El principio básico de un compresor de dos etapas es dividir el proceso de compresión de aire desde la presión atmosférica hasta la presión objetivo en dos etapas: "compresión primaria de baja presión" y "compresión secundaria de alta presión". A través de procesos de apoyo como el enfriamiento intermedio y la separación de gas de petróleo, logra una producción de aire comprimido eficiente y de bajo consumo. El flujo de trabajo completo se puede dividir en cinco pasos clave, de la siguiente manera:
1. Paso 1: Entrada de aire y compresión primaria (etapa de baja presión)
Filtración de aire: el aire ambiente (aproximadamente 0,1 MPa) ingresa primero al filtro de aire, que elimina partículas contaminantes como polvo e impurezas (normalmente con una precisión de filtración de 1 a 5 μm ). Esto evita el desgaste del cilindro o la contaminación del aire comprimido.
Compresión de baja presión: el aire limpio filtrado ingresa al cilindro de baja presión, donde el movimiento alternativo del pistón comprime el volumen de aire y aumenta su presión (típicamente de 0,1 MPa a 0,3-0,5 MPa), completando la primera compresión. Durante este proceso se genera una cantidad importante de calor, con temperaturas que alcanzan los 120-160 ° C.
2. Paso 2: Enfriamiento intermedio para reducir la temperatura del aire y el consumo de energía. Esta es la diferencia clave entre la compresión de dos etapas y la compresión de una sola etapa : el enfriador intermedio (generalmente un intercambiador de calor de carcasa y tubos o de aletas) enfría a la fuerza el aire a alta temperatura después de la compresión primaria.
-El medio de enfriamiento (generalmente agua de enfriamiento o aire de enfriamiento) intercambia calor con el aire comprimido de alta temperatura, reduciendo la temperatura del aire de 120-160 ℃ a 40-50 ℃ (cerca de la temperatura ambiente).
-La densidad del aire de enfriamiento aumenta significativamente y se reduce la actividad molecular, lo que no solo puede reducir la "resistencia de empuje" de la compresión secundaria posterior, sino también evitar la pérdida de alta temperatura en el aceite lubricante y de sellado del cilindro secundario, y reducir indirectamente el consumo de energía y la tasa de fallas del equipo.
3. Tercera etapa: Compresión secundaria a la presión objetivo (Etapa de alta presión) El aire enfriado a baja presión (0,3-0,5 MPa) ingresa al cilindro de alta presión, donde el pistón de alta presión lo comprime aún más para alcanzar la presión industrial objetivo (normalmente 0,7-1,3 MPa, y algunos modelos de alta presión superan los 3 MPa), completando la segunda etapa de compresión. Dado que la compresión primaria ya tiene presión reducida, la "relación de compresión" (presión de escape/presión de absorción) en la compresión secundaria es significativamente menor que la compresión de una sola etapa (normalmente 2-3:1). Este proceso de compresión gradual mejora la eficiencia de la conversión de energía al minimizar el calor residual y maximizar la conversión de energía eléctrica en energía potencial del aire comprimido.
4. Paso 4: Separación de Petróleo-Gas y Purificación del Aire. Los compresores de aire de dos etapas suelen emplear lubricación con aceite (algunos modelos sin aceite utilizan compresión seca). Durante la compresión, el aceite lubricante se mezcla con el aire, lo que requiere separación y purificación a través de un separador de petróleo y gas.
