تکنولوژی صرفه جویی انرژی الکتریکی در کمپرسورها

روش های کاهش مصرف انرژی الکتریکی در کمپرسور

312

کمپرسور ماشینی مکانیکی است که وظیفه آن تولید هوای فشرده است .انرژی لازم جهت فشرده سازی هوا توسط یک محرک اولیه خارجی مانند موتور سوختی احتراق داخلی (دیزل) یا یک موتور الکتریکی تامین می شود . عموما در صنعت از کمپسور ها با محرک موتور الکتریکی استفاده می شود.

compressor
compressor

کمپرسور با توجه به اینکه یک ماشین تبدیل انرژی است .برای عملکرد تبدیل انرژی الکتریکی به هوای فشرده همراه تلفات عمل می کند .که این تلفات در بخش های مختلف فرآیند کاری کمپرسور اتفاق می افتد.

این تلفات شامل دو بخش کلی یکی مربوط به موتور الکتریکی .و بخش دیکر مربوط بعد شفت موتور یا همان بخش مکانیکی کمپرسور می باشد . بهبود و حفظ حداکثر عملکرد سیستم هوای فشرده نیازمند نه تنها شناخت تک تک اجزای آن است ، بلکه تجزیه و تحلیل هر دو بخش عرضه و تقاضا ی سیستم و چگونگی تعامل آنها ضروری است.

این کار اغلب به عنوان”رویکرد سیستمی” مصرف شناخته می شو د به این دلیل است که تمرکز از اجزای فردی تا عملکرد کل سیستم جایگزین شده است.

در بسیاری از تاسیسات صنعتی درکمپرسورهای هوا بیشتر از هر نوع تجهیزات دیگربرق استفاده می شود . بنابراین ناکارآمدی در سیستم های هوای فشرده قابل توجه می تواند باشد .

صرفه جویی در انرژی از بهبود سیستممی تواند بین 20 تا 50 درصد یا بیشتر در مصرف برق باشد. برای بسیاری از تاسیسات این معادل است با هزاران یا حتی صدها هزاراز دلار صرفه جویی بالقوه سالانه، بسته به میزانی از هوای فشرده ای که استفاده می کنید.

یک سیستم هوای فشرده که به درستی مدیریت می شود می تواند باعث صرفه جویی در انرژی، کاهش تعمیر و نگهداری، کاهش خرابی،افزایش تولید و بهبودکیفیت محصول شود . سیستم های هوای فشرده شامل یک طرف عرضه،که شامل کمپرسور و تامین هوا، و یک سمت دیگر تقاضا ی هوای فشرده است ، که شامل سیستم ها توزیع و ذخیره سازی و تجهیزات نهایی استفاده کننده می شود.

طرف عرضه ای که به درستی مدیریت شده باشد به تامین هوای تمیز، خشک، پایدار تحویل در فشار مناسب و قابل اعتماد،روش مقرون به صرفه منجر می شود.

تقاضای به درستی مدیریت شده طرف تقاضا هوا را کمتر هدر می دهد و از هوا فشرده برای استفاده های مناسب بهره می برد. برنامه بهبود و حفظ حداکثر عملکرد سیستم هوا فشرده نیاز به توجه به هر دو طرف عرضه و تقاضاسیستم و چگونگی تعامل آن دو دارد .

کاربرد های کمپرسور ها و هوای فشره تولید شده توسط آنها

از میان حامل های انرژی ثانویه ، بخار و هوای فشره بیشترین موارد استفاده را در صنایع گوناگون به خود اختصاص می دهند . موارد عمده استفاده از هوای فشرده در صنعت عبارتند از :

  • سیستم های کنترل ،مانند سیستم های ترموستاتیکی
  • باز وبسته کردن شیر ها و دمپر ها و دریچه های با ابعاد مختلف
  • ابزار های بادی در انواع دورانی وضربه ای
  • ابزار و تجهیزات دقیق مانند : ابزار اسپری کردن رنگ و پوشش دهنده های پودری
  • تجهیزات فرایندی مانند : قالب گیری شیشه در کارخانه جات شیشه مضروف .
  • استفاده از هوای فشرده جهت اسپری رنگPAINT.SPRAY
  • استفاده از هوای فشرده جهت پاشش بتن در حجم زیاد شات کریت
  • استفاده از هوای فشرده جهت کارکرد ابزارهای دمشی (دریل هاو……
  • استفاده از هوای فشرده در اتوماسیون صنعتی (کارکرد اتوماتیک کارخانجات)
  • و…….

توجه به این نکته ضروری است که میزان تلفات در سیستم هایی که با هوای فشرده کار می کنند نسبت سیستمهای که با انرژی الکتریکی کار می کنند بسیار بیشتر بوده و به تبع آن راندمان آنها بسیار کمتر است.

بهترین وضعیت تنها حدود 19% از انرژی ورودی به انرژی مفید در شبکه هوای فشرده تبدیل می شود . حال در هر بخش از تبدیل انرژی صورت گرفته که بتوان میزان تلفات را کاهش در عمل راندمان سیستم افزایش پیدا خواهد کرد .

compressor
efficiency compressor
loss compressor
loss compressor

همچنین می توان بخشی از انرژی تلف شده به شکل حرارت را در مصارف دیگر بازیافت کرد این امر بسیار وابسته به فرآیندی است که در آن از کمپسور یا هوای فشرده استفاده می شود .

در زیر تکنیک ها و روش های بازیافت حرارت نمایش داده شده است.

compressor heat recover
compressor heat recover

موارد استفاده از بازیابی حرارت در کمپرسور ها شامل :

  • تصفیه هوا و خشک کردن هوا در خودکمپسور
  • پیش گرم کردن هوا مشعل بویلر یا آب ورودی به بویلر
  • فرآیندهای گرمایش و خشک کردن در صنایع مختلف
  • سرویس ها و تاسیسات گرمایش آب و محیط ساختمان ها
  • لوزم استفاده از یک کمپسور در سیستم صنعتی همیشه مساوی با قبول هزینه هایی است که این هزینه ها شامل هزینه خرید اولیه و نصب و راه اندازی بعلاوه هزینه نگهداری و تعمیرات و همینطور هزینه انرژی که عموما انرژی الکتریکی است .
  • جدول  هزینه های یک کمپرسور را در یک بازه ده ساله استفاده از کمپسور نشان می دهد . موردی که بسیار مشهود است این است که هزینه انرژی بخش عمده ای از این انرژی را شامل می شود.
bil compressor

با توجه به سهم بالای انرژی در هزینه های استفاده از کمپرسور هوای فشرده ضرورت توجه بیشتری برای یافتن زمینه های یا فرصت صرفه جویی در این بخش بیشتر باید جستجو و پیگیری شود .

فرصت های صرفه جویی یا بهینه سازی مصرف انرژی را می توان در سه بخش تولید،توزیع و مصرف هوای فشرده جستجو کرد .

کمپرسور یک ماشین است که برای افزایش فشار یک گاز استفاده می شود. یک سیستم هوای فشرده صنعتی مدرن متشکل از چند سیستم عمده و بسیاری اززیرمجموعه ها زیر سیستم هااست که عمده آنها عبارتنداز:

کمپرسور،محرک اولیه ، کنترل، تجهیزات فیلترینگ و لوازم جانبی و سیستم توزیع. این کمپرسور دستگاه مکانیکی است که هوا را می مکد و فشار آن را افزایش می دهد . محرک اولیه کمپرسور توان لازم را به کمپرسور می دهد .

کنترل ها به منظور تنظیم مقدار هوای فشرده تولید شده عمل می کنند . تجهیزات حذف آلاینده ها ازهوای فشرده و لوازم جانبی سیستم را سالم و بدون آلودگی نگه می دارد.

کارکرد سیستم های توزیع هوای فشرده درست مشابه به سیم کشی در دنیای الکتریکی هستند هوا فشرده به جایی که مورد نیاز است حمل می کنند. هوای فشرده همچنین می تواند با ذخیره سازی به بهبود عملکرد و کارایی سیستم کمک کند.

سیستم های هوای فشرده به دو قسمت تولید و تقاضا تقسیم می شوند.

قسمت تولید شامل کمپرسورها، پردازش هواو ذخیره ابتداییمی شود. قسمت تولیدی که  بطور صحیح اداره شود، در تمیزی هوا، خشکی هوا و هوای پایدار تحویل داده شده در فشار تخصیص قابل اعتماد و روش هزینه مؤثر نتیجه خواهد داد.

عمده سیستم های زیر مجموعه قسمت تولید هوای فشرده عموماً شامل مکش هوا، کمپرسور هوا(سرعت ثابتو یا سرعت متغیر)، خنک سازی انتهایی، موتور، کنترل، تجهیزات و لوازم پردازش می شوند

  • .کنترل ها برای تنظیم کردن مقدار هوای فشرده در حال تولید برای ثابت باقی ماندن فشار سیستم و اداره فعل و انفعالات اجزای سیستم کار  می کنند.
  • فیلترهاو خشک کنهای هوا رطوبت:

روغن و آلودگی را از هوای فشرده حذف می کنند.(ذخیره هوای فشرده )

  • دریافت کننده خشک وتر:

همچنین می تواند برای بهبود کارآیی و پایداری (ثبات) سیستم استفاده شود. آب انباشته شده بصورت دستی یا اتوماتیک از طریق شیرهای تخلیهخارج می شوند.

  • کنترلرهای فشار:

قابل تنظیم برای نگهداری فشار ثابت در یک وسیله مصرف کننده نهایی استفاده می شوند.

  • قسمت تقاضاشامل سیستم لوله کشی توزیع هوا، ذخیره ثانویه و تجهیزات مصرف کننده نهایی می باشد. مدیریت صحیح قسمت تقاضا اختلاف فشارها را کاهش می دهد.
  • اتلاف هوا از نشتی ها وفرار هوا و استفاده کننده های هوای فشرده برای کاربردهای نا مناسب می کاهد.
  • سیستم لوله کشی توزیع هوای فشرده را از کمپرسور به نقطه مصرف نهایی مکانی که نیاز است، انتقال می دهد.
  • مخزن ذخیره هوای فشرده در قسمت تقاضا هوا را دریافت می کند و همچنین می تواند برای بهبود پایداری فشار سیستم استفاده شود.
compressor system
compressor system

استاندارد مفید مربوط به تست و مشخصه های کمپسور ها در لینک زیر می توانید ملاحظه و دانلود نمائید

استاندارد ASME PTC 10 1997 R2009 Compressors

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.