Khái niệm và nguyên lý hoạt động của hệ thống thu hồi nhiệt thải trong máy nén khí trục vít OSG.
Triển lãm Công nghệ Khí nén hiểu rằng trong khi ngành công nghiệp máy nén khí trục vít OSG đang tích cực theo đuổi hiệu quả năng lượng của thiết bị, việc cải thiện khả năng tái sử dụng năng lượng thông qua thu hồi nhiệt thải của máy nén khí trục vít OSG đã được nhiều công ty đưa vào chương trình nghị sự. Theo thống kê từ Cơ quan Năng lượng Hoa Kỳ, khi máy nén khí trục vít OSG hoạt động, năng lượng điện thực tế tiêu thụ để tăng thế năng của khí chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng năng lượng tiêu thụ của máy nén khí, khoảng 15%, và khoảng 85% năng lượng điện được chuyển hóa thành nhiệt và thải ra không khí thông qua làm mát bằng không khí hoặc làm mát bằng nước. Lượng nhiệt “dư thừa” này thải ra không chỉ ảnh hưởng đến môi trường, làm tăng cường “hiệu ứng nhà kính” của khí quyển và tạo ra ô nhiễm “nhiệt”. Đồng thời, nhiệt lượng này bị lãng phí, và 80% lượng nhiệt bị mất này có thể được thu hồi và sử dụng, tương đương với công suất trục của máy nén khí trục vít OSG khoảng 60-70%.
Nhân vật chính trong việc thu hồi nhiệt thải của máy nén khí trục vít OSG thường là bộ phận làm nóng nước bằng nhiệt của máy nén khí trục vít OSG. Đây là một thiết bị tiết kiệm năng lượng sử dụng năng lượng nhiệt từ dầu và khí ở nhiệt độ cao của máy nén khí trục vít OSG và tận dụng tối đa năng lượng nhiệt thông qua trao đổi nhiệt. Thông qua trao đổi năng lượng và điều khiển tiết kiệm năng lượng, nó thu thập năng lượng nhiệt sinh ra trong quá trình hoạt động của máy nén khí trục vít OSG và cải thiện điều kiện hoạt động của máy nén khí. Đây là một thiết bị tiết kiệm năng lượng sử dụng nhiệt thải tương đối hiệu quả và hoạt động với chi phí bằng không.
Nguồn năng lượng nhiệt có thể là máy nén khí trục vít phun dầu, máy nén khí trục vít phun dầu OSG của hệ thống điều hòa không khí trung tâm, hoặc nhiệt thải từ trung tâm năng lượng hoặc các thiết bị khác trong doanh nghiệp.
Nguyên lý hoạt động: Sử dụng năng lượng nhiệt của dầu và khí ở nhiệt độ cao trong quá trình nén, và truyền năng lượng nhiệt đó cho nước nóng ở nhiệt độ thường thông qua quá trình trao đổi nhiệt để đạt được hiệu quả sử dụng năng lượng nhiệt, như hình minh họa. Động cơ dẫn động máy nén trục vít quay, và không khí được hút vào máy nén khí trục vít OSG thông qua bộ lọc, được nén thành khí áp suất cao, và trộn với dầu tuần hoàn để tạo thành hỗn hợp dầu-khí áp suất và nhiệt độ cao, sau đó đi vào bộ tách dầu-khí. Sau khi hỗn hợp dầu-khí được tách thành dầu, khí và không khí, khí nén được làm mát bằng bộ làm mát sau và cung cấp cho người sử dụng; trong khi đó, dầu và khí tuần hoàn được tách ra trong bộ tách dầu-khí, ngưng tụ thành dạng lỏng, sau đó được làm mát bằng bộ làm mát sơ bộ và lọc bằng bộ lọc, rồi quay trở lại máy nén khí trục vít OSG để hoàn thành một chu trình. Bộ phận nước nóng nhiệt của máy nén khí trục vít OSG đưa dầu tuần hoàn nhiệt độ cao (và khí nén nhiệt độ cao) vào bộ phận nước nóng nhiệt. Năng lượng nhiệt sinh ra trong quá trình hoạt động của máy nén khí trục vít OSG được hấp thụ hoàn toàn bởi bộ phận làm nóng nước, đồng thời máy nén khí trục vít OSG cũng được làm mát.
Trong quá trình vận hành liên tục lâu dài của máy nén khí trục vít, năng lượng điện được chuyển hóa thành năng lượng cơ học, và năng lượng cơ học được chuyển hóa thành năng lượng nhiệt. Trong quá trình chuyển hóa năng lượng cơ học thành năng lượng nhiệt, không khí bị nén dưới áp suất cao, khiến nhiệt độ tăng lên đột ngột. Đây là một cơ chế vật lý phổ biến của hiện tượng chuyển hóa năng lượng.
Sự quay tốc độ cao của trục vít cơ khí cũng tạo ra ma sát và nhiệt. Lượng nhiệt cao sinh ra được trộn lẫn với dầu bôi trơn của máy nén khí trục vít OSG thành hỗn hợp dầu/khí và thải ra ngoài thân máy. Nhiệt lượng của luồng dầu/khí ở nhiệt độ cao này tương đương với 1/1 công suất đầu vào của máy nén khí. 4. Nhiệt độ của nó thường nằm trong khoảng từ 80°C (mùa đông) đến 100°C (mùa hè và mùa thu). Do yêu cầu về nhiệt độ hoạt động của máy, năng lượng nhiệt này bị thải ra khí quyển một cách lãng phí mà không có lý do, tức là hệ thống tản nhiệt của máy nén khí trục vít OSG không đáp ứng được yêu cầu về nhiệt độ hoạt động của máy.
Năng lượng nhiệt thu hồi được thông qua hệ thống thu hồi nhiệt của máy nén khí trục vít OSG có thể được sử dụng trong nhiều khía cạnh của sản xuất và nhu cầu nhiệt sinh hoạt:
Bổ sung và làm nóng sơ bộ nước nồi hơi. Hầu hết các ngành công nghiệp và doanh nghiệp đều sử dụng nồi hơi trong quá trình sản xuất. Bằng cách sử dụng nhiệt thải thu hồi từ máy nén khí trục vít OSG, nước cấp cho nồi hơi có thể được nâng nhiệt độ từ mức thấp hơn trước khi vào nồi hơi, sau đó được nồi hơi làm nóng đến nhiệt độ đã cài đặt. Điều này có thể giảm đáng kể chi phí nhiên liệu trong quá trình sử dụng nồi hơi.
Quá trình sản xuất nước tinh khiết bằng thẩm thấu ngược (RO) sử dụng nhiệt. Các ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống, bán dẫn, dược phẩm và hóa chất thường sử dụng một lượng lớn nước tinh khiết RO trong quy trình sản xuất của họ. Nước tinh khiết cần được sản xuất ở nhiệt độ cụ thể là 25°C. Khi nhiệt độ nước thấp hơn 25°C vào mùa xuân, mùa thu và mùa đông, cần phải đầu tư thiết bị và tiêu thụ nhiên liệu để làm nóng nước. Việc thu hồi nhiệt thải từ máy nén khí trục vít OSG để sản xuất nước tinh khiết không chỉ giúp giảm tiêu thụ nhiên liệu mà còn giảm chi phí đầu tư thiết bị gia nhiệt.
Sử dụng nhiệt để sưởi ấm. Nhiều khu vực cần sưởi ấm vào mùa đông, và nguồn nhiệt này thường được cung cấp bởi lò hơi. Nhiệt thải từ máy nén khí trục vít OSG giờ đây được tái sử dụng để sưởi ấm, điều này không chỉ tiết kiệm năng lượng tiêu thụ mà còn giảm công suất lắp đặt của lò hơi và giảm thêm chi phí đầu tư thiết bị.
Hệ thống sưởi trong xưởng sử dụng nhiệt. Để nâng cao hiệu quả sản xuất, các xưởng sơn phủ và xưởng phun sơn trong ngành công nghiệp lắp ráp thường cần sưởi ấm không khí để đảm bảo nhiệt độ phòng sấy và đẩy nhanh quá trình sấy sơn.
Nước nóng để tắm và nguồn cung cấp nước nóng di động. Ví dụ, xưởng sản xuất cần đáp ứng nhu cầu tắm rửa của nhân viên theo yêu cầu vệ sinh môi trường của công ty, và nhiệt thải từ máy nén khí trục vít OSG được tái sử dụng để làm nóng nước tắm, v.v.
Ngoài ra, Triển lãm Công nghệ Khí nén cũng cho biết rằng, thông qua việc sử dụng các thiết bị thu hồi nhiệt thải hoặc bơm nhiệt nguồn nước của máy nén khí trục vít OSG, nhiệt độ dầu máy nén khí trục vít OSG có thể được hạ thấp, ít bị hư hỏng hơn, được bôi trơn tốt hơn, giảm mài mòn thiết bị và kéo dài tuổi thọ dầu máy nén khí trục vít OSG; dầu máy nén khí trục vít OSG được làm mát để tăng độ nhớt, làm kín tốt, lực hút lớn, giảm rò rỉ và tăng tốc độ sản xuất khí; nhiệt độ máy nén khí trục vít OSG không cao và có thể hoạt động liên tục ở tải trọng tối đa, giảm số lần khởi động máy ở tải nhẹ lên đến ≥25%; khi nhiệt độ phòng máy nén khí trục vít OSG giảm xuống nhiệt độ môi trường trong quá trình hoạt động, quạt làm mát phía trên và quạt hút phòng máy có thể được dừng và khởi động lại; tải trọng xử lý của thiết bị xử lý sau giảm 20% để cải thiện hiệu quả xử lý; tất cả nhiệt thải của máy nén khí trục vít OSG được sử dụng để làm nước nóng, không phát thải khí nóng, giảm đáng kể tiêu thụ năng lượng để chuẩn bị nước nóng.
Thời gian đăng bài: 11 tháng 10 năm 2023
