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离心式蒸汽压缩机是一种常见的机械设备,广泛应用于许多工业领域。它的运行原理基于离心力和蒸汽的压缩。本文将介绍离心式蒸汽压缩机的运行原理,并简要说明其在工业中的应用。

离心式蒸汽压缩机

离心式蒸汽压缩机的运行原理是基于离心力的作用。当蒸汽进入压缩机的旋转部件时,它会被离心力推向离心轴。离心式蒸汽压缩机的旋转叶轮也在高速旋转。蒸汽就会与旋转叶轮发生碰撞,产生动量转移。蒸汽的速度逐渐增加,同时压力也随之增加。高速旋转的离心叶轮将蒸汽排出。

离心式蒸汽压缩机的工作过程可以分为四个阶段:进气、压缩、排气和冷却。在进气阶段,蒸汽从进气口进入压缩机并被拉向离心轴。在压缩阶段,离心叶轮将蒸汽压缩并将其推至高速旋转。在排气阶段,压缩的蒸汽被排出压缩机。在冷却阶段,排出的高温蒸汽经过冷却器冷却,然后重新回到循环系统中。

离心式蒸汽压缩机广泛应用于许多工业领域,包括石化、制冷、发电以及空调等。它的主要优点是高效、可靠和紧凑。相对于其他类型的压缩机,离心式蒸汽压缩机能够提供更大的压比。由于其紧凑的结构,离心式蒸汽压缩机可以在较小的空间中运行,节省了成本和资源。离心式蒸汽压缩机的运行也比较平稳,噪音较低。

离心式蒸汽压缩机是一种基于离心力的机械设备,通过离心力和蒸汽的压缩来实现物质的压缩和转移。它在工业领域中的应用广泛,具有高效、可靠和紧凑等特点。随着科技的不断发展,离心式蒸汽压缩机将继续为工业生产和能源利用做出重要的贡献。

离心式蒸汽压缩机(离心式蒸汽压缩机运行原理)

离心式压缩机的工作原理与结构  1. 工作原理离心式制冷压缩机有单级、双级和多级等多种结构型式。单级压缩机主要由吸气室、叶轮、扩压器、蜗壳等组成,如图6-1所示。对于多级压缩机,还设有弯道和回流器等部件。一个工作叶轮和与其相配合的固定元件(如吸气室、扩压器、弯道、回流器或蜗壳等)就组成压缩机的一个级。多级离心式制冷压缩机的主轴上设置着几个叶轮串联工作,以达到较高的压力比。多级离心式制冷压缩机的中间级如图6-2所示。为了节省压缩功耗和不使排气温度过高,级数较多的离心式制冷压缩机中可分为几段,每段包括一到几级。低压段的排气需经中间冷却后才输往高压段。 1—进口可调导流叶片 2—吸气室 1—叶轮 2—扩压器 3—叶轮 4—蜗壳 5—扩压器 6—主轴 3—弯道 4—回流器图6-1所示的单级离心式制冷压缩机的工作原理如下:压缩机叶轮3旋转时,制冷剂气体由吸气室2通过进口可调导流叶片1进入叶轮流道,在叶轮叶片的推动下气体随着叶轮一起旋转。由于离心力的作用,气体沿着叶轮流道径向流动并离开叶轮,叶轮进口处形成低压,气体由吸气管不断吸入。在此过程中,叶轮对气体做功,使其动能和压力能增加,气体的压力和流速得到提高。气体以高速进入截面逐渐扩大的扩压器5和蜗壳4,流速逐渐下降,大部分气体动能转变为压力能,压力进一步提高,然后再引出压缩机外。对于多级离心式制冷压缩机,为了使制冷剂气体压力继续提高,则利用弯道和回流器再将气体引入下一级叶轮进行压缩,如图6-2所示。因压缩机的工作原理不同,离心式制冷压缩机与往复活塞式制冷压缩机相比,具有以下特点:①在相同制冷量时,其外形尺寸小、重量轻、占地面积小。相同的制冷工况及制冷量,活塞式制冷压缩机比离心式制冷压缩机(包括齿轮增速器)重5~8倍,占地面积多一倍左右。②无往复运动部件,动平衡特性好,振动小,基础要求简单。目前对中小型组装式机组,压缩机可直接装在单筒式的蒸发�0�6冷凝器上,无需另外设计基础,安装方便。③磨损部件少,连续运行周期长,维修费用低,使用寿命长。④润滑油与制冷剂基本上不接触,从而提高了蒸发器和冷凝器的传热性能。⑤易于实现多级压缩和节流,达到同一台制冷机多种蒸发温度的操作运行。⑥能够经济地进行无级调节。可以利用进口导流叶片自动进行能量调节,调节范围和节能效果较好。⑦对大型制冷机,若用经济性高的工业汽轮机直接带动,实现变转速调节,节能效果更好。尤其对有废热蒸汽的工业企业,还能实现能量回收。⑧转速较高,用电动机驱动的一般需要设置增速器。对轴端密封要求高,这些均增加了制造上的困难和结构上的复杂性。⑨当冷凝压力较高,或制冷负荷太低时,压缩机组会发生喘振而不能正常工作。⑩制冷量较小时,效率较低。目前所使用的离心式制冷机组大致可以分成两大类:一类为冷水机组,其蒸发温度在-5℃以上,大多用于大型中央空调或制取5℃以上冷水或略低于0℃盐水的工业过程用场合;另一类是低温机组,其蒸发温度为-5~-40℃,多用于制冷量较大的化工工艺流程。另外在啤酒工业、人造干冰场、冷冻土壤、低温试验室和冷、温水同时供应的热泵系统等也可使用离心式制冷机组。离心式制冷压缩机通常用于制冷量较大的场合,在350~7000kW内采用封闭离心式制冷压缩机,在7000~35000kW范围内多采用开启离心式制冷压缩机。 2. 主要零部件的结构与作用由于使用场合的蒸发温度、制冷剂的不同,离心式制冷压缩机的缸数,段数和级数相差很大,总体结构上也有差异,但其基本组成零部件不会改变。现将其主要零部件的结构与作用简述如下。(1)吸气室 吸气室的作用是将从蒸发器或级间冷却器来的气体,均匀地引导至叶轮的进口。为减少气流的扰动和分离损失,吸气室沿气体流动方向的截面一般做成渐缩形,使气流略有加速。吸气室的结构比较简单,有轴向进气和径向进气两种形式,如图6-3所示。对单级悬臂压缩机,压缩机放在蒸发器和冷凝器之上的组装式空调机组中,常用径向进气肘管式吸气室(图6-3b)。但由于叶轮的吸入口为轴向的,径向进气的吸气室需设置导流弯道,为了使气流在转弯后能均匀地流入叶轮,吸气室转弯处有时还加有导流板。图中c所示的吸气室常用于具有双支承轴承,而且第一级叶轮有贯穿轴时的多级压缩机中。 a)轴向进气吸气室 b)径向进气肘管式吸气室 c)径向进气半蜗壳式吸气室(2)进口导流叶片 在压缩机第一级叶轮进口前的机壳上安装进口导流叶片可用来调节制冷量。当导流叶片旋转时,改变了进入叶轮的气流流动方向和气体流量的大小。转动导叶时可采用杠杆式或钢丝绳式调节机构。杠杆式如图6-4所示,进口导叶实际上是一个由若 1—小齿轮 2—齿圈 3—转动叶片 4—伺服电动机 5—波纹管 6—连杆 7—杠杆 8—手轮 1—导叶 2—从动齿轮 3—钢丝绳 4—过渡轮 5—主动齿轮干可转动叶片3组成的菊形阀,每个叶片根部均有一个小齿轮1,由大齿圈2带动,大齿圈是通过杠杆7和连杆6由伺服电动机4传动,也可用手轮8进行操作。图6-5为钢丝绳传动形式,由一个主动齿轮5通过钢丝绳3带动六个从动齿轮2转动,从而带动七个导叶1开启。为了使钢丝绳在固定轨道上运动,防止它从主动齿轮和从动齿轮上滑出,又安装有七个过渡轮4,主动齿轮根据制冷机组的调节信号,由导叶调节执行机构带动链式执行机构转动主动齿轮。进口导叶的材料为铸铜或铸铝,叶片具有机翼形与对称机翼形的叶形剖面,由人工修磨选配。进口导叶转轴上配有铜衬套,转轴与衬套间以及各连接部位应注入少许润滑剂,以保证机构转动灵活。(3)叶轮 叶轮也称工作轮,是压缩机中对气体做功的惟一部件。叶轮随主轴高速旋转后,利用其叶片对气体做功,气体由于受旋转离心力的作用以及在叶轮内的扩压流动,使气体通过叶轮后的压力和速度得到提高。叶轮按结构型式分为闭式、半开式和开式三种,通常采用闭式和半开式两种,如图6-6所示。闭式叶轮由轮盖、叶片和轮盘组成,空调用制冷压缩机大多采用闭式。半开式叶轮不设轮盖,一侧敞开,仅有叶片和轮盘,用于单级压力比较大的场合。有轮盖时,可减少内漏气损失,提高效率,但在叶轮旋转时,轮盖的应力较大,因此叶轮的圆周速度不能太大,限制了单级压力比的提高。半开式叶轮由于没有轮盖,适宜于承受离心惯性力,因而对叶轮强度有利,使叶轮圆周速度可以较高。钢制半开式叶轮圆周速度目前可达450~540m/s,单级压力比可达6.5。 a) 闭式 b)半开式离心式制冷压缩机的叶轮的叶片按形状可分为单圆弧、双圆弧、直叶片和三元叶片。空调用压缩机的单级叶轮多采用形状既弯曲又扭曲的三元叶片,加工比较复杂,精度要求高。当使用氟利昂制冷剂时,通常用铸铝叶轮,可降低加工要求。(4)扩压器 气体从叶轮流出时有很高的流动速度,一般可达200~300m/s,占叶轮对气体做功的很大比例。为了将这部分动能充分地转变为压力能,同时为了使气体在进入下一级时有较低的合理的流动速度,在叶轮后面设置了扩压器,如图6-2所示。扩压器通常是由两个和叶轮轴相垂直的平行壁面组成,如果在两平行壁面之间不装叶片,称为无叶扩压器;如果设置叶片,则称为叶片扩压器。扩压器内环形通道截面是逐渐扩大的,当气体流过时,速度逐渐降低压力逐渐升高。无叶扩压器结构简单,制造方便,由于流道内没有叶片阻挡,无冲击损失。在空调离心式制冷压缩机中,为了适应其较宽的工况范围,一般采用无叶扩压器。叶片扩压器常用于低温机组中的多级压缩机中。(5)弯道和回流器 在多级离心式制冷压缩机中,弯道和回流器是为了把由扩压器流出的气体引导至下一级叶轮。弯道的作用是将扩压器出口的气流引导至回流器进口,使气流从离心方向变为向心方向。回流器则是把气流均匀地导向下一级叶轮的进口,在回流器流道中设有叶片,使气体按叶片弯曲方向流动,沿轴向进入下一级叶轮。在采用多级节流中间补气制冷循环中,段与段之间有中间加气,因此在离心式制冷压缩机的回流器中,还有级间加气的结构。图6-7给出了三种加气型式,其中b和c型对下一级叶轮入口气流均匀性不利,但可以减少轴向距离。 (6)蜗壳 蜗壳的作用是把从扩压器或从叶轮中(没有扩压器时)流出的气体汇集起来,排至冷凝器或中间冷却器。图6-8所示为离心式制冷压缩机中常用的一种蜗壳形式,其流通截面是沿叶轮转向(即进入气流的旋转方向)逐渐增大的,以适应流量沿圆周不均匀的情况,同时也起到使气流减速和扩压的作用。蜗壳一般是装在每段最后一级的扩压器之后,也有的最后级不用扩压器而将蜗壳直接装在叶轮之后,如图6-9所示。其中a为蜗壳前装有扩压器; a)蜗壳前为扩压器 b)蜗壳前为叶轮 c)不对称内蜗壳 b为蜗壳直接装在叶轮之后,这种蜗壳中气流速度较大,一般在蜗壳后再设扩压管,由于叶轮后直接是蜗壳,所以对叶轮的工作影响较大,增加了叶轮出口气流的不均匀性;c为不对称内蜗壳,是空调用单级机组中常用的形式,这种蜗壳是安置在叶轮的一侧,蜗壳的外径保持不变,其流通截面的增加是由减小内半径来达到的。蜗壳的横截面常见的有圆形、梯形等。在氟利昂冷水机组的蜗壳底部有泄油孔,水平位置设有与油引射器相连的高压气引管。各处用充气密封的高压气体均由蜗壳内引出。(7)密封 对于封闭型机组,无需采用防止制冷剂外泄漏的轴封部件。但在压缩机内部,为防止级间气体内漏,或油与气的相互渗漏,必须采用各种型式的气封和油封部件,对于开启式压缩机,还需设置轴封装置。离心式制冷压缩机中常用的密封型式有如下几种。 1)迷宫式密封 又称为梳齿密封,主要用于级间的密封,如轮盖与轴套的内密封及平衡盘处的密封。迷宫式密封由梳齿隔开的许多小室组成,它是利用梳齿形的曲径使气体向低压侧泄漏时受到多次节流膨胀降压(因为每经一道间隙和小室气体压力均有损失),从而达到减少泄漏的目的。迷宫密封的结构多种多样,常见的如图6-10所示。曲折密封优于平滑型,常用于轴套、平衡盘的密封,但制造较为复杂,轴向定位较严格。台阶型密封主要用于轮盖密封。 a)镶嵌曲折型密封 b)整体平滑型密封 c)台阶型密封 1—轴封壳体 2—弹簧 3、7—O形圈 4—静环座 5—静环 6—动环 2)机械密封 主要用于开启式压缩机中的转轴穿过机器外壳部位的轴端密封。机械密封的结构型式较多,主要有由一个静环和一个动环组成的单端面型,以及两个静环和一个动环,或两个静环和两个动环组成的双端面型。图6-11为一个动环6和两个静环5组成的双端面型机械密封。密封表面为静环与动环的接触面,弹簧2通过静环座4把静环压紧在动环上。O形圈3和7防止气体从间隙中泄漏。在压缩机工作时,轴封腔内通入压力高于气体压力约0.05~0.1MPa的润滑油,把压紧在动环两侧的静环推开一个间隙,形成密封油膜,既减少了摩擦损失,也起到了冷却和加强密封效果的作用。停机时油压下降,但恒压罐使轴封腔内尚维持一定油压,弹簧又把静环压紧在动环上,从而形成良好的停机密封。机械密封的优点是密封性能好,接近于绝对密封,且结构紧凑。但不足之处是易于磨损,寿命短,摩擦副的线速度不能太高,密封面比压也有一定的限制。 a)单片油封 b)充气油封 3)油封 图6-12a为简单的单片油封。单片油封装于轴承两侧,单片常用铝铜材料,直径间隙为0.2~0.4mm,大于轴承的径向间隙。图6-12b为充气密封。在空调用离心式制冷压缩机上,主要采用充气密封。它是在整体铸铝合金车削成的迷宫齿排中部,开有环形空腔,从压缩机的蜗壳内,引一股略高于油压的高压气体进入环形空腔中,高压气流从空腔内密封齿两端逸出,一端封油,另一端进入压缩机内。齿片的直径间隙一般取0.2~0.6mm。除上述主要零部件外,离心式制冷压缩机还有其它一些零部件。如:减少轴向推力的平衡盘;承受转子剩余轴向推力的推力轴承以及支撑转子的径向轴承等。为了使压缩机持续、安全、高效地运行,还需设置一些辅助设备和系统,如增速器、润滑系统、冷却系统、自动控制和监测及安全保护系统等。 -----这里也有: http://bbs.hcbbs.com/viewthread.php?tid=136088

MVR离心式蒸汽压缩机

MVR是蒸汽机械再压缩技术(mechanical bapor recompression )的简称。mvr是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量,从而减少对外界能源的需求的一项节能技术。早在60年代,德国和法国已成功的将该技术用于化工、食品、造纸、医药、海水淡化及污水处理等领域。 蒸发器其工作过程是将低温位的蒸汽经压缩机压缩,温度、压力提高,热焓增加,然后进入换热器冷凝,以充分利用蒸汽的潜热。除开车启动外,整个蒸发过程中无需生蒸汽从蒸发器出来的二次蒸汽,经压缩机压缩,压力、温度升高,热焓增加,然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用,使料液维持沸腾状态,而加热蒸汽本身则冷凝成水。原来要废弃的蒸汽就得到了充分的利用,回收了潜热,又提高了热效率,生蒸汽的经济性相当于多效蒸发的30效。为使蒸发装置的制造尽可能简单和操作方便,经常使用单效离心再压缩器,也可以是高压风机或透平压缩器。这些机器在1:1.2到1:2压缩比范围内其体积流量较高。对于低的蒸发速率,也可用活塞式压缩机、滑片压缩机或是螺杆压缩机。 蒸发设备紧凑,占地面积小、所需空间也小。又可省去冷却系统。对于需要扩建蒸发设备而供汽,供水能力不足,场地不够的现有工厂,特别是低温蒸发需要冷冻水冷凝的场合,可以收到既节省投资又取得较好的节能效果。

机械蒸汽再压缩的原理由于成本原因,单级离心压缩机和高压风机被普遍用于机械蒸汽再压缩系统。因此下 述说明是针对此类设计。离心压缩机是体积控制机器,即无论吸入压力多大,体积流率几乎保持恒定。而质量流量的变化与绝对吸入压力成比例。 能量变化图 单级离心压缩机的压缩循环描绘在焓熵图中。单级离心压缩机需要的动力: 例如:将来自蒸发器的饱和水蒸汽从吸入状态p1=1.9 bar, t1=119 ℃压缩到p2= 2.7 bar, t2=161℃(压缩比 ∏= 1.4)。压缩循环沿着多变曲线1-2,蒸汽的比焓增加量Δhp。对于蒸汽的比焓h2,通过压缩机内效率(等熵效率)的等式:在此温度下,它进入到蒸发器的加热器。基于被吸入蒸汽的量,kg/hr。hp 单位多变(有效)压缩功,kJ/kg。hs 单位等熵压缩功,kJ/kg。 mvr能量变化图压缩机的等熵效率(内效率)除其他因素之外,单位多变压缩功 hp取决于多方指数κ和吸入气体的摩尔质量M,以及吸入温度和要求的压升。对于原动机(电动机、燃气机、涡轮机等)的实际耦合功率,考虑了更大的机械损耗余量。叶轮由标准材料制造的单级离心压缩机能够获得压缩因子1.8的水蒸汽压升,如果采用钛等更高质量的材料,压缩因子可高达2.5。这样一来,最终压力p2就是吸入压力p1的1.8倍,或最大2.5倍,这对应于饱和蒸汽温度升高约12-18K,最大温升可到30K,这取决于吸入压力。就蒸发技术而言,通常的做法是根据相应的水沸点温度来表示其压力。有效温差就被直接表示出来。

采用机械蒸汽再压缩的原因1)单位能量消耗低 2) 因温差低使产品的蒸发温和 3) 由于常用单效使产品停留时间短 4) 工艺简单,实用性强 5) 部分负荷运转特性优异 6) 操作成本低 通过使用相对少的能量,即在压缩热泵情况下的压缩机叶轮的机械能,能量被加入工艺加热介质中并进入连续循环。在此情况下,不需要一次蒸汽作为加热介质。

技术特点:mvr原理图1)低能耗、低运行费用; 2)占地面积小; 3)公用工程配套少,工程总投资少, 4)运行平稳,自动化程度高; 5)无需原生蒸汽; 6)可以在40℃下蒸发而无需冷冻设备,特别适合热敏性物料。

应用推广范围:1)蒸发浓缩 2)蒸发结晶 3)低温蒸发 mvr能流图能流图技术参数:1)蒸发一吨水需要耗电为23-70度电; 2)可以实现蒸发温度17- 40℃的低温蒸发(无需冷冻水系统)

离心式蒸汽压缩机的工作原理

活塞式压缩机、螺杆式压缩机统称为容积式压缩机,而离心式压缩机则是靠电机运转时带动叶轮高速运转而产生离心力的作用,使低压气态制冷剂从侧面的吸入口被吸入,因高速旋转产生的离心力使其气体获得极大的动能从叶轮流出,通过扩压器使其流速降低,随着断面的增大,能量的转变,使气体获得较大的压能而压力升高,直至排出,其构造见图5---14。

5--14

因压缩机的转速很高,使得排气量增大。适合大型制冷系统。

离心式压缩机结构紧凑、制冷量大,质量轻、运行平稳、噪声较低、运转时制冷剂中不会混入润滑油。

离心式蒸汽压缩机是容积式

1、按其原理可分为容积型压缩机与速度型压缩机。容积型又分为:往复式压缩机、回转式压缩机;速度型压缩机又分为:轴流式压缩机、离心式压缩机和混流式压缩机。

如今家用冰箱和空调器压缩机都是容积式,其中又可分为往复式和旋转式。往复式压缩机使用的是活塞、曲柄、连杆机构或活塞、曲柄、滑管机构,旋转式使用的多是滚动转子压缩机。在商用空调上,又多是离心式、涡旋式、螺杆式。

2、按应用范围又可分为低背压式、中背压式、高背压式。低背压式 ( 蒸发温度 -35 ~ -15 ℃ ) ,一般用于家用电冰箱、食品冷冻箱等。中背压式 ( 蒸发温度 -20 ~ 0 ℃ ) ,一般用于冷饮柜、牛奶冷藏箱等。高背压式 ( 蒸发温度 -5 ~ 15 ℃ ) ,一般用于房间空气调节器、除湿机、热泵等。其工作原理:

用在空压机上面主要是来调节空压机的起停状态,通过调节储气罐内的压力来让空压机停机休息,对机器有保养作用.在空压机工厂调试的时候,根据客户需要调节到指定压力,然后设定一个压差。

压缩机开始启动,向储气罐打气,到压力10kg的时候,空压机停机或者卸载,当压力到7kg的时候空压机又开始启动,此间有一个压力差,这个过程就可以让压缩机休息一下,达到保护空压机的作用。

由电动机直接驱动压缩机,使曲轴产生旋转运动,带动连杆使活塞产生往复运动,引起气缸容积变化。由於气缸内压力的变化,通过进气阀使空气经过空气滤清器进入气缸。

在压缩行程中,由於气缸容积的缩小,压缩空气经过排气阀的作用,经排气管,单向阀进入储气罐,当排气压力达到额定压力0.7MPa时由压力开关控制而自动停机。当储气罐压力降至0.5-0.6MPa时压力开关自动联接启动。

离心式蒸汽压缩机运行原理

离心空压机的工作原理离心空压机的一个工作轮与其相配合的固定元件组成一个级。当电动带动工作轮旋转时,工作轮腔内的气体随叶轮一起转动,并通过离心力的作用被甩出,使气体的压力升高,增加了气体的动能和压力。由于叶轮的通道是从里往外逐渐扩大,气体从叶轮进口流向出口的过程中,相对速度降低,使一部分动能转为压力升高。气体由叶轮进入扩压器后,由于速度进一步降低,转变为压力进一步提高;另一方面,空气从吸入口进入叶轮腔内,补充甩走空气后留下的空间,使气体不断受到压缩。由于每个叶轮所能提高的压力有限,根据所需的压力,应配置相应数量的空压机级(即叶轮数目)。每个叶轮的进气口均在接近轴心处由轴向流入,要使从前一级压缩出的气体进入下一级,还必须通过弯道和回流来均匀地引导气流的流向。空气空压机轴的六个工作轮安装在主轴上,构成一个转子,并支承在轴承上。机壳(气缸)上装有隔板、扩压器、弯道、回流器等固定元件。空气通过吸入口引到第一级工作轮的进口,通过工作轮对气体的作用提高了气体的压力和流速,再流到扩压器,进一步提高压力,然后再由弯道、回流器把气体引向第二级工作轮。为了降低压缩后气体的温度,在第二级和第四级后设置了中间冷却器。以冷却器为界,DA200-61型空气空压机可分为三个段,因为它有六个工作轮,所以称为六级三段。有冷却器的那一级空气是通过扩压器和蜗室进到中间冷却器。空气经冷却后,温度等于或高于一级吸气温度,然后到第三、第四级继续增压,再流到第二个冷却器,冷却后由吸气室流到第五级,经过第六级的最后增压后,由蜗室流出空压机外,再经冷却后进入空气分离装置。离心空压机的工作流程当电动机经增速器带动空气空压机的转子旋转时,空气经过滤器清除机械杂质后,被吸入空气空压机,空气在叶轮和扩压器中被压缩。由于压缩后空气温度会升高,它将增加空气空压机的功率消耗,因此需经中间冷却器冷却后,再回到空压机进一步压缩。经末级压缩后,达到所要求的压力后,送空气分离装置。空压机由专门的油站供给润滑油。

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