Ступенчатое сжатие в поршневом компрессоре. Связь между коэффициентом повышения давления и числом ступеней сжатия в компрессоре

• Ступенчатое сжатие газа приводит к усложнению компрессорного хозяйства, и его применение вызвано следующими причинами.

• Прежде всего, оно необходимо в случае, когда температура конца сжатия газа превышает допускаемую по условиям безопасности и нормальной смазки компрессора.

• При расчленении процесса повышения давления газа на ступени с промежуточными охлаждениями работа изменения давления совершается при меньших удельных объемах, благодаря чему достигается экономия мощности.

• Вместе с тем увеличиваются потери в клапанах и межступенных коммуникациях, усложняются компрессор и вся компрессорная установка за счет охладителей и коммуникаций, так что для данного значения в существует некоторое рентабельное число ступеней, зависящее от соотношения между стоимостью машины и затратами энергии на сжатие газа.

• На практике применяют следующие числа ступеней z:

•

z					5—7
ε	£7	5—30	13—150	35—400	150—1100

• Экономичность работы многоступенчатого компрессора оценивают двумя способами — по изотермическому к. п. д. (h_из = N_из/N) или по удельному расходу мощности.

• Изотермическую мощность принято определять из условия, что во всех ступенях, кроме первой, рабочий процесс проходит при температуре поступающей охлаждающей воды. В ступенях высокого давления учитывают отклонение объема реального газа от идеального.

• ГОСТ 18985—73 на воздушные поршневые стационарные компрессоры с конечным давлением 0,88 МПа ограничивает следующий удельный расход мощности при стандартных условиях испытания.

• Объемный расход газа на

• входе компрессора, м³/мин 3 6 10 20 30 50 100

• Удельный расход

• мощности, кВт-мин/м³ 6,5/6,2 5,7 5,6 5,3 5,4

Вместе с тем увеличиваются потери в клапанах и межступенных коммуникациях, усложняются компрессор и вся компрессорная установка за счет охладителей и коммуникаций, так что для данного значения в существует некоторое рентабельное число ступеней, зависящее от соотношения между стоимостью машины и затратами энергии на сжатие газа.

Чем меньше затраты на энергию (например, при систематически неполной загрузке компрессора) и чем больше расходы на промежуточное охлаждение, тем выгоднее компрессор с малым числом ступеней.