بسیار جامع!چند فرم معمولی بازیابی حرارت زباله کمپرسور هوا
چند فرم معمولی بازیابی حرارت زباله کمپرسور هوا
(چکیده) این مقاله به معرفی سیستم‌های بازیابی حرارت اتلاف چند کمپرسور هوای معمولی مانند کمپرسورهای هوای پیچی بدون روغن تزریقی روغن، کمپرسورهای هوای گریز از مرکز و غیره می‌پردازد.این راه‌ها و اشکال غنی بازیابی گرمای زباله کمپرسورهای هوا می‌تواند برای مرجع و پذیرش توسط واحدهای مربوطه و تکنسین‌های مهندسی برای بازیابی بهتر گرمای اتلاف، کاهش هزینه‌های انرژی شرکت‌ها و کاهش اثرات زیست‌محیطی مورد استفاده قرار گیرد.آلودگی حرارتی به هدف صرفه جویی در انرژی و حفاظت از محیط زیست دست می یابد.
▌مقدمه
هنگامی که کمپرسور هوا کار می کند، گرمای فشرده سازی زیادی ایجاد می کند، معمولاً این بخش از انرژی از طریق سیستم خنک کننده هوا یا آب خنک کننده واحد به اتمسفر آزاد می شود.بازیابی حرارت کمپرسور برای کاهش مداوم تلفات سیستم هوا و افزایش بهره وری مشتری ضروری است.
تحقیقات زیادی در مورد فناوری صرفه جویی در مصرف انرژی در بازیابی حرارت هدر رفته وجود دارد، اما بیشتر آنها فقط بر روی تبدیل مدار روغن کمپرسورهای هوای پیچی تزریق شده با روغن تمرکز دارند.در این مقاله اصول کار چند کمپرسور معمولی هوا و ویژگی‌های سیستم‌های بازیابی گرمای اتلاف به تفصیل معرفی می‌شود تا راه‌ها و اشکال بازیافت گرمای اتلاف کمپرسورهای هوا را بهتر بشناسیم که می‌تواند گرمای اتلاف را بهتر بازیابی کند و هزینه‌های انرژی را کاهش دهد. شرکت ها و رسیدن به هدف صرفه جویی در انرژی و حفاظت از محیط زیست.
چندین فرم معمولی بازیابی حرارت اتلاف کمپرسور هوا به ترتیب معرفی شده اند:
تجزیه و تحلیل بازیافت گرمای اتلاف کمپرسور هوا پیچی تزریق شده با روغن
① تجزیه و تحلیل اصل کار کمپرسور هوا پیچی تزریق شده با روغن
کمپرسور هوای اسکرو تزریق روغن نوعی کمپرسور هوا با سهم بازار نسبتاً بالایی است
روغن موجود در کمپرسور هوا پیچی تزریق روغن دارای سه عملکرد است: گرمای جذب خنک کننده فشرده سازی، آب بندی و روانکاری.
مسیر هوا: هوای خارجی از طریق فیلتر هوا وارد سر دستگاه می شود و توسط پیچ فشرده می شود.مخلوط روغن و هوا از درگاه اگزوز تخلیه می شود، از سیستم خط لوله و سیستم جداسازی هوا از روغن عبور می کند و وارد کولر هوا می شود تا هوای فشرده با دمای بالا را تا حد قابل قبولی کاهش دهد..
مدار روغن: مخلوط روغن و هوا از خروجی موتور اصلی تخلیه می شود.پس از جدا شدن روغن خنک کننده از هوای فشرده در سیلندر جداسازی نفت و گاز، وارد خنک کننده روغن می شود تا گرمای روغن با دمای بالا را از بین ببرد.روغن خنک شده مجدداً از طریق مدار روغن مربوطه به موتور اصلی پاشیده می شود.خنک کننده، آب بندی و روان کننده است.به طور مکرر
اصل بازیابی گرمای اتلاف کمپرسور هوا پیچی تزریقی روغن
مخلوط نفت و گاز با دمای بالا و فشار بالا که از فشرده سازی سر کمپرسور تشکیل می شود در جداکننده نفت-گاز جدا می شود و روغن با دمای بالا با اصلاح خط لوله خروجی روغن به داخل مبدل حرارتی وارد می شود. - جداکننده گازمقدار روغن موجود در کمپرسور هوا و لوله بای پس به گونه ای توزیع می شود که دمای روغن برگشتی کمتر از دمای حفاظت برگشت روغن کمپرسور هوا نباشد.آب سرد در سمت آب مبدل حرارتی با روغن با دمای بالا تبادل گرما می کند و آب گرم گرم شده را می توان برای آب گرم خانگی، گرمایش تهویه مطبوع، پیش گرم کردن آب دیگ بخار، آب گرم فرآیند و غیره استفاده کرد.
از شکل بالا مشاهده می شود که آب سرد مخزن آب حفظ حرارت مستقیماً از طریق پمپ آب در گردش با دستگاه بازیابی انرژی داخل کمپرسور هوا تبادل گرما می کند و سپس به مخزن آب حفظ حرارت باز می گردد.
این سیستم با تجهیزات کمتر و راندمان تبادل حرارت بالا مشخص می شود.البته لازم به ذکر است که دستگاه های بازیابی انرژی با مواد بهتر باید انتخاب شوند و به طور مرتب تمیز شوند، در غیر این صورت به راحتی می توان به دلیل پوسته پوسته شدن دمای بالا یا نشت دستگاه های مبادله حرارتی باعث ایجاد انسداد در انتهای کاربرد شود.
این سیستم دو تبادل حرارتی را انجام می دهد.سیستم جانبی اولیه که با دستگاه بازیابی انرژی تبادل گرما می کند یک سیستم بسته است و سیستم جانبی ثانویه می تواند یک سیستم باز یا یک سیستم بسته باشد.
سیستم بسته در سمت اولیه از آب خالص یا آب مقطر برای گردش استفاده می کند که می تواند آسیب دستگاه بازیابی انرژی ناشی از جرم گیری آب را کاهش دهد.در صورت آسیب دیدن مبدل حرارتی، محیط گرمایش در سمت کاربرد آلوده نخواهد شد.
⑤ مزایای نصب دستگاه بازیابی انرژی حرارتی بر روی کمپرسور هوا پیچی تزریق روغن
پس از نصب کمپرسور هوای پیچی تزریق روغن با دستگاه بازیابی حرارت، مزایای زیر را به همراه خواهد داشت:
(1) فن خنک کننده خود کمپرسور هوا را متوقف کنید یا زمان کارکرد فن را کاهش دهید.دستگاه بازیابی انرژی گرمایی نیاز به استفاده از پمپ آب در گردش دارد و موتور پمپ آب مقدار مشخصی انرژی الکتریکی مصرف می کند.فن خود خنک کننده کار نمی کند و قدرت این فن به طور کلی 4-6 برابر بیشتر از پمپ آب در گردش است.بنابراین، هنگامی که فن متوقف شود، می تواند 4-6 برابر در مصرف برق پمپ گردشی صرفه جویی کند.علاوه بر این، به دلیل اینکه دمای روغن را می توان به خوبی کنترل کرد، می توان فن اگزوز در اتاق ماشین را کمتر روشن کرد یا اصلاً روشن نشد که می تواند در مصرف انرژی صرفه جویی کند.
⑵.گرمای هدر رفته را بدون مصرف انرژی اضافی به آب گرم تبدیل کنید.
⑶، جابجایی کمپرسور هوا را افزایش دهید.از آنجایی که دمای کار کمپرسور هوا را می توان به طور موثر در محدوده 80 درجه سانتی گراد تا 95 درجه سانتی گراد توسط دستگاه بازیابی کنترل کرد، غلظت روغن را می توان بهتر نگه داشت و حجم خروجی کمپرسور هوا 2 افزایش می یابد. %~6 % که معادل صرفه جویی در مصرف انرژی است.این امر به ویژه برای کمپرسورهای هوا که در تابستان کار می کنند بسیار مهم است، زیرا معمولاً در تابستان، دمای محیط بالا است و دمای روغن اغلب می تواند تا حدود 100 درجه سانتی گراد افزایش یابد، روغن نازک تر می شود، سفتی هوا بدتر می شود و حجم اگزوز. کاهش خواهد یافت.بنابراین دستگاه بازیابی حرارت می تواند در تابستان مزایای خود را نشان دهد.
بازیابی حرارت اتلاف کمپرسور هوای پیچ بدون روغن
① تجزیه و تحلیل اصل کار کمپرسور هوا پیچ بدون روغن
کمپرسور هوا بیشترین صرفه جویی در کار را در هنگام تراکم همدما دارد و انرژی الکتریکی مصرفی عمدتاً به انرژی پتانسیل تراکم هوا تبدیل می شود که طبق فرمول (1) قابل محاسبه است:
در مقایسه با کمپرسورهای هوای تزریق روغن، کمپرسورهای هوای اسکرو بدون روغن پتانسیل بیشتری برای بازیابی گرمای اتلاف دارند.
به دلیل نداشتن اثر خنک کننده روغن، فرآیند تراکم از تراکم همدما منحرف می شود و بیشتر نیرو به گرمای تراکمی هوای فشرده تبدیل می شود که دلیل دمای بالای اگزوز کمپرسور هوای پیچ بدون روغن نیز می باشد.بازيابي اين بخش از انرژي گرمايي و استفاده از آن براي آب صنعتي كاربران، پيش گرمكن ها و آب حمام، مصرف انرژي پروژه را تا حد زيادي كاهش مي دهد و در نتيجه به حفاظت از محيط زيست و كربن پايين دست مي يابد.
اساسی
① تجزیه و تحلیل اصل کار کمپرسور هوای گریز از مرکز
کمپرسور هوای گریز از مرکز توسط پروانه هدایت می شود تا گاز را با سرعت بالا بچرخاند، به طوری که گاز نیروی گریز از مرکز ایجاد کند.به دلیل جریان انتشار گاز در پروانه، دبی و فشار گاز پس از عبور از پروانه افزایش یافته و هوای فشرده به طور مداوم تولید می شود.کمپرسور هوای گریز از مرکز عمدتاً از دو قسمت روتور و استاتور تشکیل شده است.روتور شامل یک پروانه و یک شفت است.بر روی پروانه، علاوه بر دیسک تعادل و بخشی از مهر و موم شفت، تیغه هایی وجود دارد.بدنه اصلی استاتور محفظه (سیلندر) است و همچنین استاتور با یک دیفیوزر، یک خم، یک دستگاه رفلاکس، یک لوله ورودی هوا، یک لوله اگزوز و چند مهر و موم شفت چیده شده است.اصل کار کمپرسور گریز از مرکز این است که وقتی پروانه با سرعت بالا می چرخد، گاز نیز با آن می چرخد.تحت تأثیر نیروی گریز از مرکز، گاز به داخل دیفیوزر پشت پرتاب می شود و یک ناحیه خلاء در پروانه تشکیل می شود.در این زمان، گاز تازه خارج به پروانه.پروانه به طور مداوم می چرخد و گاز به طور مداوم به داخل مکیده و به بیرون پرتاب می شود و در نتیجه جریان مداوم گاز حفظ می شود.
کمپرسورهای هوای گریز از مرکز به تغییرات انرژی جنبشی برای افزایش فشار گاز متکی هستند.هنگامی که روتور پره دار (یعنی چرخ کار) می چرخد، پره ها گاز را به سمت چرخش هدایت می کنند، کار را به گاز منتقل می کنند و باعث می شوند گاز انرژی جنبشی به دست آورد.پس از ورود به قسمت استاتور، به دلیل انبساط فرعی استاتور، هد فشار انرژی سرعت به فشار مورد نیاز تبدیل می شود، سرعت کاهش می یابد و فشار افزایش می یابد.در عین حال از اثر هدایت بخش استاتور برای ورود به مرحله بعدی پروانه برای ادامه تقویت استفاده می کند و در نهایت از ولوت تخلیه می شود..برای هر کمپرسور برای دستیابی به فشار مورد نیاز طراحی، هر کمپرسور دارای تعداد مراحل و سگمنت های متفاوت و حتی از چند سیلندر می باشد.
② فرآیند بازیابی حرارت زباله کمپرسور هوای گریز از مرکز
سانتریفیوژها به طور کلی از سه مرحله فشرده سازی عبور می کنند.مرحله اول و دوم هوای فشرده به دلیل تأثیر دما و فشار خروجی برای بازیابی گرمای اتلاف مناسب نیستند.به طور کلی، بازیابی گرمای اتلاف در مرحله سوم هوای فشرده انجام می شود و همانطور که در شکل 8 نشان داده شده است، باید یک پس کولر هوا اضافه شود. این نشان می دهد که زمانی که انتهای داغ نیازی به استفاده از گرما نداشته باشد، هوای فشرده بدون خنک کننده خنک می شود. بر عملکرد سیستم تأثیر می گذارد.
یکی دیگر از روش های بازیابی حرارت هدر رفته برای کمپرسورهای هوای خنک شونده با آب
برای کمپرسورهای هوا مانند ماشین‌های پیچ تزریق‌کننده روغن خنک‌شونده، ماشین‌های پیچ بدون روغن و سانتریفیوژها، علاوه بر بازیابی گرمای اتلاف اصلاح ساختار داخلی، امکان تغییر مستقیم خط لوله آب خنک‌کننده برای دستیابی به ضایعات نیز وجود دارد. گرما بدون تغییر ساختار بدنبازیافت.
با نصب پمپ ثانویه بر روی خط لوله خروجی آب خنک کننده کمپرسور هوا، آب خنک کننده به واحد اصلی پمپ حرارتی منبع آب وارد می شود و سنسور دما در ورودی اواپراتور واحد اصلی، سه طرفه الکتریکی را تنظیم می کند. شیر تنظیم در زمان واقعی برای کنترل دمای ورودی اواپراتور در یک تنظیم خاص.با مقدار ثابت، آب گرم در دمای 50 تا 55 درجه سانتیگراد را می توان از طریق واحد پمپ حرارتی منبع آب تولید کرد.
در صورت عدم نیاز به آب گرم با دمای بالا، می توان یک مبدل حرارتی صفحه ای را نیز به صورت سری در مدار آب خنک کننده در گردش کمپرسور هوا وصل کرد.آب خنک کننده با دمای بالا، گرما را با آب نرم مخزن آب نرم تبادل می کند که نه تنها دمای آب داخلی را کاهش می دهد، بلکه دمای آب خارجی را نیز افزایش می دهد.
آب گرم شده در مخزن ذخیره آب گرم ذخیره می شود و سپس به شبکه گرمایش فرستاده می شود تا در مواردی که منبع حرارتی با دمای پایین مورد نیاز است استفاده شود.
