شامل جدا!العديد من النماذج النموذجية لاستعادة الحرارة المهدرة لضاغط الهواء
العديد من النماذج النموذجية لاستعادة الحرارة المهدرة لضاغط الهواء
(الملخص) تقدم هذه المقالة أنظمة استرداد الحرارة المهدرة للعديد من ضواغط الهواء النموذجية، مثل ضواغط الهواء اللولبية الخالية من الزيت المحقونة بالزيت، وضواغط الهواء بالطرد المركزي، وما إلى ذلك. ويتم شرح خصائص نظام استعادة الحرارة المهدرة.يمكن استخدام هذه الطرق والأشكال الغنية لاستعادة الحرارة المهدرة لضواغط الهواء كمرجع واعتماد من قبل الوحدات ذات الصلة والفنيين الهندسيين لاستعادة الحرارة المهدرة بشكل أفضل، وتقليل تكاليف الطاقة للمؤسسات، وتقليل التأثير البيئي.يحقق التلوث الحراري غرض توفير الطاقة وحماية البيئة.
▌مقدمة
عندما يتم تشغيل ضاغط الهواء، فإنه سيولد الكثير من حرارة الضغط، وعادة ما يتم إطلاق هذا الجزء من الطاقة في الغلاف الجوي من خلال نظام تبريد الهواء أو تبريد الماء للوحدة.يعد استرداد حرارة الضاغط ضروريًا لتقليل خسائر نظام الهواء بشكل مستمر وزيادة إنتاجية العميل.
هناك العديد من الأبحاث حول تكنولوجيا توفير الطاقة لاستعادة الحرارة المهدرة، لكن معظمها يركز فقط على تحويل دائرة الزيت لضواغط الهواء اللولبية المحقونة بالزيت.تقدم هذه المقالة مبادئ عمل العديد من ضواغط الهواء النموذجية وخصائص أنظمة استعادة الحرارة المهدرة بالتفصيل، وذلك لفهم طرق وأشكال استعادة الحرارة المهدرة لضواغط الهواء بشكل أفضل، والتي يمكنها استرداد الحرارة المهدرة بشكل أفضل، وتقليل تكاليف الطاقة الشركات، وتحقيق الغرض من توفير الطاقة وحماية البيئة.
تم تقديم العديد من أشكال استرداد الحرارة المهدرة لضاغط الهواء النموذجية على التوالي:
تحليل استرداد الحرارة المهدرة لضاغط الهواء اللولبي المحقون بالزيت
① تحليل مبدأ العمل لضاغط الهواء اللولبي المحقون بالزيت
ضاغط الهواء اللولبي المحقون بالزيت هو نوع من ضواغط الهواء يتمتع بحصة سوقية عالية نسبيًا
يحتوي الزيت الموجود في ضاغط الهواء اللولبي المحقون بالزيت على ثلاث وظائف: تبريد وامتصاص حرارة الضغط والختم والتشحيم.
مسار الهواء: يدخل الهواء الخارجي إلى رأس الآلة من خلال مرشح الهواء ويتم ضغطه بواسطة المسمار.يتم تفريغ خليط الزيت والهواء من منفذ العادم، ويمر عبر نظام خطوط الأنابيب ونظام فصل الزيت والهواء، ويدخل إلى مبرد الهواء لتقليل الهواء المضغوط ذو درجة الحرارة العالية إلى مستوى مقبول..
دائرة الزيت: يتم تفريغ خليط الزيت والهواء من مخرج المحرك الرئيسي.بعد فصل زيت التبريد عن الهواء المضغوط في أسطوانة فصل الزيت عن الغاز، فإنه يدخل إلى مبرد الزيت ليتخلص من حرارة الزيت ذو درجة الحرارة العالية.يتم إعادة رش الزيت المبرد في المحرك الرئيسي من خلال دائرة الزيت المقابلة.يبرد ويغلق ويزيت.مرارا وتكرارا.
مبدأ استعادة الحرارة المهدرة لضاغط الهواء اللولبي المحقون بالزيت
يتم فصل خليط الزيت والغاز ذو درجة الحرارة العالية والضغط العالي الناتج عن ضغط رأس الضاغط في فاصل الزيت والغاز، ويتم إدخال الزيت ذو درجة الحرارة العالية في مبادل حراري عن طريق تعديل خط أنابيب مخرج الزيت للزيت - فاصل الغاز .يتم توزيع كمية الزيت الموجودة في ضاغط الهواء والأنبوب الالتفافي لضمان أن درجة حرارة الزيت العائد ليست أقل من درجة حرارة حماية عودة الزيت لضاغط الهواء.يتبادل الماء البارد الموجود على جانب الماء من المبادل الحراري الحرارة مع الزيت عالي درجة الحرارة، ويمكن استخدام الماء الساخن الساخن للمياه الساخنة المنزلية، وتدفئة تكييف الهواء، والتسخين المسبق لمياه الغلاية، ومعالجة المياه الساخنة، وما إلى ذلك.
يمكن أن نرى من الشكل أعلاه أن الماء البارد الموجود في خزان المياه للحفاظ على الحرارة يتبادل الحرارة مباشرة مع جهاز استعادة الطاقة داخل ضاغط الهواء من خلال مضخة المياه الدائرية، ومن ثم يعود إلى خزان المياه للحفاظ على الحرارة.
يتميز هذا النظام بمعدات أقل وكفاءة عالية في التبادل الحراري.ومع ذلك، يجب الإشارة إلى أنه يجب اختيار أجهزة استعادة الطاقة بمواد أفضل، ويجب تنظيفها بانتظام، وإلا فمن السهل التسبب في انسداد بسبب ارتفاع درجة الحرارة أو تسرب أجهزة التبادل الحراري لتلويث نهاية التطبيق.
يقوم النظام بإجراء تبادلين للحرارة.النظام الجانبي الأساسي الذي يتبادل الحرارة مع جهاز استعادة الطاقة هو نظام مغلق، والنظام الجانبي الثانوي يمكن أن يكون نظامًا مفتوحًا أو نظامًا مغلقًا.
يستخدم النظام المغلق على الجانب الأساسي الماء النقي أو الماء المقطر للتدوير، مما يمكن أن يقلل الضرر الذي يلحق بجهاز استعادة الطاقة الناتج عن قشور الماء.في حالة تلف المبادل الحراري، لن يتلوث وسط التسخين الموجود على جانب التطبيق.
⑤ مزايا تركيب جهاز استعادة الطاقة الحرارية على ضاغط الهواء اللولبي المحقون بالزيت
بعد تركيب ضاغط الهواء اللولبي المحقون بالزيت مع جهاز استعادة الحرارة، فإنه سيكون له المزايا التالية:
(1) قم بإيقاف مروحة التبريد الخاصة بضاغط الهواء نفسه أو تقليل وقت تشغيل المروحة.يحتاج جهاز استعادة الطاقة الحرارية إلى استخدام مضخة مياه دوارة، ويستهلك محرك مضخة المياه كمية معينة من الطاقة الكهربائية.مروحة التبريد الذاتي لا تعمل، وقوة هذه المروحة بشكل عام أكبر بـ 4-6 مرات من قوة مضخة المياه المتداولة.لذلك، بمجرد إيقاف المروحة، يمكنها توفير الطاقة بمقدار 4-6 مرات مقارنة باستهلاك الطاقة للمضخة الدائرية.بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأنه يمكن التحكم بشكل جيد في درجة حرارة الزيت، يمكن تشغيل مروحة العادم في غرفة الآلة بشكل أقل أو عدم تشغيلها على الإطلاق، مما يوفر الطاقة.
⑵.تحويل الحرارة المهدرة إلى ماء ساخن دون أي استهلاك إضافي للطاقة.
⑶ زيادة إزاحة ضاغط الهواء.نظرًا لأنه يمكن التحكم بشكل فعال في درجة حرارة تشغيل ضاغط الهواء ضمن نطاق 80 درجة مئوية إلى 95 درجة مئوية بواسطة جهاز الاسترداد، فيمكن الحفاظ على تركيز الزيت بشكل أفضل، وسيزيد حجم عادم ضاغط الهواء بمقدار 2 %~6%، وهو ما يعادل توفير الطاقة.وهذا مهم بشكل خاص لضواغط الهواء التي تعمل في الصيف، لأنه بشكل عام في الصيف، تكون درجة الحرارة المحيطة مرتفعة، ويمكن أن ترتفع درجة حرارة الزيت في كثير من الأحيان إلى حوالي 100 درجة مئوية، ويصبح الزيت أرق، ويصبح ضيق الهواء أسوأ، وحجم العادم سوف يتناقص.ولذلك، فإن جهاز استعادة الحرارة يمكن أن يظهر مزاياه في الصيف.
ضاغط الهواء اللولبي الخالي من الزيت لاستعادة الحرارة المفقودة
① تحليل مبدأ العمل لضاغط الهواء اللولبي الخالي من الزيت
يوفر ضاغط الهواء معظم العمل أثناء الضغط متساوي الحرارة، ويتم تحويل الطاقة الكهربائية المستهلكة بشكل أساسي إلى طاقة ضغط الهواء المحتملة، والتي يمكن حسابها وفقًا للصيغة (1):
بالمقارنة مع ضواغط الهواء المحقونة بالزيت، تتمتع ضواغط الهواء اللولبية الخالية من الزيت بإمكانية أكبر لاستعادة الحرارة المهدورة.
نظرًا لنقص تأثير تبريد الزيت، تنحرف عملية الضغط عن الضغط متساوي الحرارة، ويتم تحويل معظم الطاقة إلى حرارة ضغط للهواء المضغوط، وهو أيضًا سبب ارتفاع درجة حرارة العادم لضاغط الهواء اللولبي الخالي من الزيت.إن استعادة هذا الجزء من الطاقة الحرارية واستخدامه للمياه الصناعية للمستخدمين والسخانات المسبقة ومياه الحمامات سوف يقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة للمشروع، وبالتالي تحقيق حماية منخفضة الكربون والبيئة.
أساسي
① تحليل مبدأ عمل ضاغط الهواء بالطرد المركزي
يتم تشغيل ضاغط الهواء بالطرد المركزي بواسطة المكره لتدوير الغاز بسرعة عالية، بحيث يولد الغاز قوة طرد مركزي.بسبب تدفق الغاز المنتشر في المكره، يتم زيادة معدل تدفق وضغط الغاز بعد المرور عبر المكره، ويتم إنتاج الهواء المضغوط بشكل مستمر.يتكون ضاغط الهواء بالطرد المركزي بشكل أساسي من جزأين: العضو الدوار والجزء الثابت.يشتمل الدوار على المكره والعمود.هناك شفرات على المكره، بالإضافة إلى قرص التوازن وجزء من ختم العمود.الجسم الرئيسي للجزء الثابت هو الغلاف (الأسطوانة)، ويتم ترتيب الجزء الثابت أيضًا مع ناشر، وثني، وجهاز ارتجاع، وأنبوب مدخل هواء، وأنبوب عادم، وبعض أختام العمود.مبدأ عمل ضاغط الطرد المركزي هو أنه عندما تدور المكره بسرعة عالية، يدور الغاز معها.تحت تأثير قوة الطرد المركزي، يتم إلقاء الغاز في الناشر الخلفي، ويتم تشكيل منطقة فراغ عند المكره.في هذا الوقت، يدخل الغاز الطازج إلى المكره.تدور المكره بشكل مستمر، ويتم امتصاص الغاز بشكل مستمر وإخراجه للخارج، وبالتالي الحفاظ على التدفق المستمر للغاز.
تعتمد ضواغط الهواء ذات الطرد المركزي على التغيرات في الطاقة الحركية لزيادة ضغط الغاز.عندما يدور الدوار ذو الشفرات (أي عجلة العمل)، فإن الشفرات تدفع الغاز للدوران، وتنقل الشغل إلى الغاز، وتجعل الغاز يحصل على طاقة حركية.بعد دخول الجزء الثابت، بسبب التمدد الفرعي للجزء الثابت، يتم تحويل رأس ضغط طاقة السرعة إلى الضغط المطلوب، وتنخفض السرعة، ويزداد الضغط.في نفس الوقت، يستخدم التأثير التوجيهي للجزء الثابت للدخول إلى المرحلة التالية من المكره لمواصلة التعزيز، وأخيرًا التفريغ من الحلزوني..لكل ضاغط، ومن أجل تحقيق التصميم المطلوب الضغط، يكون لكل ضاغط عدد مختلف من المراحل والقطاعات، بل ويتكون من عدة أسطوانات.
② عملية استعادة الحرارة الضائعة لضاغط الهواء بالطرد المركزي
تمر أجهزة الطرد المركزي عمومًا بثلاث مراحل من الضغط.المرحلتان الأولى والثانية من الهواء المضغوط غير مناسبة لاستعادة الحرارة المهدرة بسبب تأثير درجة حرارة وضغط المخرج.بشكل عام، يتم إجراء استعادة الحرارة المهدرة في المرحلة الثالثة للهواء المضغوط، ويجب إضافة مبرد لاحق للهواء، كما هو موضح في الشكل 8. ويوضح أنه عندما لا يحتاج الطرف الساخن إلى استخدام الحرارة، يتم تبريد الهواء المضغوط دون الحاجة إلى استخدام الحرارة. تؤثر على تشغيل النظام.
طريقة أخرى لاستعادة الحرارة المهدورة لضواغط الهواء المبردة بالماء
بالنسبة لضواغط الهواء مثل الآلات اللولبية المحقونة بالزيت المبردة بالماء، والآلات اللولبية الخالية من الزيت، وأجهزة الطرد المركزي، بالإضافة إلى استرداد الحرارة المهدرة لتعديل الهيكل الداخلي، من الممكن أيضًا تعديل خط أنابيب مياه التبريد مباشرةً لتحقيق الهدر الحرارة دون تغيير بنية الجسم.إعادة التدوير.
من خلال تركيب مضخة ثانوية على أنبوب مخرج ماء التبريد الخاص بضاغط الهواء، يتم إدخال ماء التبريد إلى الوحدة الرئيسية لمضخة حرارة مصدر الماء، ويقوم مستشعر درجة الحرارة عند مدخل مبخر الوحدة الرئيسية بضبط التيار الكهربائي ثلاثي الاتجاه صمام تنظيم في الوقت الحقيقي للتحكم في درجة حرارة مدخل المبخر عند إعداد معين.مع قيمة ثابتة، يمكن إنتاج الماء الساخن بدرجة حرارة 50 إلى 55 درجة مئوية من خلال وحدة المضخة الحرارية لمصدر الماء.
إذا لم يكن هناك طلب على الماء الساخن ذو درجة الحرارة العالية، فيمكن أيضًا توصيل المبادل الحراري اللوحي على التوالي في دائرة مياه التبريد المتداولة لضاغط الهواء.يقوم ماء التبريد ذو درجة الحرارة العالية بتبادل الحرارة مع الماء العذب من خزان الماء اليسر، مما لا يقلل من درجة حرارة الماء الداخلية فحسب، بل يزيد أيضًا من درجة حرارة الماء الخارجية.
يتم تخزين الماء الساخن في خزان الماء الساخن، ثم يتم إرساله إلى شبكة التدفئة لاستخدامه عند الحاجة إلى مصدر حرارة منخفض الحرارة
