Использование остаточного тепла компрессорных установок

Введение 3
Глава 1. Литературный обзор 5
1.1 Современное состояние вопроса 5
1.2 Применение компрессоров в производстве 6
1.3 Нормативно-правовые требования в области рекуперации компрессоров 12
Глава 2 Проектно-технологический раздел 20
2.1 Назначение и технические характеристики компрессоров 402ВП 4/220 и 305ВП 12/220 20
2.2 Описание процесса 24
2.3 Расчет теплообмена 37
Заключение 45
Список используемой литературы 46

Теория теплопередачи, или теплообмена, представляет собой учение о процессах распространения теплоты в пространстве с неоднородным полем температур.
Существуют три основных вида теплообмена: теплопроводность, конвекция и тепловое излучение.
Теплопроводность — это молекулярный перенос теплоты между непосредственно соприкасающимися телами или частицами одного тела с различной температурой, при котором происходит обмен энергией движения структурных частиц (молекул, атомов, свободных электронов).
Конвекция осуществляется путем перемещения в пространстве неравномерно нагретых объемов среды. При этом перенос теплоты неразрывно связан с переносом самой среды.
Тепловое излучение характеризуется переносом энергии от одного тела к другому электромагнитными волнами.
Часто все способы переноса теплоты осуществляются совместно. Например, конвекция всегда сопровождается теплопроводностью, так как при этом неизбежно соприкосновение частиц, имеющих различные температуры.
Совместный процесс переноса теплоты конвекцией и теплопроводностью называется конвективным теплообменом. Частным случаем конвективного теплообмена является теплоотдача — конвективный теплообмен между твердой стенкой и движущейся средой. Теплоотдача может сопровождаться тепловым излучением. В этом случае перенос теплоты осуществляется одновременно теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением.
Теплота передается изнутри трубы наружу. Тогда линейная плотность теплового потока, передаваемого средой к внутренней поверхности стенки.
Тепловой изоляцией называют любое покрытие теплоотдающей поверхности, которое приводит к снижению потерь теплоты в окружающую среду.
Кроме снижения потерь теплоты, тепловая изоляция должна обеспечить безопасное значение температуры поверхности, с которой возможен контакт человека.
К материалам, используемым в качестве тепловой изоляции, предъявляют следующие требования:
- они должны иметь низкий коэффициент теплопроводности;
- иметь достаточную механическую прочность;
- быть термостойкими и пожаробезопасными;
- не впитывать влагу (быть гидрофобными).
- Если не удается подобрать материал, обладающий перечисленными свойствами, то тепловую изоляцию делают многослойной (композитной).
У такой изоляции каждый слой выполняет только некоторые функции, например, один слой обеспечивает прочность конструкции, другой – высокое термическое сопротивление теплопроводности, третий – защищает от попадания влаги.
В практике часто требуется уменьшить тепловой поток через ограждающие стенки. Для этого на них наносят дополнительный теплоизолирующий слоя какого-нибудь материала.
Если такой слой наносится на плоскую стенку, площадь поверхности теплообмена не изменяется в направлении теплового потока, и поэтому не возникает вопроса о принципиальной пригодности того или иного материала для тепловой изоляции стенки. Любой материал в той или иной степени уменьшит тепловой поток.
При нанесении дополнительного слоя на цилиндрическую стенку одновременно с ростом сопротивления теплопроводности наблюдаются увеличение наружной теплоотдающей поверхности и вследствие этого уменьшение сопротивления теплоотдаче к внешней среде.
Поэтому результат нанесения дополнительного слоя может быть двояким: в зависимости от теплопроводящих свойств материала этого слоя суммарный тепловой поток через изолированный цилиндр может, как уменьшаться, так и увеличиваться.

Концепция поршневого компрессоразаключаетсявулучшениирабочиххарактеристикприсреднейинизкойпроизводительности,гденаблюдаетсядостаточнопродолжительнаянепрерывнаяработа.ВрезультатекомандадобиласьповышенияэнергетическогоКПД,илигодовогопоказателяэффективности(APF).ОразработкетакжебылообъявленонаМеждународнойнаучно-техническойконференциипокомпрессорнойтехнике,проходившейвуниверситетеПердьювиюле2010г.Вспаренныхкомпрессорахиспользуетсятехнологиясдвумякомпрессионнымикамерами,управляющиедвумяцилиндрамивовремябольшихнагрузок,как,например,призапуске.Вовремяработыпринебольшихнагрузкахиспользуетсятольковерхняякамераиодинцилиндр.
Практически вся энергия, поставляемая в компрессорную установку, преобразуется в тепло. Чем больше энергии можно рекуперировать и использовать в других процессах, тем выше эффективность системы.
Каждая компрессорная установка располагает большими возможностями для рекуперации энергии. В больших безмасляных винтовых компрессорах можно рекуперировать до 95% энергии, поставляемой компрессором.
Во многих случаях можно рекуперировать более 90% энергии при условии, что охлаждение компрессорной установки выполнено тщательно. Решающими факторами в этом случае являются работа системы охлаждения, расстояние до места потребления тепла, степень и продолжительность потребности в тепловой энергии.
При выделении значительных объемов тепловой энергии может возникнуть вопрос о продаже рекуперированной тепловой энергии. Потребителями этой энергии могут стать поставщики энергии, и вы сможете подписать договор об инвестициях, субподряде и поставках. Существует также возможность координированной рекуперации энергии, поступающей из нескольких технологических процессов.