螺桿壓縮機(jī)一級與二級壓縮節(jié)能比較

螺桿壓縮機(jī)一級與二級壓縮節(jié)能比較目前，市場上排氣壓力在13bar以下的噴油螺桿空壓機(jī)中有單級壓縮和二級壓縮兩種，大家都在宣傳自己的東西好，那么，究竟是一級壓縮螺桿壓縮機(jī)省電，還是二級的省呢？本文將就兩者的壓縮效率、節(jié)能等問題進(jìn)行分析和比較。

根據(jù)工程熱力學(xué)理論，空壓機(jī)在壓縮過程中定溫壓縮最省功，這也可從圖一的P-V（也叫示功圖）得出。面積0-1-2T-3-0為定溫壓縮所需要的功，面積0-1-2m-3-0為多變壓縮（實際壓縮過程）所需要的功。從圖中可以看出，定溫壓縮所需的功要小于多變壓縮的功。因而從消耗功的角度來看，定溫壓縮最為有利。它不但可以減少消耗的功，還能降低壓縮后氣體的溫度，使空壓機(jī)材料的使用更為寬廣和經(jīng)濟(jì)，使空壓機(jī)的運(yùn)行更為可靠。但對于定溫壓縮，要使氣體熱量隨時與外界交換，氣體溫度與外界相等實際工作中是不可能實現(xiàn)的。這只是制造廠家在產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)中努力的方向。為降低壓縮后的氣體溫度和提高空壓機(jī)效率、盡可能向定溫壓縮過程靠近（或降低多變指數(shù)m值），制造廠家在空壓機(jī)設(shè)計過程中采取了多種措施。其中分級壓縮加中間冷卻和向壓縮腔內(nèi)噴油冷卻是最常用的兩種方法。

1、分級壓縮加中間冷卻

分級壓縮加中間冷卻是廣泛應(yīng)用于空壓機(jī)中降低排氣溫度的有效方法。而且分級壓縮后必須經(jīng)過中間冷卻，使進(jìn)入到第二級的壓縮空氣進(jìn)氣溫度等于或接近于第一級的進(jìn)氣溫度，這樣才能降低排氣溫度和功耗。見圖二，由于二級進(jìn)氣溫度被冷卻到一級進(jìn)氣溫度，圖中陰影部分的面積即為所節(jié)省的功耗（圖中2m'-2T'-2m”-2m-2m'）。分的級數(shù)和中間冷卻過程越多，就越接近定溫過程。但分級過多將增加氣體的流動阻力，而且制造成本也大大增加。因此分級必須合理。2、向壓縮腔內(nèi)噴油冷卻

將循環(huán)冷卻的少量冷卻油噴成霧狀與氣體一起進(jìn)入壓縮腔內(nèi)，噴入的油霧吸收了壓縮空氣在壓縮過程中產(chǎn)生的大量熱量，然后與空氣一起排出空壓機(jī)殼體，經(jīng)油氣分離器分離后循環(huán)使用。噴油螺桿空壓機(jī)就是該方法最典型的應(yīng)用實例。它可非常有效地降低排氣溫度和多變指數(shù)m值。這也是目前降低空壓機(jī)排氣溫度和多變指數(shù)m最有效的一種方法，一般情況第二類工況，為了確保排氣溫度高于冷凝溫度，提高了二級進(jìn)氣溫度，最后排氣溫度為69℃，符合要求。由于二級進(jìn)氣溫度接近一級排氣溫度，其熱力過程曲線與單級壓縮非常接近，比單級壓縮所節(jié)省的功耗微乎其微。

第三類工況，減少了噴油量，適當(dāng)提高多變指數(shù)，使最終排氣溫度高于冷凝溫度，滿足要求。但一級壓縮過程的過程曲線位于單級壓縮曲線的右邊，二級壓縮的曲線由于采用了中冷，其曲線位置位于單級壓縮曲線的左邊，最后兩者合并后與單級壓縮的功耗差不多。

通過圖表數(shù)據(jù)的分析，不難看出，分級壓縮可以降低空壓機(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，極大地降低了多變指數(shù)（m值只有1.1），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