为什么要采用多级压缩，级数是如何确定的?

2021-01-10 中国天然气网佚名376

核心提示：为什么要采用多级压缩，级数是如何确定的? 答：实行多级压缩有如下优点： 1)降低排气温度。当压缩机的排气


为什么要采用多级压缩，级数是如何确定的?
答：实行多级压缩有如下优点：
1)降低排气温度。当压缩机的排气压力较高时，如仍采用单级压缩，则压力比将很大，从而造成排气温度远远高于允许值，使机器不能正常运行。如果采用多级压缩，则每一级的压力比可以减小，而且可以在级间施以中间冷却措施，使每一级的吸气温度也很低(通常可以与第一级吸气温度相近)，这样压缩终了气体排气温度便会大大降低，如图83所示，由T2降至T′2计算表明，在吸气温度为27℃、吸气压力为0.1MPa的条件下，当排气压力为0.5MPa时，一次压缩(n=1.4)的排气温度可高达197℃，所以要想使压缩机提供高压气体必须采用多级压缩。
2)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，再进入下一级气缸。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。图84中斜线所标出的面积代表了两级压缩比一级压缩所节省的功。
3)提高气缸容积利用率。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。不难理解，如果压力比愈大，则余隙容积内残留气体膨胀愈剧，气缸有效容积则愈小。在极限情况下，甚至能够出现余隙容积内的气体在气缸内完全膨胀后，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零(图85)。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。
4)降低活塞上的最大气体作用力。当压缩比较高时，如果采用单级压缩，则较高的终压力作用在较大的活塞面积上，于是传递给运动机构的力也较大。若是多级压缩，气体压力逐级升高，而气缸的直径却逐级减小，这样，在低压级较大的活塞面积上作用的气体压力小，而高压级是较高的气体压力作用在较小的活塞面积上。从而各级作用于运动机构上的力都比较小。如果再把各级合理配置，则更可以减小作用在运动部件上的力。
压缩机采用多级压缩，级数的确定一般应综合考虑这样几条原则：每一级的压缩温度在允许范围之内；压缩机的总功耗最少；机器结构尽量简单，易于制造；运转可靠。
在遵循上述原则前提下，现有进气压力为大气压的压缩机，其终压力与级数通常按表32的统计值选取：

表32压缩机终压力与级数的统计关系
normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>压缩机终压力/MPa normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.5～0.6 normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.6～3.0 normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>1.4～15.0 normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>3.6～40.0 normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>15.0～100 normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>级数 normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>1 normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>2 normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>3 normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>4 normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>5
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对于无润滑氟塑料氧压机来说，通常级数相应要多些，从而使各级压力比小些，这样有利于延长氟塑料的工作寿命。例如终压为3.0MPa的氧压机一般都采用三级压缩。

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