O princípio fundamental de um compressor de dois estágios é dividir o processo de compressão de ar da pressão atmosférica até a pressão alvo em dois estágios: "compressão primária de baixa pressão" e "compressão secundária de alta pressão". Através de processos de apoio como resfriamento intermediário e separação de gás de petróleo, ele alcança uma produção de ar comprimido eficiente e de baixo consumo. O fluxo de trabalho completo pode ser dividido em cinco etapas principais, como segue:
1. Etapa 1: Entrada de ar e compressão primária (estágio de baixa pressão)
Filtração de ar: O ar ambiente (aproximadamente 0,1 MPa) entra primeiro no filtro de ar, que remove contaminantes particulados, como poeira e impurezas (normalmente com uma precisão de filtração de 1-5 μm ). Isto evita desgaste do cilindro ou contaminação do ar comprimido.
Compressão de baixa pressão: O ar limpo filtrado entra no cilindro de baixa pressão, onde o movimento alternativo do pistão comprime o volume de ar e aumenta sua pressão (normalmente de 0,1 MPa para 0,3-0,5 MPa), completando a primeira compressão. Durante este processo, é gerado calor significativo, com temperaturas que chegam a 120-160 ° C.
2. Etapa 2: Resfriamento intermediário para reduzir a temperatura do ar e o consumo de energia. Esta é a principal diferença entre a compressão de dois estágios e a compressão de estágio único - o resfriador intermediário (normalmente um trocador de calor de casco e tubo ou aletas) resfria à força o ar de alta temperatura após a compressão primária.
-O meio de resfriamento (geralmente água de resfriamento ou ar de resfriamento) troca calor com o ar comprimido de alta temperatura, reduzindo a temperatura do ar de 120-160 ℃ para 40-50 ℃ (próximo à temperatura ambiente).
-A densidade do ar de resfriamento é significativamente aumentada e a atividade molecular é reduzida, o que pode não apenas reduzir a "resistência ao impulso" da compressão secundária subsequente, mas também evitar a perda de alta temperatura na vedação do cilindro secundário e no óleo lubrificante, e indiretamente reduzir o consumo de energia e a taxa de falhas do equipamento.
3. Terceiro Estágio: Compressão Secundária até a Pressão Alvo (Estágio de Alta Pressão) O ar resfriado de baixa pressão (0,3-0,5 MPa) entra no cilindro de alta pressão, onde o pistão de alta pressão o comprime ainda mais para atingir a pressão industrial alvo (normalmente 0,7-1,3 MPa, com alguns modelos de alta pressão excedendo 3 MPa), completando o segundo estágio de compressão. Como a compressão primária já reduziu a pressão, a "taxa de compressão" (pressão de exaustão/pressão de absorção) na compressão secundária é significativamente menor do que a compressão de estágio único (normalmente 2-3:1). Este processo de compressão gradual aumenta a eficiência da conversão de energia, minimizando o calor residual e maximizando a conversão de energia elétrica em energia potencial de ar comprimido.
4. Etapa 4: Separação de petróleo e gás e purificação do ar. Os compressores de ar de dois estágios normalmente empregam lubrificação com óleo (alguns modelos sem óleo usam compressão a seco). Durante a compressão, o óleo lubrificante se mistura com o ar, necessitando de separação e purificação através de um separador óleo-gás.
