Análise comparativa de métodos de troca de calor para recuperação de calor residual de compressores de ar

Análise comparativa de métodos de troca de calor para recuperação de calor residual de compressores de ar

       Durante a operação do compressor de ar, serão gerados calor residual de óleo e calor residual de gás.Em princípio, se esses dois tipos de calor puderem ser recuperados, o benefício da economia de energia será bastante aprimorado.

       Para garantir o funcionamento normal das três principais funções do óleo lubrificante do compressor de ar, a temperatura operacional do compressor de ar tem uma faixa de temperatura razoável e ideal: 60℃～85℃.Se o funcionamento do compressor de ar exceder 85℃, o óleo do compressor de ar envelhecerá e coque, o efeito lubrificante será reduzido e o efeito de vedação será deteriorado, o que levará à falha do compressor de ar e afetará o funcionamento normal do compressor de ar.Além disso, a maioria dos fabricantes de compressores de ar define a temperatura de operação do ventilador para começar em 85°C e parar em 75°C. A saída de ar do compressor de ar parafuso diminuirá com o aumento da temperatura de operação da unidade.

           No uso real, a eficiência mecânica do compressor de ar não funcionará de forma estável na taxa de produção de gás calibrada em 80 °C. Quando a temperatura aumenta em 1°C, a produção de gás diminui 0,5%, e quando a temperatura aumenta 10°C, a produção de gás diminui em 5%.Geralmente, os compressores de ar com refrigeração a ar e dissipação de calor são operados entre 88 e 96 ℃, e a taxa de declínio é de 4-8%, especialmente no verão.

           No processo de compressão do compressor de ar, o eixo principal do equipamento é acionado principalmente para acionar o processo de compressão.Devido ao atrito entre o fuso e a bucha do mancal durante a operação, a temperatura do fuso aumenta.A temperatura elevada é muito prejudicial ao equipamento em operação.Essa parte do calor depende do óleo lubrificante para retirar o calor no processo de lubrificação das peças em movimento.O calor retirado é finalmente transferido para o óleo lubrificante, o que aumenta a temperatura do óleo lubrificante.Portanto, se a transformação de utilização de energia térmica for realizada, a temperatura operacional de exaustão e a temperatura do óleo da unidade compressora de ar são controladas dentro da faixa de temperatura ideal e o tempo operacional do ventilador de refrigeração do compressor de ar parafuso é reduzido, o que pode economizar muita energia elétrica e, ao mesmo tempo, garantir melhor o volume de ar.

         Recuperação de calor residual do compressor de ar é um dispositivo de economia de energia muito ecológico e eficiente.Não tem efeito adverso no próprio compressor de ar.Pelo contrário, pode efetivamente reduzir a temperatura operacional do compressor de ar, manter o compressor de ar em uma boa temperatura de trabalho e melhorar o compressor de ar.A eficiência da máquina é melhorada e o ventilador de resfriamento original é interrompido para economizar energia.Como um novo tipo de equipamento de economia de energia de alta eficiência, o equipamento de recuperação de calor residual do compressor de ar produz água quente completamente a partir do calor gerado pelo compressor de ar, sem consumo de energia subsequente.

Recuperação de calor residual do compressor de ar da placa

        No campo da recuperação de calor residual do compressor de ar, recuperação de calor residual do compressor de ar da placa.É a tecnologia de recuperação de calor residual de compressor de ar mais popular e amplamente utilizada na indústria.O princípio principal é usar o trocador de calor para recuperar o calor residual do óleo e o calor residual do gás no compressor de ar.Na recuperação de calor residual de compressores de ar, o uso de trocadores de calor a placas representa a maior proporção.A razão é que o processo de fabricação é simples, o ciclo de produção é curto, o custo é baixo e o preço é barato, então muitos projetos preferem trocadores de calor de placas.

Vantagens da recuperação de calor residual da placa:

1) Alta eficiência de transferência de calor: aço inoxidável com parede fina tem alta eficiência de transferência de calor;

2) Ocupa pouco espaço: o trocador de calor de placas tem uma estrutura compacta;

3) Peso leve: a espessura da placa do trocador de calor é de apenas 0,4-0,8 mm;

4) Baixo preço: Os trocadores de calor de placas são baratos.

No entanto, devido à influência de sua própria estrutura, o equipamento de recuperação de calor residual do tipo placa também apresenta as seguintes desvantagens:

1) O desempenho da vedação é ruim, fácil de vazar e a junta precisa ser substituída com frequência;

2) A pressão de operação está sujeita a certas restrições, geralmente não ultrapassando 1MPa;

3) A temperatura de uso é limitada pela resistência à temperatura do material da junta;

4) Fácil de bloquear, não é adequado para fluidos que contenham sólidos em suspensão;

5) A resistência do fluido é maior do que o tipo tubular.

        A principal razão é que a água endurecida é aquecida pelo meio de óleo de alta temperatura, que é fácil de produzir escala.O trocador de calor de placas tem uma lacuna estreita no canal de fluxo e, se houver incrustação, é muito fácil bloqueá-lo, resultando em uma diminuição da eficiência do trocador de calor.

   Devido a esta situação, os trocadores de calor tubulares estão novamente no mercado.

Trocador de calor tubular e suas características

        O trocador de calor de tubo enrolado é um novo tipo de trocador de calor, e sua estrutura é diferente do trocador de calor casco e tubo amplamente utilizado na indústria industrial.O tubo de troca de calor do trocador de calor é enrolado em espiral e enrolado em várias camadas.Uma certa distância é mantida entre cada camada e a camada anterior através da placa espaçadora sucessivamente, e a direção do enrolamento entre as camadas é oposta.Como o comprimento do trocador de calor no invólucro pode ser alongado, o tamanho do invólucro do trocador de calor pode ser encurtado e a eficiência da transferência de calor pode ser melhorada

       Desde o primeiro projeto e fabricação do trocador de calor de tubos helicoidais, muitos novos tipos de trocadores de calor de tubos helicoidais apareceram na forma de tubos helicoidais, mas as estruturas principais são semelhantes.

       Em comparação com os trocadores de calor de placas, os trocadores de calor tubulares têm algumas vantagens incomparáveis: ampla faixa de temperatura aplicável, adaptabilidade ao choque térmico, auto-eliminação do estresse térmico e alta compacidade.Existe uma zona morta de fluxo, especialmente ao configurar várias passagens de tubo (lado do casco único), é possível atender à troca de calor simultânea de vários fluidos em um dispositivo.Portanto, o trocador de calor tubular é um trocador de calor eficiente e compacto com uma estrutura complexa.Embora o custo seja mais elevado, tem muitas vantagens:

1. Espaçamento preciso do tubo de troca de calor.Devido ao seu material, os tubos de aço inoxidável são difíceis de apresentar plasticidade ao dobrar ou enrolar.A fim de obter espaçamento uniforme de todos os tubos de troca de calor, é necessária tecnologia completa e rica experiência em produção e processamento.

2. Número razoável de camadas de tubos e espaçamento entre camadas.Durante a troca de calor, os diâmetros relativos dos tubos de cada camada estão mudando e os ângulos devem ser mantidos os mesmos.É realmente difícil garantir que os comprimentos de cada tubo de troca de calor sejam basicamente os mesmos.O projetista projetou um número diferente de tubos de troca de calor para cada camada, bem como um espaçamento de camada razoável, o que supera perfeitamente esse problema e também resolve os requisitos do canal de fluxo sob condições complexas de troca de calor.

3. Processo de soldagem.No processo de produção de equipamentos, a soldagem robótica totalmente automatizada é usada para garantir que todos os pontos de soldagem, especialmente a soldagem de chapas tubulares, tenham padrões uniformes e alto desempenho de segurança.

4. Ampla faixa de aplicação, estrutura compacta e grande área de transferência de calor por unidade de volume.Para tubos de transferência de calor com diâmetro de 8 a 12 mm, a área de transferência de calor por metro cúbico de volume pode atingir 100-170 metros quadrados.

5. Não há ângulo morto de fluxo, e um único dispositivo pode realizar a transferência de calor de vários meios ao mesmo tempo, que tem pouca resistência à transferência de calor no caminho do gás e não é fácil de dimensionar.

6. O uso de soldagem robótica totalmente automatizada garante alta pressão operacional no tubo, e a pressão operacional máxima atual pode atingir mais de 20 MPa.

7. A expansão térmica do tubo de transferência de calor pode ser compensada por si só.

8. O trocador de calor é fácil de alcançar o desenvolvimento em grande escala, e é adequado para compressores de ar isentos de óleo e centrífugas para troca de calor do circuito de gás.

9. Baixa probabilidade de deposição de impurezas, baixa tendência de incrustação e longa vida útil

Resumindo, com o progresso contínuo da tecnologia de recuperação de calor residual do compressor de ar, a recuperação de calor residual dos compressores de ar tubulares é muito melhor do que a recuperação de calor residual da placa, que é fácil de vazar e bloquear.Acredita-se que contribuirá com mais potência para acompanhar a operação dos compressores de ar e criar mais benefícios para os usuários.