سیستم بازیابی حرارت کمپرسور هوا در یک کارخانه سرامیک سازی

گاهی اوقات، کمپرسور هوای فشرده با بخاری برقی فرقی ندارد؛
در واقع، نتیجه ای که مشاهده می شود این است که:
هوای فشرده به عنوان یک محصول جانبی ارائه می شود!
۹۰-۸۵ درصد انرژی الکتریکی وارد شده توسط کمپرسور هوا به گرما تبدیل می شود.
از طرف دیگر، حداکثر بازدهی تولید هوای فشرده کمتر از ۱۰ درصد است.
در انواع سیستم بازیابی حرارت کمپرسور هوا ، تمرکز اصلی روی جذب انرژی گرمایی موجود در روغن است؛
زیرا تا ۸۰ درصد انرژی استخراج شده از نیروگاه در آن قسمت یافت می شود.

چگونگی سودرسانی سیستم بازیابی حرارت کمپرسور هوا در عمل

سرمایه گذاری در بهره وری انرژی در واقع پیش پرداختی برای مقدار معینی انرژی با نرخ فعلی گیگاژول یا مگاوات ساعت است.
هنگامی که این مقدار انرژی مصرف می شود، بخشی از تولید هوای فشرده رایگان می شود.

آب گرم شده از طریق مبدل حرارتی روغن در یک کمپرسور هوای جابجایی مثبت اویل اینجکت، می تواند به دمای ۷۵ درجه سانتی گراد (۱۶۷ درجه فارنهایت) برسد.
این دما باعث می شود که طیف کاربرد واقعاً گسترده باشد، مثل:

• پشتیبانی از گرمایش مرکزی
• آب گرم خانگی
• گرمای مورد استفاده در واحدهای انتقال هوا
• فرآیند شستشوی قطعه کار قبل از پوشش
• حتی در هنگام تولید آب سرد توسط واحدهای جاذب

مطالعه کیس-محور کارخانه سرامیک: استفاده از گرمای کمپرسور هوا برای پشتیبانی از واحدهای انتقال هوا در فرآیند

این نیروگاه از یک کمپرسور هوای اویل اینجکت با سرعت متغیر ۲۰۰ کیلووات استفاده می کرد.
این کمپرسور هوا قبل از راه اندازی سیستم بازیابی حرارت کمپرسور هوا ، به طور متوسط با ۷۰ درصد بار کار می کرد.
پس از نصب ماژول بازیابی حرارت (قبل از شروع جمع آوری انرژی)، دمای عملیاتی آن افزایش پیدا نکرد.

به لطف استفاده از مبدل حرارتی که افت فشار بسیار کم را تضمین می کند، فلو روغن محدود نشد.
همچنین شرایط خنک کننده اولیه کمپرسور هوا بدتر نشد.
به عبارت دیگر، قبل از شروع فرآیند سیستم بازیابی حرارت کمپرسور هوا ، دمای کمپرسور هوا بالا نمی‌رود.
پس از شروع فرآیند بازیابی گرما، شرایط کلی خنک کننده تا حد زیادی بهبود یافت که با چشم هم قابل مشاهده بود.
علاوه بر این، هنگامی که حداکثر بار با افزایش نقطه تنظیم فشار شبیه‌سازی شد، کمپرسور هوا که با بار ۱۰۰% با فشار تخلیه ۱ بار بالاتر (۱۴٫۷ psig) کار می‌کرد، دمای کاری ۱۰ درجه سانتی‌گراد (۵۰ درجه فارنهایت) کمتر داشت.

در بسیاری از موارد، مشتریان به ما می گویند که حرارت اضافی دارند و بازیابی حرارت اضافی از کمپرسور هوا غیر ضروری است.
ما در جواب، از آنها این سوال را می پرسیم:
«آیا شما در هر جایی گاز می سوزانید یا چیزی را با برق گرم می کنید؟
اگر چنین است، لطفاً به من نشان دهید که کجاست.»
به نظر می رسد که حتی در فرآیندهای تولیدی که شامل گرمای هدر رفته زیادی است، سالن کارخانه با زباله های گفته شده گرم می شود.
اما در جایی که یک مشعل فعال است، بخش بزرگی برای حفظ فرآیند فنی وجود خواهد داشت.

بیایید این مورد را در عمل بررسی کنیم.

مشتری تولید کننده سرامیک ما، از “محفظه های بلوغ” فنی استفاده می کرد که در آنها دمای ۵۰ درجه سانتیگراد (۱۲۲ درجه فارنهایت) باید در طول سال حفظ شود.
این بدان معنی است که حتی در تابستان، دیگ بخار باید گاز بسوزاند.
گرمایش محفظه ها توسط واحدهای انتقال هوا انجام می شود که هوا را دوباره به گردش در می آورند و آن را تا دمای تعیین شده گرم می کنند.

به عنوان بخشی از این پروژه، پیش گرمکن های اضافی برای واحدهای هواساز در بالادست بخاری ها با گرمای دیگ بخار نصب شد.
گرمای کمپرسورهای هوا به هیترهای اضافه شده عرضه می‌شود؛
بنابراین سیستم، پیش-گرمایش را فعال می کند.
در صورتی که گرمای حاصل از سیستم بازیابی حرارت کمپرسور هوا را تا حد پارامتر تنظیم شده گرم کند، گرمای دیگ بخار مصرف نمی شود.
این خود باعث صرفه جویی در گاز می شود؛
زیرا کنترل ولوِ حرارت دیگ بخار باز نمی شود.
در صورت عدم کارکرد کمپرسور هوای فشرده در دوره ای از بیکار ماندن سیستم، اتاق دیگ بخار وظیفه حفظ دمای تنظیم شده در محفظه را بر عهده می گیرد.

در این پروژه، هزینه های زیرساختی قابل توجهی برای تکمیل نصب انجام شد.
این هزینه ها شامل یک سیستم لوله کشی طولانی بین کمپرسور هوا و واحدهای انتقال هوا بود.
با وجود این هزینه، بازگشت سرمایه در کمتر از ۱۴ ماه اتفاق افتاد.

تحقیق در مورد مشکلات سیستم بازیابی حرارت کمپرسور هوا در گرمای بیش از حد

ما سال ها بر روی سیستم های بازیابی حرارت کمپرسور هوا و تولید هوای فشرده کار کرده ایم.
اما با بازخوردهای منفی زیادی درباره عملکرد آنها مواجه شده ایم.
تا کنون شایع ترین شکایت این بود که هنگامی که سیستم بازیابی حرارت کمپرسور هوا کار می کرد، کمپرسور هوا در نهایت به دلیل گرمای بیش از حد خاموش می شد.

این نارضایتی بدون شک منجر به نگاهی منفی به این سیستم ها شده است.
علاوه بر این، از کاربرد آنها در بسیاری از کارخانه های تولیدی جلوگیری کرده است.
هنگامی که تولید اول شروع می شود، فشار هوای فشرده نگرانی اصلی است و بازیابی گرما به عنوان یک عنصر مکمل در نظر گرفته می شود.

ما تصمیم گرفتیم تحقیق کنیم که چرا ماژول های بازیابی گرما اغلب به دلیل گرمای بیش از حد خاموش می شوند.
این تحقیق در یک آزمایشگاه اختصاصی انجام شد.

خنک شدن و سپس گرم شدن بیش از حد روغن در کمپرسور هوای فشرده!

دلیل گرم شدن بیش از حد روغن در کمپرسورهای هوا، با سیستم بازیابی حرارت کمپرسور هوا ، خنک شدن بیش از حد روغن است.
در یک کمپرسور هوا با یک مبدل حرارتی یکپارچه، یک ولو روغن سه طرفه اضافی افزوده می شود تا به عنوان محافظ بیش از حد خنک کننده برای روغن عمل کند.
روغن بیش از حد سرد می تواند منجر به دمای تخلیه بیش از حد پایین شود.
همچنین خطر ظاهر شدن بخار از قبل در سپراتور (نه در افتر کولر) شود.

در صورت سرد شدن بیش از حد روغن، ولو فوق روغن را در خارج از مبدل حرارتی دور می زند و دمای بازگشت به واحد را کمتر از ۵۵ درجه سانتیگراد (۱۳۱ درجه فارنهایت) تضمین می کند.
این خود می تواند در کمپرسورهای هوای با سرعت متغیر در بارهای مختلف و در کمپرسورهای سرعت ثابت که در حالت بیکاری کار می کنند، رخ دهد.
این امر به این علت است که پمپ با سرعت ثابت، گرمای بیشتری را از روغن خارج می کند.
(نسبت به گرمایی که در زمان تخلیه بار در کمپرسورهای اینورتر کاهش می یابد.)

در حین بارگیری مجدد چه اتفاقاتی می افتد؟

در حین بارگیری مجدد کمپرسور هوای فشرده ، دما در واحد کمپرسور به یک میزان حدودی افزایش می یابد.
(۰٫۵ درجه سانتیگراد در ۱ ثانیه) در حالی که روغن پشت مبدل حرارتی مخلوطی از روغن گرم از سپراتور و روغن سرد خنک شده در مبدل حرارتی است.
متعاقباً، روغنی که از فیلتر ترموستاتیک جریان می‌یابد به دمای ۵۵ درجه سانتی‌گراد (۱۳۱ درجه فارنهایت) می‌رسد.
به دنبال آن دما به سرعت به حدود ۷۵ تا ۸۰ درجه سانتی‌گراد (۱۶۷-۱۷۶ درجه فارنهایت) با سرعت ۴ درجه سانتی‌گراد در هر ثانیه افزایش می‌یابد.

این افزایش دما در سیستم بازیابی حرارت کمپرسور هوا بسیار سریع است تا ولو ترموستاتیک به طور موثر کار کند.
این نوع ولو ها دارای ثابت زمانی حدود ۲۰ ثانیه هستند؛
به این معنی که سوپاپ زمانی برای باز شدن نخواهد داشت.
پس اجازه می دهد روغن با دمای بالاتر وارد تزریق شود.
در نتیجه منجر به خاموش شدن کمپرسور هوا به دلیل گرمای بیش از حد می شود.