صحبت در مورد بازیابی گرمای زباله چندین کمپرسور معمولی هوا
هوای فشرده یکی از منابع پرکاربرد انرژی در صنعت است. به دلیل مزایای ایمنی ، عاری از آلودگی ، عملکرد مناسب تنظیم ، حمل و نقل مناسب و غیره ، بیشتر و بیشتر در زمینه های صنعتی مدرن مورد استفاده قرار می گیرد. اما برای به دست آوردن هوای فشرده با کیفیت خوب ، انرژی زیادی نیاز دارد. در اکثر شرکت های تولیدی ، هوای فشرده 10٪ تا 35٪ کل مصرف برق مصرف می کند. در حالی که به طور مداوم کارایی سیستم هوای فشرده را بهبود می بخشد ، کمپرسور هوا مقدار زیادی از حرارت فشرده سازی را در حین کار تولید می کند. انرژی مصرف شده توسط گرمای فشرده سازی بیش از 85٪ توان عملیاتی واحد را تشکیل می دهد. معمولاً این قسمت از انرژی از طریق سیستم خنک کننده هوا یا سیستم خنک کننده آب از واحد آزاد می شود. در جو.
بنابراین ، بازیابی حرارت کمپرسورها وسیله ای ضروری برای کاهش مداوم تلفات سیستم هوا و بهبود بهره وری مشتری است. فن آوری های صرفه جویی در مصرف انرژی برای بازیابی گرمای زباله در حال حاضر مورد مطالعه زیادی قرار گرفته است ، اما اکثر آنها فقط برای انتقال خط لوله روغن کمپرسور هوا پیچ تزریقی روغنی هستند. در این مقاله به تشریح اصل کار چندین کمپرسور معمولی هوا و مشخصات سیستم بازیابی گرمای زباله می پردازیم و به طرز فراوان روش ها و اشکال بازیابی گرمای زباله کمپرسورهای هوا را می شناسیم که می توانند گرمازدایی بهتری داشته و هدر رفت انرژی را از شرکت ها کاهش دهند . هدف از صرفه جویی در مصرف انرژی و حفاظت از محیط زیست.
چندین روش و فرم های بازیابی گرمای زباله های کمپرسور هوا معمولی معرفی شده اند.
1 تجزیه و تحلیل بازیابی حرارت باقیمانده کمپرسور هوا پیچ تزریق هوا
1) تجزیه و تحلیل اصل کار کمپرسور هوا پیچ تزریقی روغن
کمپرسور هوا بخار روغنی نوعی کمپرسور هوا با سهم بازار بالایی است. اصل کار در شکل 1 نشان داده شده است.
روغن کمپرسور هوا بخار روغنی دارای سه عملکرد است: خنک کننده گرما باعث فشرده سازی ، آب بندی و روانکاری می شود.
مسیر گاز: هوای خارجی از طریق فیلتر هوا وارد سر دستگاه می شود و با پیچ فشرده می شود. مخلوط روغن و گاز از درگاه اگزوز تخلیه می شود ، از سیستم خط لوله و سیستم جداسازی نفت و گاز عبور می کند ، وارد کولر هوا می شود و هوای فشرده شده با دمای بالا را به سطح قابل توجهی کاهش می دهد. .
مدار روغن: مخلوط روغن و گاز از محل اصلی موتور تخلیه می شود. در سیلندر جداسازی روغن ، روغن خنک کننده از هوای فشرده شده جدا می شود و سپس وارد کولر روغن می شود تا گرمای روغن دمای بالا را از بین ببرد. روغن خنک شده از طریق مدار روغن مربوطه دوباره به دستگاه اصلی تزریق می شود. خنک ، آب بندی و روغن کاری کنید. بارها و بارها
2) اصل بازیابی گرمای ضایعات کمپرسور هوا پیچ تزریق روغن
نمودار شماتیک و نمودار جریان بازیابی گرمای زباله کمپرسور هوا جت روغن در شکل 2 و شکل 3 نشان داده شده است.
از شکل 2 و شکل 3 می توان دریافت که مخلوط روغن و گاز با فشار زیاد و فشار بالا که از طریق فشرده سازی سر کمپرسور ایجاد می شود ، در جداکننده روغن و گاز از هم جدا می شوند و روغن دمای بالا به گرما وارد می شود. مبدل با اصلاح خط لوله تخلیه نفت و جداکننده نفت. شیر bypass مقدار روغن ورودی به مبدل حرارتی و لوله بای پس را در زمان واقعی توزیع می کند ، در نتیجه اطمینان حاصل می کند که دمای روغن بازده پایین تر از دمای محافظت روغن برگشتی کمپرسور هوا نیست و آب سرد در سمت آب مبدل حرارتی با روغن دمای بالا گرما را تبادل می کند. از آب گرم گرم شده می توان برای آب گرم خانگی ، گرمایش تهویه مطبوع ، پیش گرم کردن آب خوراک دیگ ، فرآوری آب داغ و غیره استفاده کرد.
3) بازیابی گرمای اولیه گرما بازیابی گرما
اشکال زیادی از سیستم های بازیابی گرما زباله برای کمپرسورهای هوا پیچ پیچ تزریقی وجود دارد. دو سیستم متداول در زیر ذکر شده است. شکل 4 نمودار جریان یک سیستم تبادل گرمای اولیه یک کمپرسور هوای پیچ جت روغن است. از این شکل دیده می شود که آب سرد موجود در مخزن نگهدارنده حرارت مستقیماً با دستگاه بازیابی انرژی در داخل کمپرسور هوا از طریق پمپ آب در حال گردش تبادل می یابد و سپس به مخزن ذخیره آب گرما باز می گردد. از ویژگی های چنین سیستمی این است که تجهیزات اندک هستند و بازده تبادل گرما نیز زیاد است ، اما باید توجه داشت که برای انتخاب یک ماده بازیابی مواد با کیفیت مناسب مواد لازم ، لازم است و به طور مرتب تمیز می شود ، در غیر این صورت به دلیل پوسته شدن درجه حرارت بالا یا نشت دستگاه تبادل گرما ، ایجاد انسداد بسیار آسان است. برنامه آلودگی.
4) بازیابی گرمای ثانویه بازیافت گرما
شکل 5 نمودار جریان سیستم ثانویه تبادل گرما کمپرسور هوای پیچ مارپیچ است. از این شکل دیده می شود که این سیستم دو تبادل گرما را انجام می دهد و سیستم جانبی اصلی که مبادله گرما را با دستگاه بازیابی انرژی انجام می دهد ، یک سیستم بسته است و سیستم جانبی ثانویه نیز برای سیستم های باز نیز می تواند یک سیستم بسته باشد. . سیستم بسته شده در طرف اصلی از آب خالص یا آب مقطر برای کاهش آسیب به واحد بازیابی انرژی به دلیل مقیاس بندی آب استفاده می کند. در صورت آسیب دیدن مبدل حرارتی ، محیط گرمایش در انتهای برنامه آلوده نخواهد شد.
5) مزایای افزودن دستگاه بازیابی انرژی حرارتی برای کمپرسور هوا پیچ پیچ تزریقی روغن
پس از نصب کمپرسور هوا پیچ تزریق سوخت با دستگاه بازیابی گرما ، این مزایا را دارد:
(1) پنکه خنک کننده خود کمپرسور هوا را متوقف کرده یا زمان کار پنکه را کاهش دهید. واحد بازیابی گرما از پمپ آب در گردش استفاده می کند. موتور پمپ مقدار مشخصی از انرژی الکتریکی مصرف می کند ، اما دمای ورودی هوا از واحد اصلی کمپرسور هوا به 80 نمی رسد. در دمای 95 درجه سانتیگراد (می توان در این محدوده تنظیم کرد) ، فن خنک کننده خود کمپرسور هوا کار نمی کند. ، قدرت این فن به طور کلی 4 تا 6 برابر بیشتر از توان پمپ در گردش است ، بنابراین فن متوقف می شود ، چرخه مصرف برق پمپ باید 4 تا 6 برابر بیشتر از انرژی باشد. علاوه بر این ، به دلیل اینکه دمای روغن به خوبی قابل کنترل است ، می توان فن اگزوز موجود در اتاق ماشین را کمتر یا به هیچ وجه باز کرد که این باعث صرفه جویی در مصرف انرژی می شود.
(2) تبدیل گرمای زباله به آب گرم و بدون مصرف انرژی اضافی.
(3) جابجایی کمپرسور هوا را افزایش دهید. از آنجایی که می توان دمای کار کمپرسور هوا را توسط دستگاه بازیابی در محدوده 80 تا 95 درجه سانتیگراد کنترل کرد ، غلظت روغن را می توان به خوبی نگه داشت و جابجایی کمپرسور هوا افزایش یافته و افزایش آن نیز افزایش می یابد. 2٪ تا 6٪. این نیز معادل صرفه جویی در مصرف انرژی است. این امر به ویژه برای کمپرسورهای هوایی که در تابستان کار می کنند بسیار مهم است زیرا در تابستان دمای محیط بالاتر است ، درجه حرارت روغن اغلب می تواند تا حدود 100 درجه سانتیگراد افزایش یابد ، روغن نازک تر می شود ، مقاومت هوا بیشتر می شود و حجم اگزوز کاهش می یابد بنابراین دستگاه بازیابی گرما می تواند در تابستان مزایای آن را برجسته کند.
2 کمپرسور هوا بدون پیچ روغن بازیافت حرارت را از بین می برد
1) تجزیه و تحلیل اصل کار کمپرسور هوا پیچ بدون روغن
هنگامی که کمپرسور هوا به طور همدما فشرده می شود ، صرفه جویی در مصرف انرژی است. انرژی الکتریکی مصرف شده عمدتاً به انرژی پتانسیل فشاری هوا تبدیل می شود که می تواند طبق فرمول (1) محاسبه شود:
سرعت جرم هوا کمپرسور m-air ، کیلوگرم در ثانیه
ثابت گاز R ، هوا 287J / (کیلوگرم · K)
T. - دمای استنشاق ، K
جریان حجم Q- گاز ، m3 / s
P0 - فشار مکش ، Pa
فشار اگزوز P2 ، Pa
کمپرسور P Fu-air تابش گرما ، W
کمپرسور هوا در حال حرکت انتقال نیرو ، W؛
ρ --- تراکم هوا kg / m3
از آنجا که هیچ اثر خنک کننده ای در تزریق سوخت وجود ندارد ، روند کار کمپرسور هوا بدون روغن تقریبا یک فرآیند فشرده سازی ادیاباتیک است. یک کمپرسور هوا دو پیچ بدون روغن با خنک کننده بینابینی نسبتاً صرفه جویی در نیروی کار است. موتور اصلی پیچ با ژاکت آب یا ژاکت روغنی دارای شاخص فرآیند کار کمی پایین تر از شاخص آدیاباتیک ایزنتروپیک است که تقریبا 1.3 است. مصرف برق کمپرسور هوا مطابق فرمول (3) قابل محاسبه است:
شاخص فرایند N
Rg- گاز ثابت ، هوا 287J / kg · کیلوگرم است
درجه حرارت الهام بخش T0 ، T1 اول و دوم ، k
P0- فشار مکش اولیه ، پد
فشار اگزوز P1 ، P2- ، اول و دوم ، Pa؛
انتقال P - مصرف انرژی اشعه حرارتی کمپرسور هوا ، W
کمپرسور هوا بدون پیچ روغن در مقایسه با کمپرسور هوا تزریق سوخت پتانسیل بازیابی گرمای زباله را دارد. از آنجا که هیچ اثر خنک کننده روغن وجود ندارد ، فرایند فشرده سازی بیشتر از فشرده سازی ایزوترمال منحرف می شود و بیشتر نیرو به گرمای فشرده سازی هوای فشرده شده تبدیل می شود ، که این هم دلیل دمای بیش از حد روغن است- کمپرسور هوا پیچ رایگان. بازیافت این بخش از انرژی گرما برای آب صنعتی کاربر ، پیش گرمکن و آب حمام باعث کاهش مصرف انرژی پروژه می شود و در نتیجه به کربن کم و حفاظت از محیط زیست می رسد.
شکل 6 توزیع انرژی کمپرسور هوا بدون پیچ روغن را نشان می دهد. از این شکل دیده می شود که می توان تولید گرما کمپرسور هوا بدون آب را که از آب خنک شده است ، 100٪ بازیابی کرد.
2) کمپرسور هوا بدون پیچ روغن بازیافت حرارت را از بین می برد
شکل 7 نمودار جریان داخلی کمپرسور هوای بازیابی انرژی کمپرسور هوا بدون روغن است. همانطور که در شکل نشان داده شده است ، آب سرد از طریق کولر روغن ، یک سیستم فشرده سازی فشار بالا ، یک سیستم فشار کم فشار و یک کانسیلر که در آن کولر روغن باید بزرگ شود ، در معرض تبادل گرما قرار می گیرد.
3 کمپرسور هوای گریز از مرکز بازیابی گرما را هدر می دهد
1) تجزیه و تحلیل اصل کار کمپرسور هوا گریز از مرکز
کمپرسور هوا گریز از مرکز توسط پروانه هدایت می شود که گاز را با سرعت بالایی چرخانده و برای تولید نیروی گریز از مرکز حرکت می کند. به دلیل پخش جریان گاز در پروانه ، سرعت جریان و فشار گاز پس از عبور از پروانه بهبود یافته و هوای فشرده به طور مداوم تولید می شود. کمپرسور هوا گریز از مرکز عمدتاً از دو قسمت ، روتور و استاتور تشکیل شده است و روتور شامل پروانه و شافت است. تیغه هایی بر روی پروانه وجود دارد که علاوه بر صفحه تعادل و بخشی از مهر و موم شافت ، بدنه اصلی استاتور یک پوشش (سیلندر) است و دیفیوزر ، منحنی ، بازده ، لوله ورودی ، اگزوز لوله و شافت جزئی بر روی استاتور تنظیم شده اند. مهر و موم شده اصل کار کمپرسور گریز از مرکز این است که وقتی پروانه با سرعت بالایی می چرخد ، گاز می چرخد. تحت عمل نیروی گریز از مرکز ، گاز در قسمت عقب در داخل دیفیوزر مکیده می شود و یک ناحیه خلاء در پروانه شکل می گیرد که در این زمان هوای تازه از بیرون وارد می شود. پروانه پروانه در حال چرخش است و گاز به طور مداوم درون و بیرون مکیده می شود ، بنابراین جریان مداوم گاز را حفظ می کند. کمپرسورهای هوای گریز از مرکز برای افزایش فشار گاز به تغییرات انرژی جنبشی تکیه می کنند. هنگامی که روتور تیغه ، یعنی چرخ کار ، می چرخد ، تیغه گاز را به چرخش هدایت می کند ، کار را به گاز منتقل می کند ، به طوری که گاز انرژی جنبشی را بدست می آورد. پس از ورود به قسمت استاتور ، سر انرژی به دلیل انبساط استاتور به فشار مورد نیاز تبدیل می شود ، سرعت کاهش می یابد ، فشار افزایش می یابد و از عملکرد هدایت کننده قسمت استاتور برای ورود پروانه مرحله پایین به استفاده می شود. همچنان به افزایش خود ادامه می دهید و سرانجام توسط مجالس تخلیه می شوید. برای هر کمپرسور ، به منظور پاسخگویی به فشارهای مورد نیاز در طراحی ، به هر کمپرسور تعداد و مراحل مختلفی از مراحل و قطعه و حتی چندین سیلندر ارائه می شود.
2) فرآیند بازیابی گرما از کمپرسور هوای گریز از مرکز
سانتریفیوژ به طور کلی تحت فشرده سازی سه مرحله ای قرار می گیرد. هوای فشرده مرحله اول و دوم به دلیل تأثیر دما و فشار خروجی برای بازیافت گرمای زباله مناسب نیست. به طور کلی ، هوای فشرده شده مرحله سوم با گرمازدایی بازیابی می شود. لازم است یک مخزن هوا اضافه شود ، همانطور که در شکل 8 نشان داده شده است. این نشان می دهد که در هنگام گرم شدن هوا نیازی به استفاده از حرارت نیست ، هوای فشرده شده بدون تأثیرگذاری بر عملکرد سیستم خنک می شود.
4 نوع دیگر روش بازیابی گرمای زباله برای کمپرسور هوا خنک شده
برای دستگاه های پیچ گوشتی با تزریق روغن ، ماشین های پیچ بدون روغن ، سانتریفیوژها و سایر کمپرسورهای هوا علاوه بر بازیابی گرمای زباله از تبدیل ساختاری داخلی آن ، می توان مستقیماً خط لوله آب خنک کننده را نیز تحقق بخشید تا گرمای زباله را تحقق بخشید. بدون تغییر ساختار بدن بازیافت.
1) نمودار شماتیک بازیابی گرمای زباله کمپرسورهای هوا خنک شده در آب.
شکل 9 یک نمودار شماتیک از بازیابی گرمای ضایعات کمپرسور هوا با استفاده از پمپ حرارتی منبع آب برای افزایش انرژی است. از این شکل دیده می شود که با نصب پمپ ثانویه روی لوله خروجی آب خنک کننده کمپرسور هوا ، آب خنک کننده به واحد اصلی پمپ حرارتی منبع آب وارد می شود و سنسور دما ورودی اصلی تبخیر کننده ، برق سه را تنظیم می کند. شیر تنظیم کننده مسیر در زمان واقعی برای کنترل دمای ورودی اواپراتور. با مقدار مشخصی ، آب داغ 50-55 درجه سانتیگراد می تواند از طریق واحد پمپ حرارتی منبع آب برای زندگی و فرآیند تولید تهیه شود.
اگر تقاضای آب گرم با درجه حرارت بالا وجود نداشته باشد ، می توان مبدل حرارتی صفحه را به صورت سری با کمپرسور هوا که در مدار گردش آب خنک کننده قرار دارد ، وصل کرد. آب خنک کننده با درجه حرارت بالا با آب نرم از مخزن آب نرم ، گرما را تبادل می کند و این باعث کاهش دمای داخلی آب و افزایش دمای آب خارجی می شود. آب گرم شده در مخزن ذخیره آب گرم ذخیره می شود و سپس برای استفاده در منبع حرارت دمای پایین به شبکه حرارتی منتقل می شود. همانطور که در شکل 10 نشان داده شده است ، هنگامی که از گرمای آب خنک کننده استفاده می شود ، بار کولر آبی بسیار کاهش می یابد ، یا حتی یک برج خنک کننده دوباره مورد نیاز است. هرچند برای اطمینان از عملکرد ایمن و مطمئن سیستم ، برج خنک کننده همچنان حفظ خواهد شد ، اما شیر کنترل در حالت عادی بسته بر روی لوله های ورودی و خروجی برج خنک کننده نصب می شود. شیر کنترل ، کنترل دما را تصویب می کند. پس از خرابی سیستم بازیابی گرمای زباله ، دمای داخلی آب به دمای محدودی افزایش می یابد ، سوپاپ باز می شود و سیستم خنک کننده برج خنک کننده اصلی مورد استفاده قرار می گیرد و از خنک کننده قابل اعتماد کمپرسور هوا اطمینان حاصل می کند.
2) تجزیه و تحلیل بازیابی گرمای زباله کمپرسور هوا خنک شده در آب
تبدیل و انتقال مستقیم لوله کولر آبی کمپرسور هوا ساده و راحت است و باعث تغییر در ساختار بدنه کمپرسور هوا نمی شود و این می تواند خطر بازسازی را کاهش داده و قابلیت اطمینان کارایی سیستم بازیابی گرمای زباله را افزایش دهد. .
