Изучите эффективность многоступенчатых компрессоров, оптимизируя энергопотребление, улучшая использование объема цилиндров и контролируя температуру нагнетания.
Принципы работы многоступенчатых компрессоров
Диапазон давления, которое может поднять одноступенчатый компрессор, весьма ограничен. В ситуациях, когда требуются более высокие рабочие давления газа, использование одноступенчатого сжатия не только неэкономично, но иногда даже невозможно.
Следовательно, становится необходимым применение многоступенчатого сжатия. Многоступенчатое сжатие предполагает разделение общего давления газа на несколько этапов, постепенное сжатие газа на каждом этапе и охлаждение газа между этапами. На рисунке 2(а) показана принципиальная схема трехступенчатого компрессора. Теоретический цикл состоит из трех последовательных одноступенчатых теоретических циклов.
Для аналитического сравнения предполагается, что потери сопротивления при всасывании и нагнетании для каждой стадии цикла отсутствуют, а сжатие на каждой ступени протекает по адиабатическому процессу (или процессу с одинаковым показателем политропы). Температура газа, выходящего из каждой ступени после охлаждения, такая же, как температура всасывания первой ступени (полное охлаждение). Утечки и влияние объема зазора не учитываются.
Таким образом, pV-диаграмма для этого теоретического цикла изображена на рисунке 2(b).
(Рис. 2. Принципиальная схема работы многоступенчатого сжатия)
Преимущества многоступенчатых компрессоров
1. Экономия указанной мощности для сжатого газа.
На рисунке 2(b) представлена теоретическая схема цикла компрессора, показанного на рисунке 2(a). Линия 1-2 на графике – это линия адиабатического сжатия, а 1-2″ – линия изотермического сжатия. После сжатия на первой ступени (линия 1-а) газ подвергается изобарному охлаждению (линия а-а'), в результате чего температура точки а' становится равной температуре на входе первой ступени, а точка а' попадает на изотермическую линию . Последующие стадии попадают на изотермическую линию после адиабатического сжатия и промежуточного охлаждения.
Таким образом, при ступенчатом сжатии с промежуточным охлаждением область энергопотребления равна 1-a-a'-b-b'-2'-3-4-1, а при одноступенчатом сжатии при одинаковых давлениях всасывания и нагнетания область энергопотребления 1-2-3-4-1. Для сравнения, энергопотребление при многоэтапном сжатии меньше, о чем свидетельствует заштрихованная область на рисунке 2(b). Чем больше ступеней и чем ближе температура газа к температуре на входе первой ступени после промежуточного охлаждения, тем больше процесс сжатия приближается к изотермическому сжатию, что приводит к большей экономии энергии.
2. Улучшенное использование объема цилиндра.
Если давление на каждой ступени относительно низкое, объем остаточного газа, расширяющегося в зазоре, невелик, что приводит к улучшению использования объема цилиндра.
3. Пониженная температура нагнетания.
При более низких соотношениях давлений на каждой ступени и промежуточном охлаждении температура нагнетания может соответствовать различным ограничениям.
4. Более низкая максимальная сила газа на поршне.
Когда степень общего давления одинакова, максимальная сила газа при многоступенчатом сжатии меньше, чем при одноступенчатом сжатии. Это снижает нагрузку на колонны компрессора, обеспечивая более легкую и эффективную механическую конструкцию.
Kotech Поршневые компрессоры
Поршневой воздушный компрессор из ПЭТ среднего давления серии KT, 20–40 бар
Оцените эффективность многоступенчатого воздушного компрессора Kotech, тщательно разработанного для оптимизации энергопотребления, повышения эффективности использования объема цилиндра и контроля температуры на выходе. Для бесшовной интеграции и оптимальной производительности выберите нашу передовую технологию многоступенчатого воздушного компрессора.
