在化工設(shè)備的實(shí)際使用中，一些低壓和中壓壓縮機(jī)經(jīng)常使用多級(jí)空壓機(jī)。也就是說(shuō)，設(shè)置中間冷卻器，冷卻一次壓縮排出的高溫空氣，然后吸入二次氣缸進(jìn)行二次壓縮，以達(dá)到所需的壓力。使用雙級(jí)壓縮是因?yàn)槭褂脝渭?jí)壓縮來(lái)獲得較高的空氣壓力。只有增加壓縮比（排氣壓力與吸入壓力之比），體積系數(shù)才會(huì)隨著壓力比的增加而降低。此外，由于壓縮比的增加，壓縮后的空氣溫度會(huì)更高，導(dǎo)致壓縮過(guò)程和壓縮機(jī)出現(xiàn)以下缺陷：
1）由于冷卻條件和冷卻效率的限制，壓縮比增加后產(chǎn)生的大量熱量無(wú)法及時(shí)消除，使多變壓縮線遠(yuǎn)離等溫壓縮線，接近絕熱壓縮線，將大大增加功耗。
2）如果空壓機(jī)壓縮空氣溫度過(guò)高，由于熱交換，機(jī)體整體溫度會(huì)升高，潤(rùn)滑油會(huì)失去原有性能，如流速變慢，導(dǎo)致壓縮機(jī)潤(rùn)滑不良和故障。在嚴(yán)重的情況下，它也可能導(dǎo)致機(jī)器中的潤(rùn)滑油燃燒。
多級(jí)壓縮可以滿足較高壓力的需要。它的功耗比單級(jí)壓縮機(jī)要少。中間冷卻器冷卻的壓縮空氣溫度大大降低，其中部分永久分離，也為下一次壓縮提供了相對(duì)干燥的低溫空氣。多級(jí)離心壓縮機(jī)通常需要設(shè)置一個(gè)水平間冷卻器。壓縮機(jī)壓縮后，氣體溫度較高。通過(guò)水平間冷卻器冷卻，提高了機(jī)組效率，因此中冷熱交換效果的質(zhì)量也對(duì)空壓機(jī)的性能產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。
