توضیحات

زمان مطالعه توضیحات: 4 دقیقه

کمپرسورهای گازی در صنعت

کمپرسورهای گازی (Gas Compressors) یکی از تجهیزات کلیدی در صنایع مختلف هستند که برای فشرده‌سازی گازها و افزایش فشار آن‌ها به کار می‌روند. این دستگاه‌ها انرژی مکانیکی را به انرژی فشار تبدیل می‌کنند و گاز را از فشار پایین به فشار بالاتر منتقل می‌کنند. کمپرسورها در فرآیندهایی مانند انتقال، ذخیره‌سازی، فرآوری گازها و تأمین نیروی محرکه کاربرد دارند.

---

1. تعریف کمپرسور گازی

کمپرسور گازی دستگاهی است که با کاهش حجم گاز و افزایش انرژی جنبشی آن، فشار گاز را افزایش می‌دهد. گازهایی که معمولاً فشرده می‌شوند شامل هوا، گاز طبیعی، دی‌اکسید کربن، نیتروژن، هیدروژن و گازهای هیدروکربنی هستند.

---

2. کاربردهای کمپرسورهای گازی در صنعت

کمپرسورهای گازی در بسیاری از صنایع کاربرد دارند، از جمله:

الف) صنعت نفت و گاز:

• خطوط انتقال گاز طبیعی: کمپرسورها فشار گاز را در طول خطوط لوله بالا نگه می‌دارند.
• فرآوری گاز: جداسازی و تراکم گازهای مختلف مانند متان، اتان و پروپان.
• تزریق گاز: برای افزایش بازیافت نفت (Enhanced Oil Recovery – EOR) از مخازن نفتی.

ب) صنایع پتروشیمی و شیمیایی:

• فشرده‌سازی گازها برای واکنش‌های شیمیایی.
• بازیافت گازهای هدررفته در فرآیندهای تولید.
• تولید گازهای صنعتی مانند نیتروژن، هیدروژن و اکسیژن.

ج) صنعت تولید برق:

• استفاده در توربین‌های گازی برای تولید برق.
• فشرده‌سازی هوا در نیروگاه‌های مبتنی بر چرخه‌های ترکیبی.

د) صنعت خودروسازی:

• استفاده در سیستم‌های تهویه مطبوع خودروها.
• فشرده‌سازی گازها در خطوط تولید و آزمایش قطعات.

ه) صنایع غذایی و دارویی:

• تولید گازهای فشرده برای بسته‌بندی مواد غذایی (مانند نیتروژن).
• فشرده‌سازی گازهای استریل برای تولید دارو.

و) کاربردهای عمومی:

• تأمین هوای فشرده برای ابزارها و تجهیزات پنوماتیکی.
• ذخیره‌سازی گاز در سیلندرها و مخازن.
• استفاده در سیستم‌های تبرید و تهویه مطبوع.

---

3. انواع کمپرسورهای گازی

کمپرسورهای گازی بر اساس نحوه فشرده‌سازی و ساختار مکانیکی به چند دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

الف) کمپرسورهای دینامیکی (Dynamic Compressors):

این نوع کمپرسورها گاز را با استفاده از نیروی گریز از مرکز یا شتاب خطی فشرده می‌کنند. به دو دسته زیر تقسیم می‌شوند:

1. کمپرسورهای سانتریفیوژ (Centrifugal Compressors):
   • گاز با استفاده از نیروی گریز از مرکز ایجادشده توسط پروانه (Impeller) فشرده می‌شود.
   • مزایا: ظرفیت بالا، مناسب برای فشارهای متوسط تا بالا.
   • کاربرد: خطوط انتقال گاز طبیعی، فرآوری گاز.
2. کمپرسورهای محوری (Axial Compressors):
   • جریان گاز به صورت موازی با محور کمپرسور حرکت می‌کند.
   • مزایا: مناسب برای دبی‌های بالا و فشارهای متوسط.
   • کاربرد: توربین‌های گازی و هواپیماها.

ب) کمپرسورهای جابجایی مثبت (Positive Displacement Compressors):

در این نوع کمپرسورها، گاز با کاهش حجم محفظه فشرده می‌شود. به دو دسته زیر تقسیم می‌شوند:

1. کمپرسورهای پیستونی (Reciprocating Compressors):
   • گاز با حرکت رفت و برگشتی پیستون داخل سیلندر فشرده می‌شود.
   • مزایا: مناسب برای فشارهای بالا و حجم کم.
   • کاربرد: صنایع نفت و گاز، خطوط لوله.
2. کمپرسورهای روتاری (Rotary Compressors):
   • گاز با چرخش روتور (یا روتورها) در داخل محفظه فشرده می‌شود.
   • انواع:
     • روتاری اسکرو (Rotary Screw): استفاده از دو روتور مارپیچ.
     • روتاری پره‌ای (Rotary Vane): استفاده از تیغه‌های متحرک.
   • مزایا: مناسب برای فشارهای متوسط و حجم‌های بالا.
   • کاربرد: سیستم‌های تبرید، هوای فشرده.

---

4. اجزای اصلی کمپرسور گازی

کمپرسورهای گازی از اجزای اصلی زیر تشکیل شده‌اند:

1. محفظه فشرده‌سازی (Compression Chamber):
   • محل فشرده‌سازی گاز.
2. ورودی و خروجی گاز:
   • مسیر ورود گاز به کمپرسور و خروج گاز فشرده.
3. محرک (Driver):
   • معمولاً موتور الکتریکی، توربین گازی یا موتور دیزلی.
4. سیستم خنک‌کننده:
   • برای کاهش دمای گاز و جلوگیری از خرابی تجهیزات.
5. سیستم روانکاری:
   • برای کاهش اصطکاک و افزایش عمر قطعات.
6. ابزارهای کنترلی:
   • شامل حسگرها، شیرهای تنظیم فشار و دما.

---

5. مزایا و معایب کمپرسورهای گازی

مزایا:

1. افزایش فشار گاز برای انتقال یا ذخیره‌سازی.
2. امکان استفاده در فرآیندهای صنعتی متنوع.
3. کاهش هزینه‌های انتقال گاز در خطوط لوله.
4. افزایش بازدهی در توربین‌ها و سیستم‌های تبرید.

معایب:

1. نیاز به تعمیر و نگهداری منظم به دلیل تنش‌های مکانیکی.
2. مصرف انرژی بالا.
3. هزینه اولیه بالای تجهیزات.
4. احتمال خرابی در شرایط کاری سخت یا نوسانات فشار.

---

6. نکات ایمنی در استفاده از کمپرسورهای گازی

کمپرسورهای گازی به دلیل فشار بالا و انرژی زیاد، خطرات خاصی دارند. نکات ایمنی شامل:

1. بازرسی منظم تجهیزات: بررسی وضعیت قطعات، روانکاری، و سیستم خنک‌کننده.
2. کنترل فشار و دما: استفاده از حسگرها و شیرهای اطمینان.
3. محافظت در برابر نشت گاز: اطمینان از عدم نشتی در لوله‌ها و اتصالات.
4. سیستم خنک‌کننده مناسب: جلوگیری از افزایش دمای بیش از حد.
5. آموزش کارکنان: آشنایی با عملکرد کمپرسور و اقدامات اضطراری.

---

7. تفاوت کمپرسورهای گازی و پمپ‌ها

گرچه کمپرسورها و پمپ‌ها هر دو برای انتقال سیالات استفاده می‌شوند، تفاوت‌های مهمی دارند:

• کمپرسور: برای گازها استفاده می‌شود و فشار را افزایش می‌دهد.
• پمپ: برای مایعات استفاده می‌شود و معمولاً حجم را جابه‌جا می‌کند.

---

8. تعمیر و نگهداری کمپرسورهای گازی

برای حفظ عملکرد و افزایش عمر کمپرسورها، موارد زیر باید رعایت شوند:

1. تعویض روانکار: بررسی و تعویض دوره‌ای روغن.
2. تمیزکاری فیلترها: جلوگیری از ورود ذرات به محفظه فشرده‌سازی.
3. بررسی قطعات مکانیکی: مانند بلبرینگ‌ها، روتورها و پیستون‌ها.
4. کنترل سیستم خنک‌کننده: اطمینان از کارکرد صحیح.
5. بازرسی دوره‌ای: انجام تست‌های فشار و دما.

---

نتیجه‌گیری

کمپرسورهای گازی یکی از تجهیزات حیاتی در صنایع مختلف هستند که برای انتقال، فشرده‌سازی و ذخیره‌سازی گازها استفاده می‌شوند. انتخاب نوع مناسب کمپرسور، نگهداری منظم و رعایت نکات ایمنی می‌تواند بهره‌وری سیستم را افزایش داده و از خرابی‌های پرهزینه جلوگیری کند.

سرفصل ها:

• تاریخچه کمپرسورها
• ترمودینامیک گازها و فرایندهای تراکم در کمپرسورها
• دسته بندی کمپرسورها
• کمپرسورهای تناوبی
• کمپرسورهای دورانی
• کمپرسورهای گریز از مرکز
• روانکاری کمپرسورها
• خشک کردن گازها

• مراجع