Hovoríme o spätnom získavaní odpadového tepla niekoľkých typických vzduchových kompresorov
Stlačený vzduch je jedným z najpoužívanejších zdrojov energie v priemysle. Vďaka svojim výhodám v oblasti bezpečnosti, bez znečistenia, dobrého výkonu regulácie, pohodlnej prepravy atď. Sa stále viac používa v moderných priemyselných odvetviach. Ale na dosiahnutie dobrej kvality stlačeného vzduchu je potrebné veľa energie. Vo väčšine výrobných spoločností spotrebuje stlačený vzduch 10% až 35% celkovej spotreby elektrickej energie. Pri neustálom zlepšovaní účinnosti systému stlačeného vzduchu bude vzduchový kompresor počas prevádzky generovať veľké množstvo stlačeného tepla. Energia spotrebovaná kompresným teplom predstavuje viac ako 85% prevádzkového výkonu jednotky. Zvyčajne sa táto časť energie uvoľňuje pomocou systému chladenia vzduchom alebo vodou jednotky. V atmosfére.
Preto je spätné získavanie tepla z kompresorov nevyhnutným prostriedkom na neustále znižovanie strát vzduchového systému a zvyšovanie produktivity zákazníkov. Energeticky úsporné technológie na spätné získavanie odpadového tepla sa v súčasnosti veľa študujú, ale väčšina z nich je určená iba na transformáciu ropovodného potrubia olejového vstrekovacieho skrutkového kompresora. Tento dokument podrobne zavádza princíp fungovania niekoľkých typických vzduchových kompresorov a charakteristiku systému rekuperácie odpadového tepla a oveľa viac chápe spôsoby a formy rekuperácie odpadového tepla vzduchových kompresorov, ktoré dokážu lepšie rekuperovať odpadové teplo a znížiť energetické náklady podnikov. , Účel úspor energie a ochrany životného prostredia.
Zavádza sa niekoľko typických metód a foriem rekuperácie odpadového tepla vzduchového kompresora.
1 Analýza spätného získavania zvyškového tepla vzduchového kompresora so vstrekovacím vzduchom
1) Analýza pracovného princípu skrutkového vzduchového kompresora s injektovaným olejom
Skrutkový vzduchový kompresor vstrekovaný olejom je typ vzduchového kompresora s vysokým podielom na trhu. Pracovný princíp je znázornený na obrázku 1.
Olej olejového vstrekovacieho kompresora má tri funkcie: chladenie absorbuje teplo kompresie, tesnenie a mazanie.
Cesta plynu: Vonkajší vzduch vstupuje do hlavy stroja vzduchovým filtrom a je stlačený skrutkou. Zmes oleja a plynu sa vypúšťa z výfukového otvoru, prechádza potrubným systémom a systémom na separáciu oleja a plynu, vstupuje do chladiča vzduchu a znižuje stlačený vzduch s vysokou teplotou na prijateľnú úroveň. ,
Olejový okruh: Olejová a plynná zmes sa vypúšťa z hlavného vývodu motora. Vo valci na separáciu oleja sa chladiaci olej oddelí od stlačeného vzduchu a potom vstúpi do olejového chladiča, aby sa odstránilo teplo oleja s vysokou teplotou. Ochladený olej sa znovu vstrekuje do hlavného stroja cez zodpovedajúci olejový okruh. Ochlaďte, utesnite a namažte. Opakovane.
2) Princíp spätného získavania odpadového tepla vzduchového vstrekovacieho kompresora oleja
Schematický diagram a vývojový diagram rekuperácie odpadového tepla vzduchového kompresora so závitovkovým prúdom oleja sú znázornené na obr. 2 a obr.
Z obr. 2 a obr. 3 je zrejmé, že zmes oleja a plynu pri vysokej teplote a vysokom tlaku vytvorená kompresiou hlavy kompresora je oddelená v odlučovači oleja a plynu a vysokoteplotný olej je privádzaný do tepla. výmenník reformovaním ropného a odlučovacieho potrubia na odlučovanie oleja a plynu. Obtokový ventil distribuuje množstvo oleja vstupujúceho do výmenníka tepla a obtokového potrubia v reálnom čase, čím sa zabezpečuje, že teplota vratného oleja nie je nižšia ako teplota ochrany vratného oleja vzduchového kompresora a studená voda na vodnej strane výmenník tepla vymieňa teplo s olejom vysokej teploty. Vyhrievanú horúcu vodu je možné použiť na prípravu teplej úžitkovej vody, klimatizáciu, predhrievanie napájacej vody kotla, ohrev teplej vody a podobne.
3) Primárne rekuperácia odpadového tepla
Existuje mnoho foriem systémov spätného získavania odpadového tepla pre skrutkové vzduchové kompresory s injektovaným olejom. Dva najbežnejšie systémy sú uvedené nižšie. Obrázok 4 je vývojový diagram primárneho systému výmeny tepla vzduchového kompresora so vzduchovým prúdom. Z obrázku je zrejmé, že studená voda v nádrži na tepelnú ochranu priamo vymieňa teplo so zariadením na regeneráciu energie vo vzduchovom kompresore cirkulačným vodným čerpadlom a potom sa vracia do nádrže na vodu na konzerváciu tepla. Charakteristiky takého systému sú, že zariadenie je malé a účinnosť výmeny tepla je vysoká, ale treba poznamenať, že je potrebné vybrať zariadenie na zhodnocovanie materiálu s dobrou kvalitou materiálu a musí sa pravidelne čistiť, inak to musí byť. je ľahké spôsobiť zablokovanie v dôsledku zvýšenia teploty alebo úniku zariadenia na výmenu tepla. Znečistenie.
4) Rekuperácia odpadového tepla zo sekundárneho získavania tepla
Obrázok 5 je vývojový diagram systému sekundárnej výmeny tepla olejového vstrekovacieho skrutkového kompresora. Z obrázku je zrejmé, že systém vykonáva dve výmeny tepla a systém primárnej strany, ktorý vymieňa teplo so zariadením na spätné získavanie energie, je uzavretý systém, a systém sekundárnej strany môže pre otvorené systémy to môže byť aj uzavretý systém. , Uzatvorený systém na primárnej strane používa čistú vodu alebo destilovanú vodu na zníženie poškodenia jednotky na regeneráciu energie v dôsledku vodného kameňa. V prípade poškodenia výmenníka tepla nebude vykurovacie médium na konci aplikácie kontaminované.
5) Výhody pridania zariadenia na rekuperáciu tepelnej energie pre skrutkový vzduchový kompresor vstrekovaný olejom
Po nainštalovaní skrutkového vzduchového kompresora vstrekovania paliva so zariadením na spätné získavanie tepla má nasledujúce výhody:
(1) Zastavte vlastný chladiaci ventilátor vzduchového kompresora alebo skráťte dobu chodu ventilátora. Jednotka na spätné získavanie tepla používa obehové vodné čerpadlo. Motor čerpadla spotrebúva určité množstvo elektrickej energie, ale vstupná teplota vzduchu hlavnej jednotky kompresora vzduchu nedosahuje 80. Pri ~ 95 ° C (môže byť nastavený v tomto rozsahu) nefunguje vlastný ventilátor kompresora vzduchu , výkon tohto ventilátora je zvyčajne 4 až 6-krát väčší ako výkon obehového čerpadla, takže ventilátor sa zastaví, cyklus Spotreba energie čerpadla by mala byť 4 až 6-krát energeticky efektívnejšia. Okrem toho, pretože teplota oleja môže byť dobre regulovaná, môže byť ventilátor výfukových plynov v strojovni otvorený menej alebo vôbec, čo môže šetriť energiu.
(2) Premena odpadového tepla na horúcu vodu bez akejkoľvek ďalšej spotreby energie.
(3) Zvýšte výtlak vzduchového kompresora. Pretože prevádzková teplota vzduchového kompresora môže byť účinne regulovaná regeneračným zariadením v rozsahu od 80 do 95 ° C, je možné udržiavať dobrú koncentráciu oleja a posun vzduchového kompresora sa zvýši a tento nárast je 2% až 6%. To tiež zodpovedá úspore energie. Toto je zvlášť dôležité pre vzduchové kompresory, ktoré pracujú v lete, pretože v lete je okolitá teplota vyššia, teplota oleja môže často stúpnuť na približne 100 ° C, olej sa stáva tenší, vzduchotesnosť sa zhoršuje a objem výfukových plynov je znížená. Preto zariadenie na spätné získavanie tepla môže vyzdvihnúť svoje výhody v lete.
2 Spätné získavanie odpadového tepla zo skrutkového vzduchového kompresora bez oleja
1) Analýza pracovného princípu bezolejového skrutkového vzduchového kompresora
Ak je vzduchový kompresor izotermicky stlačený, je to najviac energeticky úsporná. Spotrebovaná elektrická energia sa premieňa hlavne na energiu stlačiteľného potenciálu vzduchu, ktorá sa dá vypočítať podľa vzorca (1):
Hmotnostný prietok vzduchu kompresora m-vzduchu, kg / s
R-plynová konštanta, vzduch je 287 J / (kg · K)
T. - inhalačná teplota, K
Objemový prietok Q-plynu, m3 / s
P0 - sací tlak, Pa
Tlak výfukových plynov, Pa
Práca tepelného žiarenia kompresora P-vzduch, W
Spotreba energie pohonu vzduchového kompresora s prevodom P, W;
ρ --- hustota vzduchu kg / m3
Pretože nedochádza k žiadnemu chladiacemu účinku vstrekovania paliva, je pracovný proces kompresora bez oleja na olej približne adiabatickým procesom kompresie. Dvojstupňový skrutkový vzduchový kompresor bez oleja s medzistupňovým chladením je relatívne úsporný. Hlavný skrutkový motor s vodným plášťom alebo olejovým plášťom má index pracovného procesu o niečo nižší ako index izentropickej adiabatiky, ktorý je asi 1,3. Spotreba energie vzduchového kompresora sa môže vypočítať podľa vzorca (3):
Index N-procesu
Rg-plynová konštanta, vzduch je 287 J / kg · k
T0, T1-prvá a druhá inspiračná teplota, k
P0 - primárny sací tlak, vankúšik
P1, P2-, prvý a druhý výfukový tlak, Pa;
Prevodovka P - spotreba energie tepelného žiarenia kompresora vzduchom, W
Skrutkový vzduchový kompresor bez oleja má potenciál na regeneráciu odpadového tepla v porovnaní so vzduchovým kompresorom na vstrekovanie paliva. Pretože nedochádza k žiadnemu chladiacemu účinku oleja, kompresný proces sa viac odchyľuje od izotermického stlačenia a väčšina energie sa premieňa na kompresné teplo stlačeného vzduchu, čo je tiež príčinou nadmernej teploty oleja. bez skrutkového vzduchového kompresora. Recyklácia tejto časti tepelnej energie pre priemyselnú vodu používateľa, predhrievač a kúpeľňovú vodu výrazne zníži energetickú spotrebu projektu, čím sa dosiahne nízka hladina uhlíka a ochrana životného prostredia.
Obrázok 6 zobrazuje distribúciu energie bezs olejového skrutkového vzduchového kompresora. Z obrázku je vidieť, že produkcia tepla vo vode chladeného bezolejového skrutkového vzduchového kompresora môže byť regenerovaná 100%.
2) Spätné získavanie odpadového tepla kompresora so vzduchovým kompresorom bez oleja
Obrázok 7 je vývojový diagram vnútorných častí vzduchového kompresora na spätné získavanie energie skrutkového vzduchového kompresora bez oleja. Ako je znázornené na obrázku, studená voda je postupne vystavená výmene tepla cez olejový chladič, vysokotlakový kompresný systém, nízkotlakový kompresorový chladič a dochladzovač, pričom olejový chladič musí byť zväčšený.
3 Rekuperácia odpadového tepla z odstredivého vzduchu s odstredivým vzduchom
1) Analýza pracovného princípu odstredivého vzduchového kompresora
Odstredivý vzduchový kompresor je poháňaný obežným kolesom, aby otáčal plyn vysokou rýchlosťou, aby sa vytvorila odstredivá sila. V dôsledku difúzneho toku plynu v obežnom kole sa prietok a tlak plynu po priechode cez obežné koleso zlepšujú a neustále sa vytvára stlačený vzduch. Odstredivý vzduchový kompresor sa skladá hlavne z dvoch častí, rotora a statora a rotor obsahuje obežné koleso a hriadeľ. Na obežnom kolese sú lopatky, okrem vyvažovacej dosky a časti tesnenia hriadeľa, hlavným telesom statora je kryt (valec) a difúzor, krivka, návrat, sacie potrubie, výfuk. Potrubie a čiastočný hriadeľ sú usporiadané na statore. Utesnené. Princíp činnosti odstredivého kompresora je ten, že keď sa obežné koleso otáča vysokou rýchlosťou, plyn sa otáča. Pôsobením odstredivej sily sa plyn nasáva do difuzéra vzadu a na obežnom kolese sa vytvára vákuová zóna, v ktorej vstupuje čerstvý vzduch zvonku. obežného kolesa. Obežné koleso sa neustále otáča a plyn je neustále nasávaný dovnútra a von, čím sa udržuje nepretržitý tok plynu. Odstredivé vzduchové kompresory sa spoliehajú na zmeny kinetickej energie, aby sa zvýšil tlak plynu. Keď sa rotujúci lopatkový rotor, to znamená pracovné koleso, otáča, nôž poháňa plyn, aby sa otáčal, a prevádza prácu na plyn, takže plyn získa kinetickú energiu. Po vstupe do statorovej časti sa energetická hlava premení na požadovaný tlak v dôsledku expanzie statora, zníži sa rýchlosť, zvýši sa tlak a vodiaca činnosť statorovej časti sa použije na vstup do obežného kolesa dolného stupňa do naďalej zvyšovať a nakoniec prepustený pomocou volute. Pre každý kompresor, aby sa splnili požiadavky na konštrukčné požiadavky, je každý kompresor vybavený odlišným počtom stupňov a segmentov a dokonca aj niekoľkými valcami.
2) Proces regenerácie odpadového tepla z odstredivého vzduchu v odstredivom vzduchu
Odstredivka sa všeobecne podrobuje trojstupňovej kompresii. Stlačený vzduch prvého a druhého stupňa nie je vhodný na spätné získavanie odpadového tepla vplyvom vplyvu výstupnej teploty a tlaku. Vo všeobecnosti sa stlačený vzduch v treťom stupni regeneruje odpadovým teplom. Je potrebné pridať chladič vzduchu, ako je znázornené na obrázku 8. Ukazuje, že keď horúci koniec nepotrebuje teplo, stlačený vzduch sa chladí bez ovplyvnenia činnosti systému.
4 Ďalší spôsob rekuperácie odpadového tepla pre vodou chladený vzduchový kompresor
V prípade vodou chladeného závitovkového vstrekovača oleja, závitovkového uzáveru bez oleja, odstrediviek a iných vzduchových kompresorov je okrem rekuperácie odpadového tepla pri jeho vnútornej štrukturálnej transformácii možné tiež priamo transformovať potrubie chladiacej vody, aby sa dosiahlo odpadové teplo. bez zmeny štruktúry tela. Recyklácia.
1) Schéma spätného získavania odpadového tepla vodou chladených vzduchových kompresorov.
Obr. 9 je schematický diagram spätného získavania odpadového tepla vzduchového kompresora pomocou tepelného čerpadla zdroja vody na zvýšenie energie. Z obrázku je zrejmé, že chladiaca voda je privádzaná do hlavnej jednotky tepelného čerpadla zdroja vody inštalovaním sekundárneho čerpadla na výstupnú rúrku chladiacej vody vzduchového kompresora a teplotný senzor vstupu hlavného výparníka nastavuje elektrické tri - regulačný ventil v reálnom čase na reguláciu vstupnej teploty výparníka. Pri určitej nastavenej hodnote môže byť teplá voda 50 - 55 ° C pripravená na životný a výrobný proces prostredníctvom jednotky tepelného čerpadla zdroja vody.
Ak nie je potrebná vysoká teplota teplej vody, doskový výmenník tepla môže byť zapojený do série s cirkulačným okruhom chladiacej vody vzduchového kompresora. Chladiaca voda s vysokou teplotou vymieňa teplo s mäkkou vodou z nádrže na mäkkú vodu, čo znižuje vnútornú teplotu vody a zvyšuje vonkajšiu teplotu vody. Ohriata voda sa ukladá do zásobníka teplej vody a potom sa dopraví do tepelnej siete na použitie pri nízkoteplotnom zdroji tepla. Ako je znázornené na obrázku 10, keď sa využije teplo chladiacej vody, zaťaženie chladiča vody sa značne zníži alebo je dokonca potrebná chladiaca veža. Aby sa však zaistila bezpečná a spoľahlivá prevádzka systému, chladiaca veža bude stále udržiavaná, ale regulačný ventil v normálne zatvorenom stave je nainštalovaný na vstupných a výstupných potrubiach chladiacej veže. Regulačný ventil prijíma reguláciu teploty. Ak zlyhá rekuperácia odpadového tepla, vnútorná teplota vody stúpne na obmedzenú teplotu, ventil sa otvorí a uvedie sa do prevádzky pôvodný chladiaci systém chladiacej veže, čím sa zabezpečí spoľahlivé chladenie vzduchového kompresora.
2) Analýza spätného získavania odpadového tepla vodou chladeného vzduchového kompresora
Je jednoduché a vhodné priamo transformovať potrubie chladiacej vody vzduchového kompresora a nemodifikuje štruktúru telesa vzduchového kompresora, čo môže znížiť riziko rekonštrukcie a zvýšiť spoľahlivosť prevádzky systému rekuperácie odpadového tepla. ,
