اصل کار کمپرسور دو مرحله ای چیست؟
2025,11,13
اصل اصلی یک کمپرسور دو مرحله ای این است که فرآیند فشرده سازی هوا را از فشار اتمسفر تا فشار هدف به دو مرحله تقسیم می کند: "فشرده سازی اولیه فشار پایین" و "فشار ثانویه فشار بالا". از طریق فرآیندهای پشتیبانی مانند خنک کننده میانی و جداسازی گاز نفت، به خروجی هوای فشرده کارآمد و کم مصرف می رسد. گردش کار کامل را می توان به پنج مرحله کلیدی تقسیم کرد که به شرح زیر است:
1. مرحله 1: ورودی هوا و فشرده سازی اولیه (مرحله فشار کم)
فیلتر هوا: هوای محیط (تقریباً 0.1 مگا پاسکال) ابتدا وارد فیلتر هوا میشود که آلایندههای ذرات معلق مانند گرد و غبار و ناخالصیها را حذف میکند (معمولاً با دقت فیلتراسیون 1-5 میکرومتر ). این امر از سایش سیلندر یا آلودگی هوای فشرده جلوگیری می کند.
فشرده سازی کم فشار: هوای تمیز فیلتر شده وارد سیلندر کم فشار می شود، جایی که حرکت رفت و برگشتی پیستون حجم هوا را فشرده می کند و فشار آن را افزایش می دهد (معمولاً از 0.1 مگاپاسکال به 0.3-0.5 مگاپاسکال)، و اولین فشرده سازی را تکمیل می کند. در طی این فرآیند، گرمای قابل توجهی تولید می شود که دمای آن به 120-160 درجه سانتی گراد می رسد.
2. مرحله 2: خنک کننده متوسط برای کاهش دمای هوا و مصرف انرژی. این تفاوت اصلی بین فشرده سازی دو مرحله ای و فشرده سازی تک مرحله ای است - خنک کننده میانی (معمولاً یک مبدل حرارتی پوسته و لوله یا پره دار) هوای با دمای بالا را پس از فشرده سازی اولیه به اجبار خنک می کند.
- محیط خنک کننده (معمولاً آب خنک کننده یا هوای خنک کننده) گرما را با هوای فشرده با دمای بالا مبادله می کند و دمای هوا را از 120-160 ℃ به 40-50 ℃ (نزدیک به دمای محیط) کاهش می دهد.
- چگالی هوای خنک کننده به طور قابل توجهی افزایش می یابد و فعالیت مولکولی کاهش می یابد، که نه تنها می تواند "مقاومت فشار" فشرده سازی ثانویه بعدی را کاهش دهد، بلکه از اتلاف دمای بالا در آب بندی سیلندر ثانویه و روغن روان کننده جلوگیری می کند و به طور غیر مستقیم مصرف انرژی و میزان خرابی تجهیزات را کاهش می دهد.
3. مرحله سوم: فشرده سازی ثانویه به فشار هدف (مرحله فشار بالا) هوای کم فشار خنک شده (0.3-0.5MPa) وارد سیلندر فشار بالا می شود، جایی که پیستون فشار بالا آن را بیشتر فشرده می کند تا به فشار صنعتی مورد نظر برسد (معمولاً 0.7-1.3 مگاپیکسل فشار بالاتر از مدل 3 مگا پاسکال). مرحله فشرده سازی از آنجایی که فشرده سازی اولیه قبلاً فشار را کاهش داده است، "نسبت تراکم" (فشار خروجی/فشار جذب) در فشرده سازی ثانویه به طور قابل توجهی کمتر از فشرده سازی تک مرحله ای است (معمولاً 2-3:1). این فرآیند فشرده سازی تدریجی با به حداقل رساندن گرمای اتلاف و به حداکثر رساندن تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی پتانسیل هوای فشرده، کارایی تبدیل انرژی را افزایش می دهد.
4. مرحله 4: جداسازی نفت و گاز و تصفیه هوا. کمپرسورهای هوای دو مرحله ای معمولاً از روغن کاری روغن استفاده می کنند (برخی از مدل های بدون روغن از فشرده سازی خشک استفاده می کنند). در طول فشرده سازی، روغن روان کننده با هوا مخلوط می شود و نیاز به جداسازی و خالص سازی از طریق جداکننده نفت و گاز دارد.
