Bardzo wszechstronne!Kilka typowych form odzyskiwania ciepła odpadowego ze sprężarek powietrza
Kilka typowych form odzyskiwania ciepła odpadowego ze sprężarek powietrza
(Streszczenie) W artykule przedstawiono systemy odzysku ciepła odpadowego z kilku typowych sprężarek powietrza, takich jak śrubowe bezolejowe sprężarki śrubowe z wtryskiem oleju, sprężarki odśrodkowe itp. Wyjaśniono charakterystykę systemów odzysku ciepła odpadowego.Te bogate sposoby i formy odzyskiwania ciepła odpadowego ze sprężarek powietrza mogą służyć jako odniesienie i przyjęcie przez odpowiednie jednostki i techników inżynieryjnych w celu lepszego odzyskiwania ciepła odpadowego, zmniejszenia kosztów energii w przedsiębiorstwach i zmniejszenia wpływu na środowisko.Zanieczyszczenie termiczne osiąga cel oszczędzania energii i ochrony środowiska.
▌Wprowadzenie
Kiedy sprężarka powietrza pracuje, wytwarza dużo ciepła sprężania. Zwykle ta część energii jest uwalniana do atmosfery poprzez układ urządzenia chłodzony powietrzem lub wodą.Odzysk ciepła sprężarki jest niezbędny, aby stale zmniejszać straty w systemie powietrza i zwiększać produktywność klienta.
Istnieje wiele badań nad energooszczędną technologią odzysku ciepła odpadowego, jednak większość z nich koncentruje się jedynie na transformacji obiegu oleju w śrubowych sprężarkach powietrza z wtryskiem oleju.W artykule szczegółowo przedstawiono zasadę działania kilku typowych sprężarek powietrza oraz charakterystykę systemów odzysku ciepła odpadowego, tak aby lepiej zrozumieć sposoby i formy odzysku ciepła odpadowego ze sprężarek powietrza, które mogą lepiej odzyskiwać ciepło odpadowe, zmniejszać koszty energii przedsiębiorstwa i osiągnąć cel oszczędzania energii i ochrony środowiska.
Wprowadzono odpowiednio kilka typowych form odzyskiwania ciepła odpadowego ze sprężarek powietrza:
Analiza odzysku ciepła odpadowego ze sprężarki śrubowej z wtryskiem oleju
① Analiza zasady działania sprężarki śrubowej z wtryskiem oleju
Sprężarka śrubowa z wtryskiem oleju to rodzaj sprężarki powietrza o stosunkowo dużym udziale w rynku
Olej w śrubowej sprężarce powietrza z wtryskiem oleju spełnia trzy funkcje: chłodzenie i pochłanianie ciepła sprężania, uszczelnianie i smarowanie.
Ścieżka powietrza: Powietrze zewnętrzne dostaje się do głowicy maszyny przez filtr powietrza i jest sprężane przez śrubę.Mieszanka olejowo-powietrzna jest odprowadzana z otworu wylotowego, przechodzi przez system rurociągów oraz system separacji oleju od powietrza i wchodzi do chłodnicy powietrza w celu obniżenia temperatury sprężonego powietrza do akceptowalnego poziomu..
Obieg oleju: Mieszanka olejowo-powietrzna jest odprowadzana z wylotu silnika głównego.Po oddzieleniu oleju chłodzącego od sprężonego powietrza w cylindrze oddzielania oleju od gazu, wchodzi on do chłodnicy oleju, aby odebrać ciepło oleju o wysokiej temperaturze.Schłodzony olej jest ponownie wtryskiwany do silnika głównego poprzez odpowiedni obieg oleju.Chłodzi, uszczelnia i smaruje.tak wielokrotnie.
Zasada odzysku ciepła odpadowego ze sprężarki śrubowej z wtryskiem oleju
Wysokotemperaturowa i wysokociśnieniowa mieszanina oleju i gazu, utworzona w wyniku sprężania głowicy sprężarki, jest oddzielana w separatorze olej-gaz, a olej o wysokiej temperaturze jest wprowadzany do wymiennika ciepła poprzez modyfikację rurociągu wylotowego oleju -separator gazu.Ilość oleju w sprężarce powietrza i rurze obejściowej jest rozdzielana w taki sposób, aby temperatura oleju powrotnego nie była niższa niż temperatura zabezpieczenia powrotu oleju w sprężarce powietrza.Zimna woda po stronie wodnej wymiennika ciepła wymienia ciepło z olejem o wysokiej temperaturze, a podgrzana gorąca woda może być wykorzystywana do podgrzewania ciepłej wody użytkowej, ogrzewania klimatyzacji, podgrzewania wody w kotle, ciepłej wody technologicznej itp.
Z powyższego rysunku widać, że zimna woda w zbiorniku wody zabezpieczającej bezpośrednio wymienia ciepło z urządzeniem do odzyskiwania energii wewnątrz sprężarki powietrza za pośrednictwem pompy wody obiegowej, a następnie powraca do zbiornika wody zabezpieczającej.
System ten charakteryzuje się mniejszą liczbą urządzeń i wysoką sprawnością wymiany ciepła.Należy jednak zauważyć, że należy wybierać urządzenia do odzyskiwania energii z lepszych materiałów i regularnie je czyścić, w przeciwnym razie łatwo jest spowodować zablokowanie z powodu osadzania się kamienia w wysokiej temperaturze lub wycieków z urządzeń wymieniających ciepło, co może spowodować zanieczyszczenie strony aplikacyjnej.
System realizuje dwie wymiany ciepła.System strony pierwotnej, który wymienia ciepło z urządzeniem do odzyskiwania energii, jest systemem zamkniętym, natomiast system strony wtórnej może być systemem otwartym lub systemem zamkniętym.
Zamknięty system po stronie pierwotnej wykorzystuje do cyrkulacji czystą wodę lub wodę destylowaną, co może zmniejszyć uszkodzenia urządzenia do odzyskiwania energii spowodowane przez kamień wodny.W przypadku uszkodzenia wymiennika ciepła czynnik grzewczy po stronie aplikacyjnej nie ulegnie zanieczyszczeniu.
⑤ Zalety instalacji urządzenia do odzyskiwania energii cieplnej w sprężarce śrubowej z wtryskiem oleju
Po zainstalowaniu sprężarki śrubowej z wtryskiem oleju z urządzeniem do odzyskiwania ciepła będzie ona zapewniać następujące korzyści:
(1) Zatrzymaj wentylator chłodzący samej sprężarki powietrza lub skróć czas pracy wentylatora.Urządzenie do odzyskiwania energii cieplnej wykorzystuje pompę wody obiegowej, a silnik pompy wodnej zużywa pewną ilość energii elektrycznej.Wentylator samochłodzący nie działa, a moc tego wentylatora jest z reguły 4-6 razy większa od mocy pompy wody obiegowej.Dlatego po zatrzymaniu wentylatora można zaoszczędzić energię 4-6 razy w porównaniu z poborem mocy pompy obiegowej.Ponadto, ponieważ można dobrze kontrolować temperaturę oleju, wentylator wyciągowy w maszynowni może być włączany rzadziej lub wcale, co pozwala oszczędzać energię.
⑵.Zamień ciepło odpadowe na ciepłą wodę bez dodatkowego zużycia energii.
⑶ zwiększyć pojemność sprężarki powietrza.Ponieważ temperatura robocza sprężarki powietrza może być skutecznie kontrolowana w zakresie od 80°C do 95°C za pomocą urządzenia do odzyskiwania, można lepiej utrzymać stężenie oleju, a objętość spalin sprężarki powietrza wzrośnie o 2 %~6%, co odpowiada oszczędności energii.Jest to szczególnie ważne w przypadku sprężarek powietrza pracujących latem, ponieważ zazwyczaj latem temperatura otoczenia jest wysoka, a temperatura oleju często może wzrosnąć do około 100°C, olej staje się rzadszy, pogarsza się szczelność i objętość spalin zmniejszą się.Dzięki temu urządzenie z odzyskiem ciepła może pokazać swoje zalety latem.
Odzysk ciepła odpadowego w bezolejowej sprężarce śrubowej
① Analiza zasady działania bezolejowej sprężarki śrubowej
Najwięcej pracy oszczędza sprężarka powietrza podczas sprężania izotermicznego, a zużyta energia elektryczna przetwarzana jest głównie na energię potencjalną sprężania powietrza, którą można obliczyć według wzoru (1):
W porównaniu ze sprężarkami powietrza z wtryskiem oleju, bezolejowe sprężarki śrubowe mają większy potencjał odzyskiwania ciepła odpadowego.
Ze względu na brak efektu chłodzącego oleju, proces sprężania odbiega od sprężania izotermicznego, a większość mocy zamieniana jest na ciepło sprężania sprężonego powietrza, co jest również przyczyną wysokiej temperatury spalin bezolejowej sprężarki śrubowej.Odzyskanie tej części energii cieplnej i wykorzystanie jej do zasilania wodą przemysłową użytkowników, podgrzewaczy wstępnych i wody w łazienkach znacznie zmniejszy zużycie energii w projekcie, zapewniając w ten sposób niską emisję dwutlenku węgla i ochronę środowiska.
Fundamentalny
① Analiza zasady działania odśrodkowej sprężarki powietrza
Odśrodkowa sprężarka powietrza napędzana jest przez wirnik w celu obracania gazu z dużą prędkością, dzięki czemu gaz wytwarza siłę odśrodkową.W wyniku dyfuzyjnego przepływu gazu w wirniku zwiększa się natężenie przepływu i ciśnienie gazu po przejściu przez wirnik, a sprężone powietrze jest w sposób ciągły wytwarzane.Odśrodkowa sprężarka powietrza składa się głównie z dwóch części: wirnika i stojana.Wirnik zawiera wirnik i wał.Oprócz tarczy wyrównoważającej i części uszczelnienia wału, na wirniku znajdują się łopatki.Głównym korpusem stojana jest obudowa (cylinder), a stojan jest również wyposażony w dyfuzor, kolanko, urządzenie refluksowe, rurę wlotową powietrza, rurę wydechową i niektóre uszczelnienia wału.Zasada działania sprężarki odśrodkowej polega na tym, że gdy wirnik obraca się z dużą prędkością, gaz obraca się wraz z nim.Pod działaniem siły odśrodkowej gaz jest wyrzucany do tylnego dyfuzora, a na wirniku tworzy się strefa próżniowa.W tym momencie świeży gaz na zewnątrz do wirnika.Wirnik obraca się w sposób ciągły, a gaz jest w sposób ciągły zasysany i wyrzucany, utrzymując w ten sposób ciągły przepływ gazu.
Odśrodkowe sprężarki powietrza wykorzystują zmiany energii kinetycznej w celu zwiększenia ciśnienia gazu.Kiedy wirnik z łopatkami (czyli koło robocze) obraca się, łopatki wprawiają gaz w ruch obrotowy, przenoszą pracę na gaz i powodują, że gaz uzyskuje energię kinetyczną.Po wejściu do części stojana, w wyniku podrozszerzania stojana, ciśnienie energii prędkości jest przekształcane na wymagane ciśnienie, prędkość maleje, a ciśnienie wzrasta.Jednocześnie wykorzystuje efekt prowadzący części stojana, aby wejść do następnego stopnia wirnika, aby kontynuować wzmacnianie i ostatecznie rozładować się ze spirali..Dla każdej sprężarki, aby osiągnąć wymagane projektowo ciśnienie, każda sprężarka ma inną liczbę stopni i segmentów, a nawet składa się z kilku cylindrów.
② Proces odzyskiwania ciepła odpadowego za pomocą odśrodkowej sprężarki powietrza
Wirówki zazwyczaj przechodzą przez trzy etapy kompresji.Pierwszy i drugi stopień sprężonego powietrza nie nadają się do odzysku ciepła odpadowego ze względu na wpływ temperatury i ciśnienia wylotowego.Ogólnie rzecz biorąc, odzyskiwanie ciepła odpadowego odbywa się na trzecim etapie sprężonego powietrza i należy dodać chłodnicę końcową powietrza, jak pokazano na rysunku 8. Pokazuje, że gdy gorący koniec nie potrzebuje ciepła, sprężone powietrze jest chłodzone bez wpływające na działanie systemu.
Kolejna metoda odzyskiwania ciepła odpadowego w sprężarkach powietrza chłodzonych wodą
W przypadku sprężarek powietrza, takich jak chłodzone wodą maszyny śrubowe z wtryskiem oleju, bezolejowe maszyny śrubowe i wirówki, oprócz odzyskiwania ciepła odpadowego w wyniku modyfikacji konstrukcji wewnętrznej, możliwa jest również bezpośrednia modyfikacja rurociągu wody chłodzącej w celu uzyskania odpadów ciepło bez zmiany struktury ciała.Recykling.
Instalując pompę wtórną na rurociągu wylotowym wody chłodzącej sprężarki powietrza, woda chłodząca jest wprowadzana do jednostki głównej wodnej pompy ciepła, a czujnik temperatury na wlocie parownika jednostki głównej reguluje elektryczny trójdrożny zawór regulacyjny w czasie rzeczywistym, aby kontrolować temperaturę na wlocie parownika przy określonym ustawieniu.Przy stałej wartości, ciepła woda o temperaturze 50 ~ 55°C może być wytwarzana przez wodną pompę ciepła.
Jeśli nie ma zapotrzebowania na gorącą wodę o wysokiej temperaturze, płytowy wymiennik ciepła można również podłączyć szeregowo w obiegu wody chłodzącej sprężarki powietrza.Wysokotemperaturowa woda chłodząca wymienia ciepło z miękką wodą ze zbiornika wody miękkiej, co nie tylko obniża wewnętrzną temperaturę wody, ale także zwiększa temperaturę zewnętrzną wody.
Podgrzana woda jest magazynowana w zbiorniku ciepłej wody użytkowej, a następnie przesyłana do sieci ciepłowniczej do wykorzystania tam, gdzie potrzebne jest niskotemperaturowe źródło ciepła
