کمپرسور دیگ بخار چیست؟
کمپرسور دیگ بخار برای متراکم کردن سیالات تراکم‌پذیر مثل هوا یا گازها به کار می‌روند. مایعات هم می‌توانند به مقدار خیلی جزئی متراکم شوند اما اگر بخواهید توسط کمپرسور مایع را متراکم کنید دستگاه از بین خواهد رفت. و ممکن است تلاش در هنگام متراکم کردن آب یا روغن روان کاری، نتایج آن مخرب باشد. عمل تراکم به معنی چپاندن جرم بیشتری از سیال به حجم معین است. یک مثال ساده راندن سیال به درون ظرف است.
چون سیال از ظرف خارج نمی‌شود و پیوسته آن را اضافه می‌کنیم باید در جایی که سیال قبلی گرفته سهیم شوند و با مرور زمان سیال داخل آن فشرده‌تر شده و ظرف مقدار بیشتری را در خود جای دهد. وقتی کلمه سیال را استفاده می‌کنم به کاربرد آن دقت کنید چون مایع هم سیال است اما نه قابل تراکم. در اکثر موارد مقداری سیال با وجود ادامه تراکم از ظرف خارج میشود اما لازم نیست حتماً این دو جریان مطابق باشند.
در ادامه عملکرد و کاربرد کمپرسور دیگ بخار محاسبه راندمان کمپرسور دیگ بخار مشکلات متراکم کردن هوا در کمپرسور دیگ بخار انواع کمپرسور دیگ بخار و در واحد بویلر صنعتی از چه نوع کمپرسوری استفاده می شود را مورد بررسی قرار می‌دهیم.
عملکرد و کاربرد کمپرسور دیگ بخار
یک کمپرسور دیگ بخار ممکن است برای پر کردن مخزن ۵ دقیقه کار کند که این مقدار مصرف نیم ساعت یا بیشتر را تامین کند. این دلیل روشن و خاموش شدن کمپرسور دیگ بخار است. سیالی که تحت فشار ذخیره شده تا جریان لازم برای سیستم را فراهم کند که هرچه استفاده میشود مقدار آن در مخزن ذخیره کمتر میشود و با افت آن به مقدار مشخص کمپرسور مجدداً شروع به کار می کند. کاربردهای خاص کمپرسور مستلزم ملاحظات خاصی هم هست چون ممکن است سیال محتویات خاصی باشد که باید شرایط آن را به طور خاص در فرآیند لحاظ نمود. با عمل تراکم رطوبت موجود در سیال هم در آن می‌ماند. از آنجایی که ما مولکول‌های هوا را در فضاهای تنگ‌تر جا می‌دهیم، بخار آب موجود در آن تحت فشار زیادی قرار گرفته و چگالیده میشود تا به آب تبدیل گردد.
کاربرد کمپرسور دیگ بخار
چون کمپرسور دیگ بخار روی آب کارآیی پایینی دارند باید آن را دفع کنیم. علت دیگر دفع آب خورنده بودن ترکیب آب و هوا است. آب ممکن است در نقاط پست سیستم خصوصاً نواحی سردتر تجمع بیشتری داشته باشد. برخلاف تصور برخی‌ها کولر در کمپرسور برای کندانسه کردن آب نیست. تا زمانی که به صورت بخار بماند درست مثل هوا عمل می‌کند و آسیب چشم‌گیری نخواهد زد. کولرها به این خاطر استفاده می‌شوند که عمل متراکم کردن چندان بهینه نیست. مقداری از انرژی داده شده صرف متراکم کردن سیال میشود.
محاسبه راندمان کمپرسور دیگ بخار
راندمان پایین کمپرسور دیگ بخار مربوط به گرم شدن سیال است و چون جرم آن کم است افزایش دما خیلی شدید خواهد بود. فرمول تراکم می‌گوید: p1v1/t1=p2v2/t2 فشار P، حجم V و دما T قبل و بعد از تراکم به هم مربوط هستند. مقدار عبارت pv/t برای یک سیال در کلیه شرایط برابر است. اگر فشار را دو برابر کرده و دما را ثابت نگه داریم حجم باید نصف شود. حتماً به خاطر داشته باشید که فشار و دما باید مقادیر مطلقی باشند.
برای تعیین فشار مطلق ۱۵ را به فشار گیج اضافه کنید و برای تعیین دمای مطلق ۴۶۰ را به دمای دماسنج اضافه کنید. واحد حجم میتواند ft3 یا in3 باشد در واحدهای سیستم متریک هم باید مقادیر مطلق را رعایت کنید و حتماً در دو طرف معادله از واحدهای یکسان استفاده کنید. می‌توانید برای محاسبه پارامترهای مختلف این معادله در دو حالت مختلف به صورت زیر عمل کنید:
این فرمول به نام قانون گاز ایده آل معروف است که اگر گاز کامل باشد فرمول ایده آل میشود که در حقیقت هرگز چنین نیست. شما می‌توانید نه تنها در تراکم بلکه برای تعیین تغییرات فشار و دمای گازها از این فرمول بهره بگیرید. صحت این فرمول برای گازهای دو اتمی مثل ,N2 ,o2 و غیره بیشتر است. از آنجا که متوجه شدید که تولید گرما در کمپرسور دیگ بخار یک فاکتور نامطلوب است باید بدانید این یک شاخص خوب برای سنجش سلامت سیستم کمپرسور دیگ بخار شما است. دما با بار تغییر می‌کند بنابراین باید دما را با مقدار دیگر در بار مشابه گذاشته ارتباط دهید تا متوجه وجود مشکل شوید. ابهامات زیادی در رابطه با کاربردهای کمپرسورها وجود دارد که نباید شما را گیج کند.
مشکلات متراکم کردن هوا در کمپرسور دیگ بخار
متراکم کردن هوا در کمپرسور دیگ بخار مشکلات خاص خود را دارد ولی بحرانی‌تر از متراکم کردن اکسیژن نیست که در آن هیدروکربن‌های روی اثر انگشت شما ممکن است در کمپرسور دیگ بخار مشتعل و خطرساز شود. از خطرات مرتبط با هر سیالی که آن را متراکم می‌کنید مطلع شوید. البته بهترین کار خواندن دستورالعمل سازنده است. فقط به خاطر این که سیال اشتعال‌زا است یا خطرناک، نمی‌توان آن را کنار گذاشت و باید با آموزش مناسب و رفتار صحیح آن را اداره کرد.
معمولاً از کمپرسورهای گازی برای افزایش فشار گاز به منظور مصرف در دیگ بخار بویلر صنعتی بخار استفاده میشود. باید بدانید که گاز به تنهایی نمی‌تواند آتش بگیرد و نگرانی شما باید برای نشت آن باشد که با هوا ترکیب شده و مخلوط قابل اشتعال می‌سازد.
یک مشخصه منحصر به فرد کمپرسور دیگ بخار که در سایر دستگاه‌ها دیده نمی‌شود کارکرد بی بار آن است. این کار شامل بای‌پس کردن، باز گذاشتن شیرها و سایر روش ها است که از عمل تراکم جلوگیری می‌کنند؛ بدون نیاز به خاموش کردن کمپرسور دیگ بخار. این عمل کارآیی ندارد چون قطعات کمپرسور دیگ بخار بدون این که کار مفید انجام دهند فقط حرکت می‌کنند اما با این کار عملیات استارت و استاپ که دستگاه را مستهلک می‌کنند حذف می‌شوند.
حتی در برخی تجهیزات این حالت مرحله‌ای است و یک بخش کمپرسور دیگ بخار در حال کار است. در حالی که بخش‌های دیگر بی‌بار شده‌اند. هدف اصلی بی‌بار کردن ربطی به ادامه کار کمپرسور دیگ بخار ندارد و امکان می‌دهد محرک، کمپرسور را قبل از شروع عمل تراکم به سرعت لازم برساند. حتی کمپرسورهای کوچک هم این ویژگی را دارند.
فروش دیگ بخار تخصص ماست.
در واحد بویلر صنعتی از چه نوع کمپرسوری استفاده می شود؟
تقریباً در هر واحد بویلر صنعتی دیگ بخار از یک کمپرسور از نوع رفت و برگشتی برای تامین هوای مورد نیاز کنترل‌ها و عملگرها وجود دارد. بیش از چند سال نیست که کنترل‌های میکروپروسسوری و عملگرهای الکتریکی توسعه یافته و جایگزین انواع پنوماتیکی شده‌اند. تقریباً هیچ سیستمی در واحد بویلر صنعتی بخار به اندازه هوای فشرده کارآیی پایینی ندارد. ما هوا را ۸۰ تا ۱۲۰psig متراکم کرده و آن را در فشار ۱۸ تا ۳۰psig مصرف می‌کند.
می‌توان توسط یک کمپرسور کوچک متراکم کردن هوا را تا ۲۵psig افزایش داد. جایگزین کردن کنترل‌های پنوماتیکی با انواع میکروپروسسوری در برخی واحدها بویلر صنعتی جلوی تلفات زیادی را گرفته ولی همچنان راهی طولانی در پیش است، آنچه یک اپراتور دیگ بخار باید بداند این است که فرصت‌ها برای صرفه‌جویی در هزینه‌ها با تعمیر نشتی‌ها و جلوگیری از مصرف زائد هوای فشرده استفاده می‌کند، تلفات چیزی حدود ۶۰ تا ۸۰ درصد مصرف هوای فشرده را به خود اختصاص می‌دهد.
انواع کمپرسور دیگ بخار
کمپرسور دیگ بخار از نوع سانتریفیوژ سال‌ها پیش بازار خوبی داشتند اما به سرعت محو شدند چون لازم بود سرعت نوک پره‌ها به قدری زیاد باشد که فشار لازم را تولید کند. کمپرسور دیگ بخار از نوع سانتریفیوژ برای رسیدن به سرعت‌های بالا نیازمند جعبه دنده‌های افزاینده سرعت بود که تنش روی فلز در آن سرعت‌های بالا آن‌ها را در برابر هر مشکلی آسیب‌پذیر می‌کرد. یک کمپرسور پیستونی که با سرعت نسبتاً پایینی کار می‌کند میتواند ضربه قطره آب را تحمل کند اما ایمپلر نمی‌تواند. به نظر من اگر انواع سانتریفیوژی که توسط توربین بخار میچرخند تولید شوند کارآیی بیشتری خواهند داشت ولی چنین چیزی اتفاق نیفتاده است.
کمپرسور دیگ بخار از نوع مارپیچ تقریباً مثل پمپ مارپیچ عمل می‌کنند. تفاوت مهم آن‌ها در این است که شفت مارپیچ ماشین کاری شده است پس هرچه به جلوی شفت حرکت کند فضای خالی کوچکتر میشود. ویژگی دیگر مسیر جانبی موجود در آن‌ها برای برگرداندن هوا به مکش به منظور کاهش ظرفیت است. این کمپرسورها در صنعت ساختمان کاربرد فراوانی دارند. این دستگاه‌ها هم به روانکاری نیاز دارند چون روغن حفرات را آب‌بندی کرده و از سایش قطعات فلزی آن جلوگیری می‌کند. چون اکثر ابزارهای ساخت نیازمند روان کاری هستند مشکلی وجود ندارد که چه چیزی با هوا مخلوط شود. یک کمپرسور مارپیچ مجهز به جداکننده روغن و فیلتر به منظور تولید هوای خشک و تمیز برای کنترل ها و عملگرها می‌باشد.
انواع کمپرسور دورانی
کمپرسور دیگ بخار از نوع دورانی بسیار شبیه پمپ‌های دنده‌ای هستند آن‌ها به راحتی هوا را با کمترین نگرانی درباره ورود هوا، به محض ورود به کمپرسور متراکم شده و خارج میشود. به این نوع کمپرسور دورانی لوب می‌گویند. نوع دیگر کمپرسور دورانی کمپرسورهای دورانی پره‌ای کشویی است که از هسته غیر هم مرکز برای ایجاد حفره به منظور جذب هوا و متراکم کردن آن با چرخیدن حول شفت استفاده می‌کنند. این انواع کمپرسور دورانی هم نیازمند روان کاری بوده و ظرفیت چندان بالایی ندارند و فشاری حدود ۳۰ – ۵۰psig تولید می‌کنند.
تجربیات یک اپراتور دیگ بخار در مورد انواع کمپرسور دیگ بخار در واحد بویلر صنعتی که من در آن کار می‌کردم از چنین کمپرسوری برای افزایش فشار گاز استفاده می‌کردیم و امیدوار بودیم بتوانیم در آینده با استفاده از VSD ها ظرفیت را هم کنترل کنیم. این کار عملی نبود چون اگر سرعت کمپرسور دیگ بخار کاهش می‌یافت روانکاری قطع می‌شد. باید در مورد بوسترهای گاز (تقویت کننده فشار)، کمی بیشتر صحبت کنم چون معمولاً در واحدهای بویلر وجود دارند و اکثرا از انواع دورانی یا سانتریفیوژ هستند.
وقتی بویلر خاموش میشود بوستر هم باید خاموش شود. طی زمان‌های خاصی از بهره برداری دیگ بخار، بوستر باید کار کرده و فشار تولید کند (در حالی که مشعل خاموش است) تا از وجود فشار سوخت اطمینان حاصل شود که در این حالت ریسیرکولاسیون کامل گاز انجام می‌گیرد. برای جلوگیری از گرم شدن بیش از اندازه گاز در این حالت لوازمی برای خنک کردن آن تعبیه میشود. یک مبدل حرارتی هوا خنک توصیه میشود.
پاسخ دهید