螺杆压缩机一级与二级压缩节能比较

螺杆压缩机一级和两级压缩节能比较目前，市场上排气压力在13bar以下的喷油螺杆压缩机有单级压缩和双级压缩两种，大家宣传自己的是好的，一级压缩螺杆压缩机是省电还是两级省电？ 本文对两者的压缩效率、节能等问题进行了分析和比较。根据工程热力学理论，压缩机在压缩过程中节能最低，这也是从图1的P-V (有时称为演示)得出的。 面积0-1-2T-3-0是恒温压缩所需功能，面积0-1-2m-3-0是可变压缩(实际压缩过程)所需的功能。 由图可知，恒温压缩所需的功能比变化的压缩功能小。 因此，从消耗工作的角度来看，恒温压缩是最有利的。 不仅能减少消耗的工作量，还能降低压缩气体的温度，使压缩机材料的使用更加广泛经济，使压缩机运行更加切实。但是，在恒温压缩中，因为随时将气体的热量与外部进行交换，所以气体的温度与外部相等的实际工作是不能实现的。 这只是制造商致力于产品设计生产的方向。 为了降低压缩气体的温度，提高压缩机的效率，尽可能接近恒温压缩过程(或降低变化指数m值)，制造商在压缩机的设计过程中采取了各种措施。 其中，分级压缩、中间冷却和向压缩室内喷油冷却是最常用的两种方法。1 .分级压缩和中间冷却分级压缩和中间冷却是空压机降低排气温度的有效方法。 另外，分级压缩后，必须使进入第二段的压缩空气的进气温度与第一段的进气温度相同或接近，降低排气温度和消耗功率。 参照图2，由于二次进气温度被冷却至一次进气温度，因此图中斜线部分的面积被节约而成为消耗电力(图中2m-2T-2m”-2m-2m ) . 分级数和中间冷却过程越多，越接近恒温过程。 但是，分级过多会增加气体的流动阻力，制造成本也会大幅度增加。 因此，等级必须合理。2 .向压缩室内喷油冷却将循环冷却后的少量冷却油喷雾成雾状，与气体一起放入压缩室内，喷雾后的油雾吸收压缩空气压缩过程中产生的大量热量后，与空气一起排出压缩机壳体，用油气分离器分离后循环使用。 喷油螺杆压缩机是该方法最典型的应用实例。 能够非常有效地降低排气温度和变动指数m的值。 这也是目前降低空压机排气温度和变化指数m的最有效方法，通常可以将m降低到1.2以下。 减少的程度取决于喷射量和喷射温度。 图3中，虚线右侧为省电(图中面积1-2m-2m-1 ) .根据以上分析，分级压缩、中间冷却和喷油冷却可以降低排气温度，节约功耗。 目前，动力用喷油螺杆压缩机的变化指数m值最低可降至1.1左右，接近恒温过程，单级压力比最高可达13bar，且排气温度可控制在90度以下。 那么，是否需要进一步逐步压缩呢？然后分析喷油螺杆压缩机的工作特性从前一节可以看出，喷油螺杆压缩机的压缩机已经非常接近恒温过程。 达到饱和状态后继续压缩继续冷却，冷凝水析出。 这些冷凝水与压缩空气一起进入油气分离器(油箱)内，使冷却油乳化，影响润滑效果。 随着冷凝水的增加，油位也上升，最后冷却油与压缩空气一起进入系统，污染压缩空气，给系统带来严重后果。 因此，为了防止冷凝水的产生，压缩室内的温度不能过低，必须增大冷凝温度(一定压力下的冷凝温度可以从空气特性表中调查)。 对于排气压力为11bar(A )的压缩机，冷凝温度为68，压缩室内的温度低于68时冷凝水会析出。 因此，喷油螺杆压缩机的排气温度不得过低，即在喷油螺杆压缩机中，冷凝水的问题限制了恒温压缩的应用。 表2是排气压力为10bar(g )的空压机根据工艺方程式计算出的数据表。表2中，m表示变化指数，p表示压力，t表示温度，in表示进气，out表示排气，1表示1级，2表示2级。 a表示绝对压力。数据分析表1为单级压缩，变化指数仅为1.08，非常接近恒温过程，排气温度为77，比冷凝温度高68。 满足要求。表2为二次压缩，以下分三类情况讨论第一类个案变化指数m与单级压缩指数相同。 采用中间冷却后，排气温度为47.2。 但是，由于远低于冷凝温度值，压缩过程中大量冷凝水析出是不理想的。第二类工况为确保排气温度高于冷凝温度，提高二级进气温度，最后排气温度为69，符合要求。 由于二次进气温度接近一次排气温度，因此热历史曲线与一次压缩非常接近，与一次压缩相比耗电极小。第三类减少喷射量，适当提高变化指数，使最终排气温度高于冷凝温度，满足要求。 但是，由于一次压缩过程的过程曲线位于一次压缩曲线的右侧，二次压缩曲线采用中冷，因此其曲线位置位于一次压缩曲线的左侧，最后两者加起来与一次压缩的功耗大致相同。图表数据分析表明，分级压缩既能降低压缩机的排气温度，又能尽量使压缩机的热过程接近恒温压缩，达到节能效果，但不是绝对的。 特别是在排气压力13bar以下的喷油螺杆压缩机中，由于在压缩过程中喷射了低温的冷却油，因此变化指数(m值只有1.1 )大大降低，压缩过程已经接近恒温过程，不需要进行二级压缩。 在这样的喷油冷却的基础上