螺桿空壓機(jī)為什么采用兩級或多級壓縮的原因

  很多人都知道，壓縮機(jī)兩級適合產(chǎn)高壓，一級適合產(chǎn)氣量大。有時候，還需要進(jìn)行兩次以上的壓縮，為什么需要分級壓縮呢？當(dāng)要求氣體的工作壓力較高時，采用單級壓縮不僅不經(jīng)濟(jì)，有時甚至是不可能實(shí)現(xiàn)的，必須采用多級壓縮。多級壓縮就是將氣體從吸入開始，經(jīng)過幾次升壓而達(dá)到所需要的工作壓力。
   節(jié)省功率消耗：通過分級壓縮，氣體首先被壓縮到一個較低的壓力水平，然后進(jìn)入冷卻器進(jìn)行冷卻。冷卻后的氣體密度增加，使得下一級壓縮時需要做的功減少。這種方式比單級壓縮更加節(jié)能。因此在相同的壓力下多級壓縮做功的面積就比單級壓縮要少。級數(shù)越多省的功耗就越多，越接近于等溫壓縮。
   注意：噴油螺桿空壓機(jī)已經(jīng)非常接近定溫過程。如到達(dá)飽和狀態(tài)后繼續(xù)壓縮繼續(xù)冷卻的話，將有冷凝水析出。這些冷凝水如果與壓縮空氣一起進(jìn)入油氣分離器（油箱）內(nèi)，會使冷卻油乳化，影響潤滑效果。隨著冷凝水的不斷增加，油位也會不斷上升，最后冷卻油將會隨同壓縮空氣進(jìn)入系統(tǒng)，污染壓縮空氣，對系統(tǒng)造成嚴(yán)重后果。
   因此，為了防止冷凝水的產(chǎn)生，壓縮腔內(nèi)的溫度不能過低，必須大于冷凝溫度。如排氣壓力為11bar（A）的空壓機(jī)，冷凝溫度為68℃，當(dāng)壓縮腔內(nèi)溫度低于68℃時，將有冷凝水析出。因此深圳螺桿空壓機(jī)的排氣溫度不能過低，即等溫壓縮的應(yīng)用在噴油螺桿機(jī)中由于冷凝水的問題受到了限制。
   提高容積利用率：在深圳空壓機(jī)的運(yùn)行過程中，由于制造、安裝以及運(yùn)行三方面的原因，氣缸內(nèi)的余隙容積總是不可避免的。余隙容積直接減小了氣缸的有效容積，并且其中所殘留的高壓氣體還必須膨脹至吸氣壓力，氣缸才能開始吸入新鮮氣體，這樣就進(jìn)一步減小了氣缸的有效容積。
   不難理解，如果壓力比愈大，則余隙容積內(nèi)殘留氣體膨脹愈劇，氣缸有效容積則愈小。在極限情況下，甚至能夠出現(xiàn)余隙容積內(nèi)的氣體在氣缸內(nèi)完全膨脹后，壓力仍不低于吸氣壓力，這時就無法繼續(xù)吸、排氣，氣缸的有效容積就變成了零。如果采用多級壓縮，則每一級的壓縮比很小，余隙容積內(nèi)殘留氣體稍微膨脹即可達(dá)到吸氣壓力，這樣自然就可以使氣缸有效容積增大，從而提高氣缸容積的利用率。
  降低排氣溫度：壓縮機(jī)的排氣溫度是隨壓縮比的增加而升高的，壓縮比越高排氣溫度就越高。但是過高的排氣溫度不僅會影響空壓機(jī)的運(yùn)行效率，在油潤滑的壓縮機(jī)中，潤滑油溫度搞了會降低粘度，加劇磨損，當(dāng)溫度升高過高時容易在缸內(nèi)及閥門上形成積碳，加劇磨損，有事甚至發(fā)生爆炸，對設(shè)備造成損害。通過分級壓縮和中間冷卻，可以有效降低氣體的溫度，從而減少排氣溫度，保證空壓機(jī)的正常運(yùn)行。
   注意：分級壓縮可以降低螺桿空壓機(jī)的排氣溫度，同時也可使空壓機(jī)的熱力過程盡可能地向定溫壓縮靠近，以達(dá)到節(jié)能效果，但并不是絕對的。尤其對于排氣壓力13bar以下的噴油螺桿空壓機(jī)而言，由于其在壓縮過程中噴入了低溫的冷卻油，壓縮過程已經(jīng)接近了定溫過程，沒必要再進(jìn)行二級壓縮。如在此噴油冷卻的基礎(chǔ)上再進(jìn)行分級壓縮，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本提高，還增加了氣體的流動阻力和額外的功耗，有點(diǎn)得不償失。此外，如溫度過低，在壓縮過程中形成冷凝水的話將導(dǎo)致系統(tǒng)狀態(tài)惡化，造成嚴(yán)重后果。
   當(dāng)然，多級壓縮也不是級數(shù)越多越好。因?yàn)榧墧?shù)越多，壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜，尺寸、重量和造價都要增加；氣體通道增加，氣閥及管理的壓力損失增加等，所以有時級數(shù)越多反而時經(jīng)濟(jì)性下降，級數(shù)多了運(yùn)動機(jī)件增加，發(fā)生故障的機(jī)會也會增加。由于摩擦增加，機(jī)械效率也將有所降低。
   綜上所述，空壓機(jī)采用分級壓縮可以節(jié)省功率消耗、提高容積利用率、降低排氣溫度，從而提高空壓機(jī)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。