Рекуперация тепловой энергии, отводимой системой охлаждения компрессорной установки

Рекуперация тепловой энергии, отводимой системой охлаждения компрессорной установки

Шакирова Г. Г.

Шакирова Гулия Габдельбаровна /Shakirova Gulija Gabdel'barovna - магистрант, кафедра энергообеспечения предприятий и энергосберегающих технологий, факультет «Институт теплоэнергетики»,

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего образования Казанский государственный энергетический университет, г. Казань

Аннотация: в статье рассмотрен вопрос о целесообразности применения рекуперации теплоты в компрессорных установках. Показано, что применение рекуперации теплоты может вернуть до 80 % мощности компрессорной установки для повторного использования, что существенно сокращают эксплуатационные расходы компрессорной установки.

Abstract: in the article the question of whether the use of heat recovery in compressor stations. It is shown that the use of heat recovery can return to 80 % of the capacity of the compressor installation for reuse, which greatly reduces operating costs of the compressor unit.

Ключевые слова: рекуператор тепла, сжатый воздух, тепловая энергия, рекуперация, компрессорное оборудование.

Keywords: heat recovery unit, compressed air, thermal energy, heat recovery, compressor equipment.

При сжатии воздуха выделяется значительное количество тепла, т. е. тепловой энергии. Эта энергия возрастает с повышением давления и уменьшением объема. Сжатый воздух проходит стадию, на которой тепловая энергия выводится, и только после нее воздух попадает в систему трубопроводов. Высокопроизводительные воздушные компрессоры (компрессоры с двигателями высокой мощности) должны обеспечиваться системой охлаждения, которая позволит охладить как нагревающиеся части компрессора, так и получаемый сжатый воздух [1]. Сегодня без использования смазочно-охлаждающих жидкостей не обходится работа ни одного предприятия. Ведь смазочно-охлаждающие жидкости необходимы на различных этапах производства [2]. Системы охлаждения можно условно разделить на два вида: воздушное охлаждение и водяное. При воздушном охлаждении снижение температуры происходит за счет обдува атмосферным воздухом. Водяное же охлаждение требует дополнительного оборудования, что влияет на снижение надежности и увеличение стоимости всей установки.

Как было уже сказано, что при работе компрессоров выделяется существенное количество тепла, которое можно использовать с пользой. Цена производственного сжатого воздуха - это процент окупаемости оборудования (рассчитанный по принципу экономической эффективности) и до 80 % энергии затраченной на работу компрессора. Огромное количество теплоты, выделяемое компрессорной станцией, можно рекуперировать до 94 %. В итоге, применение рекуперативных технологий значительно сокращаются эксплуатационные расходы компрессорной установки [2].

Предположим, что компрессорная централь на большом предприятии потребляет 250 кВт в течение 6000 часов в год. Это соответствует не менее чем 1 миллиону кВт*ч/год. Отсюда следует, что вполне возможно рекуперировать это тепло в виде горячей воды или горячего воздуха. Расходы, затраченные на проектирование и монтаж рекуперационного оборудования, окупаются за 1-3 года. Кроме того, рекуперация энергии с помощью замкнутой системы охлаждения означает улучшение условий эксплуатации компрессора, повышение надежности его работы и увеличение сроков службы, благодаря поддержанию в компрессоре постоянной температуры. На сегодняшний день уже очень многие предприятия используют рекуперированную энергию, что существенно сокращает себестоимость производственной продукции.

В основе свободных рынков электрической энергии лежит идея, заключающаяся в том, что потребитель должен иметь возможность приобретать электроэнергию из наиболее дешевого, наиболее эффективного или наименее загрязняющего окружающую среду источника [3]. Практически вся энергия, потребляемая компрессорной установкой, преобразуется в теплоту. Чем больше энергии можно рекуперировать и использовать в других компрессорах, тем выше эффективность системы.

Во многих случаях можно рекуперировать значительное количество подведенной к компрессорной установке энергии при условии, что система охлаждения выполнена тщательно [4]. В каждом случае рекуперации теплоты необходимо учитывать режим работы компрессорной установки, расстояние до места потребления тепла, продолжительность потребности в тепловой энергии, конструктивные особенности рекуператора и т. д.

Решающим фактором в этом случае является режим работы системы охлаждения, так как компрессорная установка не всегда дает тепло, когда оно требуется, и, возможно, в недостаточном количестве. Например, компрессор в режимах разгрузки потребляет меньше мощности и, следовательно, снижает количество отводимой системой тепла.

Теплоснабжение промышленных зданий и сооружений - это наиболее подходящая и энергоемкая сфера использования тепла компрессорных установок.

Литература

1. Автономова И. В., Мазурин Э. Б., Братусь А. В. Разработка технологической схемы компрессорной установки с рекуперацией теплоты. Анализ и подбор конструкции промежуточного охладителя. Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». Спец. выпуск «Вакуумные и компрессорные машины и пневмооборудование», 2011, с. 78-97.

2. Уалиев Д. Ш., Шайманова Ж. К., Таттимбек Г. Смазочно-охлаждающие жидкости - основа эффективной работы промышленности // Наука, техника и образование, 2014. № 5. С. 72-74.

3. Портнов В. В. Воздухоснабжение промышленного предприятия: учебное пособие. - Воронеж, 2007. -224 с.

4. Биятто Е. В., Привалихина К. К. Новые технологии повышения эффективности энергосистем // Наука, техника и образование, 2014. № 5. С. 103-104.

5. Горбушкин Ю. В., Горшенин А. С. Системы охлаждения компрессорных установок: метод. указ. - Самара, СамГТУ, 2008.