Полученная оценка ограниченна введенными допущениями, принятыми ценами на электроэнергию и на аппаратуру, не учитывая сезонных колебаний температуры охлаждающего воздуха, переменных режимов работы компрессорной установки и т.д. Вместе с тем порядок нижнего предела КПД трансформации теплоты сжатия по выражению (6.2.) позволяет уже на стадии обсуждения идей и методов утилизации дать обоснованные рекомендации дальнейших разработок.
В завершение следует рассмотреть вопрос о возможных потребителях вырабатываемой высокопотенциальной энергии. Поскольку конструктивные особенности компрессоров делают практически невозможным возврат энергии на вал компрессора, то вероятными решениями являются выработка электроэнергии, неглубокого холода, повышение давления масла в дополнительной маслосистеме для реализации гидропривода вспомогательных механизмов.
Основным потребителем электроэнергии на компрессорных станциях с электроприводом установок являются сами компрессоры. Крупные поршневые и турбокомпрессоры обычно имеют привод от электродвигателей с напряжением 6-10 кВ. Средние и мелкие компрессоры — 380В. Энергию низкого напряжения потребляют также вспомогательные механизмы и установки: насосы маслосистем и циркуляционных контуров, вентиляторы АВО, системы управления и сигнализации, осветительная арматура, системы осушки воздуха (при использовании в них холодильных машин), мостовой кран, вентиляция. Так как мощность постоянно работающих устройств, обеспечивающих работоспособность компрессорных установок (вентиляторы АВО, циркуляционные и масляные насосы), не превышают 4% потребляемой компрессором мощности, с учётом КПД электрических преобразователей можно считать, что вспомогательное оборудование компрессорной станции будет полностью обеспечено электроэнергии, выработанной при утилизации теплоты. Однако следует учитывать, что на пути возврата электроэнергии в низковольтную сеть могут возникнуть трудности в подборе стандартного электрического оборудования. Работа на нерасчётных режимах приведёт к снижению его КПД и всего эффекта утилизации. А разработка и освоение нестандартного оборудования (в дополнение к утилизирующему устройству) вообще может сделать нерациональным весь подход. В связи с этим представляет интерес использование энергии высокого потенциала для создания давления масла или иной жидкости в системе гидропривода всех вспомогательных механизмов компрессорной установки.
Наконец, потребность компрессорной станции в дешёвом неглубоком холоде может оказаться решающей при выборе пути утилизации теплоты сжатия. Уменьшение недоохлаждения воздуха в жаркое время года или даже охлаждение ниже температуры окружающей среды позволит снизить потребляемую мощность. Тем самым возникает опосредованный эффект возврата энергии высокого потенциала. Кроме того, некоторые производства требуют тщательной осушки сжатого воздуха. Использование холодильных машин для этой цели с приводов от внешних источников энергии удорожает сжатый воздух. Выработка неглубокого холода на основе утилизации теплоты сжатия позволила бы снизить себестоимость продукции [1].
Таким образом, в большинстве случаев компрессорная станция является хорошим объектом для использования любого полезного эффекта, возникающего на основе утилизации теплоты сжатия.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
По результатам проведенных расчётов были построены графики, показывающие зависимость параметров КУ при изменении температуры окружающей среды. Анализируя эти зависимости можно сделать выводы о работе КУ при переменных условиях окружающей среды.
При увеличении температуры окружающей среды увеличивается температура воздуха на выходе из ступени компрессора (рис.4.1).
При увеличении температуры окружающей среды увеличивается расход хладагента в системе охлаждения, а площадь теплообмена остаётся приблизительно постоянной (рис.4.5).
При постоянном расходе воды в системе охлаждения и изменяющейся температуре окружающей среды увеличивается температура воздуха на выходе из ступени охлаждения. Изменение параметров воздуха на выходе из одной ступени вызывает изменение параметров в последующих ступенях охлаждения (рис.5.1.), а соответственно и увеличение температуры воздуха на выходе из компрессорной установки. Это в свою очередь вызывает увеличение работы и мощности компрессора (рис.5.2).
охлаждение компрессорный мощность теплообменник
Список литературы
1. Берман Я.А., Маньковский О.Н., и др. Системы охлаждения компрессорных установок. Л.: Машиностроение, 2004г.
2. Отраслевой каталог. Центробежные компрессорные машины и приводные турбины к ним. М.: Машиностроение, 2007г.
3. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Наука, 1972г.
4. Бакластов А.Н. Промышленные тепломассообменные процессы и установки. М.: Энергоиздат, 2006г.
5. Рис В.Ф. Центробежные компрессорные машины. М.: Машиностроение, 1982г.