انواع کمپرسورها

کمپرسور و کاربرد آن

کمپرسورها جهت افزایش فشار سیالات قابل تراکم ( گاز و بخار ) تا حد معین مورد استفاده قرار می گیرند. این فشار ممکن است نیازهای مختلفی از قبیل غلبه بر اصطکاک و تلفات افت مسیر، تاثیر در یک واکنش معین در نقطه تحویل گاز و بهبود خواص ترمودینامیکی گاز را شامل شود.

گازهای جابجا شده از نظر وزن مولکولی از دیگر خواص شیمیایی و فیزیکی دامنه وسیعی را تشکیل می دهند .
امروزه سبک ترین گازها مانند هیدروژن تا سنگین ترین آنها مانند هگزافلوئورید اورانیوم توسط کمپرسورهای گوناگون قابل جابجا شدن هستند. باید دقت داشت که گاهی اوقات افزایش فشار در فرآیندهای متفاوت صنعتی به منظور غلبه بر اصطکاک، تاثیر بر روی واکنشی خاص و یا بهبود خواص ترمودینامیکی گاز از اهمیت فوق العاده ای برخوردار می شود، زیرا ممکن است گاهی از نیتروژن استفاده کرده و یا در موارد دیگر از هگزا فلوئور بهره گرفت. کمپرسورهای رفت و برگشتی درفشارها و وزن های مولکولی متغییر به راحتی کار میکنند ، اما نیاز به تعمیرات بیشتر و فونداسیون های بزرگ و پر هزینه استفاده از این کمپرسورها را به موارد خاص محدود می کند. کمپرسورهای سانتریفیوژ توانایی جابجایی کازها در حجم زیاد و فشار متوسط و پایین را دارا بوده و در مقابل کمپرسورهای جابجایی مثبت قادرند فشارهای فوق العاده را با مقدار جریان اندک تامین کنند.

در مواردی که امکان همراه شدن مایعات با گاز به مقدار کم وجود داشته باشد و یا ذرات جامدی در گاز مورد استفاده موجود باشد تنها میتوان از کمپرسورهای سانتریفیوژ استفاده نمود. نقش کمپرسورها در موارد زیر بسیار مشهودتر است :
• فرآیند بازیافت و تزریق گاز در میادین نفتی
• ثابت نگه داشتن فشار گازسیستمهایی که نشتی ناخواسته داشته و با کاهش فشار گاز روبرو می شوند
• ایجاد شرایط مناسب در گاز برای واکنش شیمیایی یا خواص ترمودینامیکی مطلوب
• غلبه بر اصطکاک مسیر در خطوط انتقال و توزیع گاز
• انتقال نیرو
• انتقال برخی مواد پودری توسط گاز زمانی که فشار بالا باشد
• بالا بردن سرعت واکنش در فرآیندهای شیمیایی خاص
• سیستمهای تبرید
• تامین فشار مخازن ذخیره ای که تحت فشار هستند
• تامین فشار لازم برای انتقال گاز و غلبه بر افت فشار در طول مسیر
• تهویه مطبوع و انتقال گاز درون ساختمانها، تونلها، معادن و کوره ها
• تامین هوای فشرده مورد استفاده در تونلهای باد فروصوتی و فراصوتی
• تامین هوای فشرده توربینهای گازی

صنایع عمده ای که کمپرسور نقش اساسی در آنها ایفا می کند به قرار زیر می باشند :
صنایع شیمیایی، صنایع پتروشیمی ، پالایشگاهها، تاسیسات تقطیر گازها، سردخانه ها، سرویسهای جانبی و فرعی کارخانجات،صنایع استخراج فلزات و مواد معدنی و … . شرایط عملیاتی واقتصادی بکارگیری کمپرسورها در صنایع فوق به قابلیت اطمینان و توانایی کمپرسور انتخاب شده بستگی دارد و همواره بالاترین قابلیت اطمینان به همراه کمترین هزینه های اقتصادی زیر بنای برنامه های بهینه سازی طراحی و ساخت کمپرسورها قرار می گیرد .
انواع کمپرسورها
فن ها،دمنده ها و کمپرسورها از جمله ماشین آلات جذب کننده نیروهای مکانیکی هستند که انرژی را به طرق مختلف به سیالات تراکم پذیر اعمال می کنند که این انرژی می تواند بصورت انرژی حرارتی، جنبشی و یا پتانسیل اعمال شود. افزایش فشار معمولاً به چهار طریق زیر صورت می گیرد:

1- همراه کردن گاز با یک جریان بسیار سریع از همان گاز یا گازی دیگر ( معمولاً بخار آب ) و وارد کردن مخلوط درون یک پخش کننده جهت بهره گیری از سرعت بالای جریان.
2- تراکم گاز حین فعالیت پروانه یا روتور پره دار در حال دوران، که باعث فشرده شدن و سرعت گرفتن گاز در حال عبور می شود و سرعت گاز نهایتاً در پخش کننده یا پره های ثابت کاهش یافته و بدین ترتیب فشار افزایش می یابد .
3- حبس مداوم مقداری از گاز در محفظه با انتقال بدون تغییر حجم آن به طرف دریچه خروجی و سپس تراکم گاز خروجی و در نهایت ارسال گاز به بیرون محفظه .
4- حبس مداوم مقداری از گاز در محفظه با کاهش حجم ، افزایش فشار و در نهایت تخلیه گاز فشرده شده به بیرون محفظه.

کمپرسورهایی که از دو وضعیت اول فوق بهره می گیرند، جریان پیوسته بوده و به کمپرسورهای دینامیکی معروف هستند. کمپرسورها با بهره گیری وضعیتهای سوم و چهارم جریان ناپیوسته داشته و به آنها کمپرسورهای جابجایی مثبت اطلاق می شود. کمپرسورهای نوع اول که با فشار مکش پائین تر از فشار جو کار می کنند ، شیپور نامیده می شوند. تفاوت بین کمپرسورها و مبنای تقسیم بندی آنها نیز همین مکانیزمهای ایجاد و اعمال فشار است.

نقش اقتصادی کمپرسور در فرآیندها

در حال حاضر بیشتر فرآیندهای شیمیایی در صنعت در فشارهای نسبتاً بالا انجام می شود. در اغلب این موارد بدون افزایش فشار امکان پیشرفت واکنش وجود ندارد و برای جبران آن باید از روشهای دیگر از جمله افزایش دما استفاده کرد. اما افزایش دما نیاز به مصرف انرژی دارد، که طبیعتاً همواره مقرون به صرفه نیست. پس به جای مصرف انرژی بیشتر به افزایش فشار گاز اقدام می کنند.
علاوه بر این در بعضی موارد استفاده از کمپرسور و قرار دادن مداوم آن درون مدار به قدری اهمیت دارد که گاهی کمپرسورها به هیچ وجه متوقف نشده و فعالیت 24 ساعته ای دارند، زیرا اگر به هر دلیلی خواسته یا ناخواسته ای متوقف شوند، عملکرد واحدهای بالا دستی و پائین دستی مختل خواهد شد . در برخی موارد صدمه دیدن کمپرسور منجر به از سرویس خارج شدن کمپرسور به مدت طولانی و در پی آن از سرویس خارج شدن کل یا بخش اعظمی از کارخانه می شود. در اینصورت علاوه بر خسارتهای ناشی از خرابی کمپرسور ممکن است تولید کارخانه نیز متوقف شود .
بر گرفته از کتاب ( کمپرسورها در صنعت ) ، مولفین : آقایان جواد اکبری و نوید مهدوی نسب

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *