雙級壓縮空壓機使用的是雙級主機方案，通過雙級壓縮技術來減少壓縮過程的能耗，兩對轉子并聯連接。一階段被壓縮到3bar的壓力，在各階段之間冷卻后，溫度降低，然后在二階段壓縮至目標壓力。
一、雙級壓縮過程
自然空氣通過空氣濾清器進入級間壓縮，在壓縮室內與少量潤滑油混合，同時將混合氣體壓縮至級間壓力。壓縮氣體進入冷卻通道，與大量油霧接觸，溫度大大降低。冷卻的壓縮氣體進入二級轉子進行二次壓縮，并被壓縮至需要的排氣壓力。然后通過排氣法蘭從壓縮機排出，完成整個壓縮過程。
二、節能實施
1、降低壓縮比
氣體被壓縮時，會產生大量的壓縮熱。壓縮比大，產生的壓縮熱就多，大量機械能轉化為熱能，而不是壓力能。雙級壓縮空壓機的壓縮過程分為一級和二級完成壓縮，每級壓縮比降低50%以上。這可以明顯降低每級轉子的負荷，通過級間冷卻，降低了排氣溫度，對冷卻水的需求也減少了。
2、減少內部泄漏
螺桿壓縮機的陰陽轉子是非接觸的，它們與機殼之間會產生泄漏三角形。如果主螺桿機壓縮比大，會導致回流損失大。而兩級壓縮主機由于壓縮比降低，回流損失小，效率高。同樣的功率可以產生更多的壓縮空氣。
3、冷卻需求減少
兩級壓縮機組壓縮比低，導致機組產生的壓縮熱較少，兩級之間有級間冷卻。在相同的氣體體積和壓力下，降低了冷卻系統的負荷，降低了冷卻系統的能量損失和消耗。
雙級壓縮空壓機結構更簡單，運行更可靠，由于采用了兩級壓縮技術，轉子轉速降低，軸承負荷降低，可靠性更高。同時采用級間冷卻方式，取消中冷器，減少管道接頭，減少泄漏點，提高機組可靠性。
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