دانلود مقاله بهبود بازده کمپرسور سانتریفیوژ و تاثیر محیطی آن بر تصفیه فاضلاب
چکیده
هزینه های انرژی معمولاً بر هزینه های چرخه ی عمر کمپرسورهای سانتریفیوژ که در فرآیندهای صنعتی و شهری مختلف کاربرد دارند، سایه انداخته و کمپرسور را به هدفی جذاب برای بهسازی کارآیی تبدیل می سازند. مطالعه ی حاضر، صرفه جویی قابل حصول در انرژی با استفاده از سه نوع دیفیوژر مختلف در کمپرسور سانتریفیوژ را برای پشتیبانی از فرآیند کاربر نهایی در کارخانه تصفیه فاضلاب مدنظر قرار داده است. و تأثیر بهبود بازده انرژی بر استفاده ی سالانه از انرژی و تأثیر محیطی آن را با بهره گیری از محاسبات انرژی و ارزیابی چرخه ی عمر و با در نظر گرفتن کار کمپرسور انتخاب شده در هوادهی فاضلاب نشان می دهد. در کنار مزایای صرفه جویی قابل حصول در انرژی در فرآیند هوادهی فاضلاب، مطالعه ی حاضر تأثیر مواد اضافی موردنیاز در تولید دیفیوژر بر مجموع انتشار گازهای گلخانه ای در چرخه ی عمر کمپرسور را نیز آشکار می سازد. بر اساس محاسبات و نتایج بررسی، انواع دیفیوزر مطالعه شده تأثیر قابل توجهی بر میزان استفاده ی کمپرسور از انرژی و تأثیرات محیطی آن هنگام عملیات کمپرسور در فرآیند هوادهی دارد. صرفه جویی قابل توجه در انرژی سالانه در این مورد در مقایسه با سناریوی مبنا بین %9-4 – 5/2 بود. همچنین تأثیر مواد اضافی و استفاده از انرژی بر تولید دیفیوژر در مقایسه با پتانسیل پرهیز از کاهش گاز گلخانه ای، بی معنا بود.
1- معرفی
رشد مداوم در استفاده از انرژی جهانی که عمدتاً مبتنی بر سوخت های فسیلی است، غلظت گازهای گلخانه ای در جوّ را افزایش داده است [1]. مشخص شده که تداوم انتشار گازهای گلخانه ای (CHG) منجر به افزایش دما در اقلیم کره ی زمین شده و لزوم کاهش انتشار این گازها را به نیازی مبرم تبدیل ساخته است [23]. افزون بر تحول افراطی سیستم های انرژی فعلی سیستم های طبیعی کربن، افزایش در تولید و در بازده انرژِی مصرف کننده نهایی نیز از جمله گزینه های کلیدی در دستیابی به کاهش ضروری گازهای گلخانه ای هستند [1، 35، 22].
موتورهای الکتریکی مسئول بخش اصلی استفاده از انرژی الکتریکی در کشورهای صنعتی هستند. در اتحادیه ی اروپا، سهم موتورهای الکتریکی تقریباً 70 از کل مصرف الکتریسیته است [12]. در نتیجه کمپرسورهای دارای موتور الکتریکی مسبب %25 – 18 از استفاده ی صنعتی از الکتریسیته در اتحادیه ی اروپا هستند که سیستم-های هوای فشرده را به هدفی جذاب برای بهسازی بازده انرژِی تبدیل می سازد [35، 5].
5- نتیجه گیری
در این مطالعه، سه سناریوی مختلف برای دیفیوژر کمپرسور سانتریفیوژ از نظر مصرف انرژی و صرفه جویی در انتشار گازهای گلخانه در قالب مثالِ موردیِ پشتیبانی از فرآیند هوادهی در یک کارخانه تصفیه فاضلاب با هم مقایسه شدند. نتایج به وضوح نشان می دهد که بهبود بازده انرژی کمپرسور تأثیر چشمگیری بر کل مصرف انرژی در فرآیند هوادهی دارد. در فرآیند نمونه ای ارائه شده، میزان صرفه جویی انرژی حاصله بین %5/2 و %9/4 از مصرف انرژی سالانه متغیر بود. هرچند نمونه ی ارائه شده تنها پتانسیل صرفه جویی در انرژی در یک موردِ خاصِ سیستم را نشان می دهد اما یک فرآیند کاربری نهایی بسیار معمول برای کمپرسورهای سانتریفیوژ را نمایندگی می کند.
Abstract
Energy costs typically dominate the life-cycle costs of centrifugal compressors used in various industrial and municipal processes, making the compressor an attractive target for energy efficiency improvements. This study considers the achievable energy savings of using three different diffuser types in a centrifugal compressor supporting a typical end-use process in a waste water treatment plant. The effect of the energy efficiency improvements on the annual energy use and the environmental impacts are demonstrated with energy calculations and life-cycle assessment considering the selected compressor task in the waste water aeration. Besides the achievable energy saving benefits in the wastewater aeration process, the presented study shows the influence of the additional material needed in the diffuser manufacturing on the total greenhouse gas emissions of the compressor life-cycle. According to the calculations and assessment results, the studied diffuser types have a significant effect on the compressor energy use and environmental impacts when the compressor is operated in the aeration task. The achievable annual energy savings in this case were 2.5–4.9% in comparison with the baseline scenario. Also, the influence of the additional material and energy use for manufacturing the diffuser are insignificant compared with the avoided greenhouse gas reduction potential.
1. Introduction
The ongoing growth in global energy use, mainly based on fossil fuels, has increased the concentration of greenhouse gases in the atmosphere [1]. The continued greenhouse gas (GHG) emissions have shown to result in temperature increase in the Earth’s climate leading to a pressing necessity to reduce the emissions [23]. In addition to the radical transform of the current energy systems to carbon neutral systems, the increase in both production and end-use energy efficiency are among the key options to achieve the required GHG reductions [1,35,22].
Electric motors are responsible for the major part of the electrical energy use in industrial countries. In the EU, the share of electric motors is approximately 70% of the total electricity consumption [12]. Correspondingly, electric motor driven compressors are responsible for 18–25% of the industry’s electricity use in the EU, which makes the compressed-air systems an attractive target for energy efficiency improvements [35,5].
5. Conclusions
In this study, three different centrifugal compressor diffuser scenarios were compared in terms of energy consumption and greenhouse gas savings in an example case of supporting the aeration process in a waste water treatment plant. The results clearly indicate that improvements in the compressor energy efficiency have a significant effect on the total energy use in the aeration process. In the presented example process, the energy savings ranged between 2.5% and 4.9% in the annual energy use. Although representing only the energy saving potential in a system-specific case, the targeted example illustrates a very typical end-use process for centrifugal compressors.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1- معرفی
2- سناریوهای مطالعه شده ی بهسازی بازده ی کمپرسورهای سانتریفیوژ
3- وظایف مطالعه شده ی کمپرسور و میزان استفاده از انرژی حاصله برای سناریوهای بهسازی
3-1 نقشه ی عملیاتی کمپرسور هوادهی
3-2 محاسبات انرژی بر مبنای خروجی موردنیاز
4- ارزیابی چرخه ی عمر برای سناریوهای مختلف دیفیوژر
4-1 متدولوژی مطالعه ی LCA
4-2 نتایج LCA
5- نتیجه گیری
منابع
Abstract
1. Introduction
2. Studied efficiency improvement scenarios for centrifugal compressors
3. Studied compressor task and resulting energy use for the improvement scenarios
3.1. Aeration compressor operating map
3.2. Energy calculations based on the required output
4. Life cycle assessment for different diffuser scenarios
4.1. Methodology for the LCA study
4.2. LCA results
5. Conclusions
References
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه