscheider (Öltank), emulgiert es das Kühlöl und beeinträchtigt die Schmierwirkung. Mit der kontinuierlichen Zunahme des Kondenswassers steigt der Ölstand weiter an und schließlich gelangt das Kühlöl mit der Druckluft in das System, verunreinigt die Druckluft und verursacht schwerwiegende Folgen für das System.
Um die Bildung von Kondenswasser zu verhindern, darf die Temperatur in der Kompressionskammer daher nicht zu niedrig sein und muss höher als die Kondensationstemperatur sein. Beispielsweise hat ein Luftkompressor mit einem Abgasdruck von 11 bar (A) eine Verflüssigungstemperatur von 68 °C. Wenn die Temperatur in der Kompressionskammer unter 68 °C liegt, fällt Kondenswasser aus. Daher darf die Abgastemperatur des öleingespritzten Luftschraubenkompressors nicht zu niedrig sein, das heißt, die Anwendung der isothermen Kompression im öleingespritzten Luftschraubenkompressor ist aufgrund des Problems des Kondenswassers begrenzt.

2. Verbessern Sie die Volumenauslastung

Aus drei Gründen der Herstellung, Installation und des Betriebs ist das Spielraumvolumen im Zylinder immer unvermeidbar, und das Spielraumvolumen verringert nicht nur direkt das effektive Volumen des Zylinders, sondern auch das restliche Hochdruckgas muss auf den Saugdruck expandiert werden , kann die Flasche beginnen, Frischgas einzuatmen, was einer weiteren Reduzierung des effektiven Volumens der Flasche gleichkommt.
Es ist nicht schwer zu verstehen, dass sich bei einem größeren Druckverhältnis das Restgas im Spaltvolumen schneller ausdehnt und das effektive Volumen des Zylinders kleiner wird. Im Extremfall ist der Druck auch nach vollständiger Expansion des Gases im Spaltvolumen im Zylinder immer noch nicht niedriger als der Ansaugdruck. Zu diesem Zeitpunkt kann das Ansaugen und Ausstoßen nicht fortgesetzt werden und das effektive Volumen des Zylinders wird Null. Wenn mehrstufige Kompression verwendet wird, ist das Kompressionsverhältnis jeder Stufe sehr klein und das Restgas im Zwischenraum dehnt sich leicht aus, um den Saugdruck zu erreichen, was natürlich das effektive Volumen des Zylinders erhöht und dadurch die Auslastung verbessert das Zylindervolumen.

3. Senken Sie die Abgastemperatur

Die Temperatur des Abgases des Kompressors steigt mit zunehmendem Verdichtungsverhältnis. Je höher das Verdichtungsverhältnis, desto höher die Abgastemperatur, eine zu hohe Abgastemperatur ist jedoch häufig nicht zulässig. Denn: Bei einem ölgeschmierten Kompressor verringert die Temperatur des Schmieröls die Viskosität und verstärkt den Verschleiß. Wenn die Temperatur zu stark ansteigt, kann es leicht zur Bildung von Kohlenstoffablagerungen im Zylinder und am Ventil kommen, die den Verschleiß verstärken und sogar explodieren können. Da die Abgastemperatur aus verschiedenen Gründen stark begrenzt ist, muss zur Reduzierung der Abgastemperatur eine mehrstufige Verdichtung eingesetzt werden.
Hinweis: Die abgestufte Kompression kann die Abgastemperatur des Schraubenluftkompressors senken und gleichzeitig den thermischen Prozess des Luftkompressors so nahe wie möglich an die Kompression bei konstanter Temperatur bringen, um den Effekt der Energieeinsparung zu erzielen es ist nicht absolut. Insbesondere bei öleingespritzten Schraubenluftkompressoren mit einem Abgasdruck von 13 bar oder weniger kommt der Kompressionsprozess aufgrund des während des Kompressionsprozesses eingespritzten Kühlöls mit niedriger Temperatur bereits dem Konstanttemperaturprozess nahe und es besteht keine Notwendigkeit dafür sekundäre Kompression. Wenn die abgestufte Kompression auf der Grundlage dieser Öleinspritzkühlung durchgeführt wird, ist der Aufbau kompliziert, die Herstellungskosten steigen, und auch der Strömungswiderstand des Gases und der zusätzliche Stromverbrauch erhöhen sich, was einen kleinen Verlust darstellt . Darüber hinaus führt die Bildung von Kondenswasser während des Kompressionsvorgangs bei zu niedrigen Temperaturen zu einer Verschlechterung des Systemzustands mit schwerwiegenden Folgen.

4. Reduzieren Sie die auf die Kolbenstange wirkende Gaskraft

Wenn beim Kolbenkompressor das Verdichtungsverhältnis hoch ist und eine einstufige Verdichtung verwendet wird, ist der Zylinderdurchmesser größer und ein höherer Endgasdruck wirkt auf die größere Kolbenfläche und das Gas auf dem Kolben ist größer. Wenn die mehrstufige Kompression übernommen wird, kann die auf den Kolben wirkende Gaskraft erheblich reduziert werden, so dass es möglich ist, den Mechanismus leichter zu machen und die mechanische Effizienz zu verbessern.
Natürlich gilt bei mehrstufiger Komprimierung nicht: Je mehr, desto besser. Denn je höher die Stufenzahl, desto komplexer die Struktur des Kompressors, desto größer, schwerer und teurer; der Anstieg des Gasdurchgangs, der Anstieg des Druckverlusts des Gasventils und der Steuerung usw., also manchmal, je höher die Anzahl der Stufen, desto geringer die Wirtschaftlichkeit, desto höher die Anzahl der Stufen. Je mehr bewegliche Teile vorhanden sind, desto höher ist auch die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls. Aufgrund der erhöhten Reibung wird auch die mechanische Effizienz verringert.