Runājot par vairāku tipisku gaisa kompresoru atkritumu siltuma atgūšanu
Saspiests gaiss ir viens no nozarē visplašāk izmantotajiem enerģijas avotiem. Tā kā tai ir priekšrocības, kas saistītas ar drošību, bez piesārņojuma, ar labu regulēšanas veiktspēju, ērtu transportēšanu utt., To arvien plašāk izmanto mūsdienu rūpniecības laukos. Bet, lai iegūtu labas kvalitātes saspiestu gaisu, nepieciešams daudz enerģijas. Lielākajā daļā ražošanas uzņēmumu saspiestais gaiss patērē no 10% līdz 35% no kopējā elektrības patēriņa. Nepārtraukti uzlabojot saspiestā gaisa sistēmas efektivitāti, gaisa kompresors darbības laikā ģenerēs lielu daudzumu kompresijas siltuma. Kompresijas siltuma patērētā enerģija veido vairāk nekā 85% no iekārtas darba jaudas. Parasti šī enerģijas daļa tiek izlaista caur iekārtas gaisa dzesēšanas vai ūdens dzesēšanas sistēmu. Atmosfērā.
Tāpēc kompresoru siltuma atgūšana ir nepieciešams līdzeklis, lai nepārtraukti samazinātu gaisa sistēmas zudumus un uzlabotu klientu produktivitāti. Enerģijas taupīšanas tehnoloģijas atkritumu siltuma reģenerācijai pašlaik tiek daudz pētītas, taču vairums no tām ir paredzētas tikai eļļas iesmidzināma skrūves gaisa kompresora naftas cauruļvada pārveidošanai. Šis raksts detalizēti iepazīstina ar vairāku tipisku gaisa kompresoru darbības principu un atkritumu siltuma reģenerācijas sistēmas raksturlielumiem, kā arī plašāk izprot gaisa kompresoru atkritumu siltuma reģenerācijas veidus un formas, kas var labāk reģenerēt atkritumu siltumu un samazināt uzņēmumu enerģijas izmaksas . Enerģijas taupīšanas un vides aizsardzības mērķis.
Tiek ieviestas vairākas tipiskas gaisa kompresoru atkritumu siltuma reģenerācijas metodes un formas.
1 Gaisa iesmidzināšanas skrūves gaisa kompresora atlikušās siltuma atgūšanas analīze
1) Ar eļļu iesmidzināta skrūves gaisa kompresora darbības principa analīze
Ar eļļu iesmidzināms gaisa kompresors ir gaisa kompresora tips ar lielu tirgus daļu. Darbības princips ir parādīts 1. attēlā.
Ar eļļu iesmidzinātā skrūves kompresora eļļai ir trīs funkcijas: dzesēšana absorbē saspiešanas, blīvējuma un eļļošanas siltumu.
Gāzes ceļš: ārējais gaiss iekļūst mašīnas galvā caur gaisa filtru un tiek saspiests ar skrūvi. Naftas un gāzes maisījums tiek izvadīts no izplūdes atveres, iziet cauri cauruļvadu sistēmai un eļļas un gāzes atdalīšanas sistēmai, nonāk gaisa dzesētājā un samazina saspiestu gaisu augstā temperatūrā līdz pieņemamam līmenim. .
Eļļas kontūra: Eļļas un gāzes maisījums tiek izvadīts no galvenā dzinēja izejas. Eļļas atdalīšanas cilindrā dzesēšanas eļļa tiek atdalīta no saspiestā gaisa un pēc tam nonāk eļļas dzesētājā, lai noņemtu augstas temperatūras eļļas siltumu. Atdzesēto eļļu atkārtoti ievada galvenajā mašīnā caur atbilstošo eļļas kontūru. Atdzesē, noslēdz un ieeļļo. Atkārtoti.
2) Eļļas iesmidzināšanas skrūves gaisa kompresora atkritumu siltuma atgūšanas princips
Eļļas strūklas gaisa kompresora atkritumu siltuma reģenerācijas shēma un diagramma ir parādīta 2. un 3. attēlā.
No 2. un 3. attēla var redzēt, ka augstas temperatūras un augsta spiediena eļļas un gāzes maisījums, ko veido kompresora galvas saspiešana, tiek atdalīts eļļas un gāzes separatorā, un augstas temperatūras eļļa tiek ievadīta siltumā. siltummainis, reformējot naftas un gāzes separatora naftas novadīšanas cauruļvadu. Apvada vārsts reālajā laikā sadala eļļas daudzumu, kas ieplūst siltummainī un apvada caurulē, tādējādi nodrošinot, ka atgriešanās eļļas temperatūra nav zemāka par gaisa kompresora atgriešanās eļļas aizsardzības temperatūru un aukstu ūdeni ūdens pusē. siltummainis apmaina siltumu ar augstas temperatūras eļļu. Apsildāmo karsto ūdeni var izmantot karstā ūdens pagatavošanai, gaisa kondicionēšanas apkurei, katla padeves ūdens uzsildīšanai, karstā ūdens sagatavošanai un tamlīdzīgi.
3) primārās siltuma reģenerācijas atkritumu siltuma reģenerācija
Eļļas iesmidzinātiem skrūvju gaisa kompresoriem ir daudz veidu siltuma reģenerācijas sistēmu. Turpmāk uzskaitītas divas visizplatītākās sistēmas. 4. attēls ir eļļas strūklas gaisa kompresora primārās siltuma apmaiņas sistēmas diagramma. No attēla redzams, ka aukstais ūdens siltuma saglabāšanas tvertnē caur cirkulējošā ūdens sūkni tieši apmaina siltumu ar enerģijas reģenerācijas ierīci gaisa kompresora iekšpusē un pēc tam atgriežas siltuma saglabāšanas ūdens tvertnē. Šādas sistēmas raksturojums ir tāds, ka aprīkojums ir mazs un siltuma apmaiņas efektivitāte ir augsta, taču jāatzīmē, ka ir jāizvēlas materiāla reģenerācijas ierīce ar labu materiāla kvalitāti, un tā regulāri jātīra, pretējā gadījumā tā ir viegli izraisīt aizsprostojumu augstas temperatūras mērogošanas vai siltuma apmaiņas ierīces noplūdes dēļ. Piesārņojuma pieteikums.
4) sekundārā siltuma reģenerācijas atkritumu reģenerācija
5. attēls ir eļļas iesmidzināta skrūves gaisa kompresora sekundārās siltuma apmaiņas sistēmas diagramma. No attēla redzams, ka sistēma veic divas siltuma apmaiņas, un primārā sānu sistēma, kas apmaina siltumu ar enerģijas reģenerācijas ierīci, ir slēgta sistēma, bet sekundārā sānu sistēma var Atvērtām sistēmām tā var būt arī slēgta sistēma. . Slēgtā sistēmā primārajā pusē tiek izmantots tīrs ūdens vai destilēts ūdens, lai samazinātu enerģijas reģenerācijas vienības bojājumus ūdens mērogošanas dēļ. Ja siltummainis ir bojāts, sildīšanas vide pielietojuma galā netiks piesārņota.
5) Siltumenerģijas reģenerācijas ierīces pievienošanas priekšrocības eļļas iesmidzināmam skrūves gaisa kompresoram
Pēc tam, kad degvielas iesmidzināšanas skrūves gaisa kompresors ir uzstādīts kopā ar siltuma reģenerācijas ierīci, tam ir šādas priekšrocības:
(1) Apturiet paša gaisa kompresora dzesēšanas ventilatoru vai samaziniet ventilatora darbības laiku. Siltuma reģenerācijas blokā tiek izmantots cirkulācijas ūdens sūknis. Sūkņa motors patērē noteiktu daudzumu elektroenerģijas, bet gaisa kompresora galvenā bloka gaisa ieplūdes temperatūra nesasniedz 80. Pie ~ 95 ° C (var iestatīt šajā diapazonā) gaisa kompresora paša dzesēšanas ventilators nedarbojas , šī ventilatora jauda parasti ir 4 līdz 6 reizes lielāka par cirkulācijas sūkņa jaudu, tāpēc ventilators apstājas, cikls Sūkņa enerģijas patēriņam jābūt 4 līdz 6 reizes energoefektīvākam. Turklāt, tā kā eļļas temperatūru var labi kontrolēt, izplūdes ventilatoru mašīntelpā var atvērt mazāk vai vispār neatvērt, tādējādi ietaupot enerģiju.
(2) Atkritumu siltuma pārvēršana karstā ūdenī bez papildu enerģijas patēriņa.
(3) Palieliniet gaisa kompresora pārvietojumu. Tā kā gaisa kompresora darba temperatūru var efektīvi kontrolēt ar reģenerācijas ierīci diapazonā no 80 līdz 95 ° C, eļļas koncentrāciju var uzturēt labu, un gaisa kompresora pārvietojums palielināsies, un pieaugums 2% līdz 6%. Tas ir līdzvērtīgs arī enerģijas taupīšanai. Tas ir īpaši svarīgi gaisa kompresoriem, kas darbojas vasarā, jo vasarā apkārtējā temperatūra ir augstāka, eļļas temperatūra bieži var paaugstināties līdz aptuveni 100 ° C, eļļa kļūst plānāka, gaisa blīvums pasliktinās, un izplūdes gāzu daudzums ir samazināts. Tāpēc siltuma reģenerācijas ierīce var izcelt savas priekšrocības vasarā.
2 Skrūvju gaisa kompresora bez eļļas eļļas siltuma reģenerācija
1) Bezskrūvju gaisa kompresora darbības principa analīze
Kad gaisa kompresors ir izotermiski saspiests, tas ir visvairāk enerģijas taupošs. Patērēto elektroenerģiju galvenokārt pārveido gaisa spiedes potenciālajā enerģijā, ko var aprēķināt pēc formulas (1):
Gaisa masas plūsmas ātrums m-gaisa kompresorā, kg / s
R-gāzes konstante, gaiss ir 287J / (kg · K)
T. - ieelpošanas temperatūra, K
Q-gāzes tilpums, m3 / s
P0 - iesūkšanas spiediens, Pa
P2-izplūdes spiediens, Pa
P Fu-air kompresora siltuma starojuma darbs, W
P transmisijas kustīgā gaisa kompresora piedziņas enerģijas patēriņš, W;
ρ --- gaisa blīvums kg / m3
Tā kā degvielas iesmidzināšanai nav dzesēšanas efekta, bezkompresoru gaisa kompresora darba process ir aptuveni adiabātisks saspiešanas process. Divpakāpju bezskrūvju gaisa kompresors ar starpdzesēšanu ir samērā darbietilpīgs. Skrūvju galvenā dzinēja ar ūdens apvalku vai eļļas apvalku darba procesa indekss ir nedaudz zemāks par izentropisko adiabātisko indeksu, kas ir aptuveni 1,3. Gaisa kompresora enerģijas patēriņu var aprēķināt pēc formulas (3):
N-procesa indekss
Rg-gāzes konstante, gaiss ir 287J / kg · k
T0, T1 - pirmā un otrā iedvesmas temperatūra, k
P0- primārais iesūkšanas spiediens, spilventiņš
P1, P2-, pirmais un otrais izplūdes spiediens, Pa;
P transmisija - gaisa kompresora siltuma starojuma enerģijas patēriņš, W
Skrūvju gaisa kompresors, kas nesatur eļļu, ir atkritumu reģenerācijas potenciāls salīdzinājumā ar degvielas iesmidzināšanas gaisa kompresoru. Tā kā eļļai nav dzesēšanas efekta, kompresijas process vairāk atšķiras no izotermiskās kompresijas, un lielākā daļa enerģijas tiek pārveidota saspiestā gaisa saspiešanas siltumā, kas arī ir iemesls pārmērīgai eļļas temperatūrai. bezmaksas skrūvju gaisa kompresors. Šīs siltumenerģijas daļas pārstrāde lietotāja rūpnieciskajam ūdenim, iepriekšējam sildītājam un vannas istabas ūdenim ievērojami samazinās projekta enerģijas patēriņu, tādējādi panākot zemu oglekļa un vides aizsardzību.
6. attēlā parādīts bezskrūvju gaisa kompresora enerģijas sadalījums. No attēla redzams, ka 100% var atgūt ar ūdeni dzesēta bezskrūvju gaisa kompresora siltuma ražošanu.
2) Bezskrūvju gaisa kompresora atkritumu reģenerācija
7. attēls ir bezskrūvju gaisa kompresora enerģijas reģenerācijas gaisa kompresora iekšējās plūsmas diagramma. Kā parādīts attēlā, aukstais ūdens tiek secīgi pakļauts siltuma apmaiņai caur eļļas dzesētāju, augstspiediena kompresijas sistēmu, zema spiediena kompresijas sistēmas starpdzesētāju un pēcdzesētāju, kur eļļas dzesētājam jābūt paplašinātam.
3 Centrbēdzes gaisa kompresora siltuma reģenerācija
1) Centrbēdzes gaisa kompresora darbības principa analīze
Centrbēdzes gaisa kompresoru ar lāpstiņriteni darbina ar lielu ātrumu gāzi, lai radītu centrbēdzes spēku. Sakarā ar gāzes difūzo plūsmu lāpstiņritenī uzlabojas gāzes plūsmas ātrums un spiediens pēc tam, kad tā iet caur lāpstiņriteni, un tiek nepārtraukti ražots saspiests gaiss. Centrbēdzes gaisa kompresors galvenokārt sastāv no divām daļām, rotora un statora, un rotors satur lāpstiņriteni un vārpstu. Uz lāpstiņriteņa ir asmeņi, papildus līdzsvara plāksnei un vārpstas blīvējuma daļai statora galvenais korpuss ir apvalks (cilindrs), bet difuzors, līkne, atgriešanās, ieplūdes caurule, izplūdes gāze caurule un daļējā ass ir izvietoti uz statora. Aizzīmogots. Centrbēdzes kompresora darbības princips ir tāds, ka tad, kad lāpstiņritenis rotē ar lielu ātrumu, gāze griežas. Centrbēdzes spēka ietekmē gāzi iesūc difuzorā aizmugurē, un lāpstiņritenī tiek izveidota vakuuma zona, kurā laikā no ārpuses ieplūst svaigs gaiss. lāpstiņritenis. Darbrats turpina griezties, un gāze tiek nepārtraukti iesūknēta un izvadīta, tādējādi uzturot nepārtrauktu gāzes plūsmu. Centrbēdzes gaisa kompresori paļaujas uz kinētiskās enerģijas izmaiņām, lai palielinātu gāzes spiedienu. Kad asmeņu rotors, tas ir, darba ritenis, griežas, lāpstiņa virza gāzi griezties, nododot darbu gāzei, lai gāze iegūtu kinētisko enerģiju. Pēc ieiešanas statora daļā enerģijas galva tiek pārveidota vajadzīgajā spiedienā statora izplešanās dēļ, ātrums tiek samazināts, spiediens tiek palielināts, un statora daļas virzošā darbība tiek izmantota, lai iekļūtu apakšējās pakāpes lāpstiņritenī līdz turpina palielināties, un, visbeidzot, atbrīvots no volute. Katram kompresoram, lai tas atbilstu projektēšanas prasībām, katram kompresoram ir atšķirīgs pakāpju un segmentu skaits un pat vairāki cilindri.
2) Centrbēdzes gaisa kompresora atkritumu siltuma reģenerācijas process
Centrifūgā parasti veic trīs posmu saspiešanu. Izplūdes temperatūras un spiediena ietekmē pirmās un otrās pakāpes saspiestais gaiss nav piemērots atkritumu siltuma reģenerācijai. Parasti trešās pakāpes saspiestais gaiss tiek reģenerēts ar siltuma palīdzību. Ir jāpievieno gaisa pēcdzesētājs, kā parādīts 8. attēlā. Tas parāda, ka tad, kad karstajā galā nav jāizmanto siltums, saspiestais gaiss tiek atdzesēts, neietekmējot sistēmas darbību.
4 Cita veida atkritumu siltuma reģenerācijas metode gaisa dzesētā gaisa kompresoram
Ar ūdeni dzesējamām ar eļļu iesmidzinātām skrūvju mašīnām, bezskrūvju mašīnām, centrifūgām un citiem gaisa kompresoriem papildus iekšējās struktūras pārveidošanas atkritumu siltuma atgūšanai ir iespējams arī tieši pārveidot dzesēšanas ūdens cauruļvadu, lai realizētu atkritumu siltumu nemainot tā ķermeņa uzbūvi. Pārstrāde.
1) Ar ūdeni atdzesētu gaisa kompresoru atkritumu siltuma reģenerācijas shēma.
9. attēls ir gaisa kompresora atkritumu siltuma reģenerācijas shematiska diagramma, enerģijas palielināšanai izmantojot ūdens avota siltumsūkni. No attēla redzams, ka dzesēšanas ūdens tiek ievests ūdens avota siltumsūkņa galvenajā blokā, uzstādot sekundāro sūkni uz gaisa kompresora dzesēšanas ūdens izplūdes caurules, un galvenā iztvaicētāja ieejas temperatūras sensors noregulē elektrisko trīs -ceļa regulēšanas vārsts reālā laikā, lai kontrolētu iztvaicētāja ieplūdes temperatūru. Ar noteiktu iestatīto vērtību caur ūdens avota siltumsūkņa bloku dzīves un ražošanas procesam var sagatavot karstu ūdeni 50-55 ° C temperatūrā.
Ja nav nepieciešamības pēc augstas temperatūras karstā ūdens, plākšņu siltummaini var savienot virknē ar gaisa kompresora cirkulējošo dzesēšanas ūdens kontūru. Augstas temperatūras dzesēšanas ūdens apmaina siltumu ar mīkstu ūdeni no mīksta ūdens tvertnes, kas samazina iekšējo ūdens temperatūru un paaugstina ārējo ūdens temperatūru. Apsildāmo ūdeni uzglabā karstā ūdens uzkrāšanas tvertnē un pēc tam transportē uz siltuma tīklu izmantošanai zemas temperatūras siltuma avotā. Kā parādīts 10. attēlā, kad tiek izmantots dzesēšanas ūdens siltums, ievērojami samazinās ūdens dzesētāja slodze vai pat atkal ir nepieciešams dzesēšanas tornis. Tomēr, lai nodrošinātu drošu un drošu sistēmas darbību, dzesēšanas tornis joprojām tiks saglabāts, bet vadības vārsts parasti slēgtā stāvoklī ir uzstādīts uz dzesēšanas torņa ieplūdes un izplūdes caurulēm. Vadības vārsts regulē temperatūru. Kad atkritumu reģenerācijas sistēma neizdodas, iekšējā ūdens temperatūra paaugstinās līdz ierobežotai temperatūrai, atveras vārsts un tiek izmantota oriģinālā dzesēšanas torņa dzesēšanas sistēma, nodrošinot gaisa kompresora uzticamu dzesēšanu.
2) Ar ūdeni atdzesēta gaisa kompresora atkritumu siltuma reģenerācijas analīze
Ir vienkārši un ērti tieši pārveidot gaisa kompresora dzesēšanas ūdens vadu, un tas nemaina gaisa kompresora korpusa struktūru, kas var samazināt rekonstrukcijas risku un palielināt atkritumu siltuma reģenerācijas sistēmas darbības uzticamību .
