Винтовой компрессор водородной смеси: полное руководство 2024

Винтовой компрессор для углеводородной смеси используется для производства сжатого водорода. Водород становится источником энергии для окружающей среды. Автомобили, работающие на топливных элементах, могут использовать его, жилые дома вырабатывают электричество, а промышленное использование для всех видов жизни, которые также используют биологические производственные линии. Однако, в отличие от бензина или природного газа, водород требует сжатия для перемещения из резервуара или хранилища к месту его использования. Именно здесь на помощь приходят водородные компрессоры.

В следующей статье мы углубимся в мир технологий сжатия водорода и познакомимся с крупным игроком в этой области: винтовым компрессором водородной смеси.

Выжимание энергии из водорода

Представьте себе, что вы сжимаете воздушный шар и его содержимое становится тяжелее. Это также принцип того, как водород сжимается. Для выполнения этой работы используются два основных типа компрессоров: объемные компрессоры (PD) и динамические компрессоры.

Компрессоры объемного действия (PD): они улавливают дискретный объем газообразного водорода и выталкивают его в меньшую область, чтобы увеличить давление, расширяя газ с большей силой. Это все равно, что использовать шприц для выдувания воздуха. Компрессоры PD хороши для заправки автомобилей водородом при среднем давлении, например, 350 бар.

Динамические компрессоры: В них используются вращающиеся лопасти для передачи энергии водороду, повышая давление его газа. Таким образом, он подходит для работы под очень высоким давлением, но вполне может загрязнять чистый водород посторонними веществами из-за необходимых механических устройств, создающих турбулентность в газовом потоке.

Описание винтовых компрессоров

Винтовые компрессоры с водородной смесью названы так потому, что они принадлежат к семейству компрессоров объемного типа. Вот как они работают:

Представьте себе два винта, один в форме спирали, а другой с одинаковыми канавками. Эти роторы входят в сетку при вращении, образуя непрерывную камеру.

Газообразный водород поступает в эту камеру и задерживается в канавках. По мере вращения винтов пространство между ними становится все меньше и меньше – захваченный газ сжимается, и его давление повышается.

Винтовые компрессоры поглощают потери на продувку, когда они работают на сжатие газов. Это простое движение механизма втягивает свежий воздух, но также приводит к потерям, связанным с продувкой воздуха и количеством воздуха, восполняемым рециркуляцией – часто на 1/4 от существующего объема до сжатия, как правило. 

Кроме того, существуют потери, связанные с разницей температур между выгруженным и всасываемым газами при высокоскоростной скорости потока на поверхностях роторов — это известно как аэротермическое напряжение сдвига, которое требует затрат энергии непропорционально тому, что проявилось бы при общих термодинамических трендах. 

Существуют разные типы роторов винтовых компрессоров, каждый из которых влияет на производительность. Но мы оставим это на другой день!

Выбор чистоты водорода

Винтовые компрессоры разнообразны по срокам в первую очередь из-за вариаций в системе смазки маслом:

Смазывание маслом: В них используется масло для смазки и охлаждения, а для набивки также требуется масло. Они, как правило, дешевле, но могут привести к загрязнению водорода маслом, что является большим запретом для некоторых применений, таких как подача топлива в топливные элементы.

Безмасляные компрессоры: Они обеспечивают в каждом конкретном случае возможность обработки одного из многочисленных факторов, необходимых для достижения смазки и уплотнения с помощью таких средств, как впрыск воды или специальные покрытия, которые могут сохранить чистоту водорода и сделать их пригодными для нескольких применений. Тем не менее, они, как правило, дороже и немного ниже по эффективности, чем варианты с масляной смазкой.

Проблемы сжатия водорода

Однако, несмотря на то, что винтовые компрессоры известны во многих отношениях, они также создают проблемы:

Как поддерживать высокий уровень чистоты водорода: Как упоминалось ранее, для некоторых областей применения требуется полностью чистый водород. Даже маслянистые или неподходящие материалы, используемые внутри компрессора, могут привести к образованию примесей в сжатом газе.

Согласование производительности и давления: В разных областях применения разные уровни давления и расхода Винтовые компрессоры могут быть не лучшим выбором для высокого давления по сравнению с другими типами в динамических вариантах.

Сжатие водорода в эпоху чистой энергии

Ожидается, что водородные компрессоры будут в дефиците в будущую эру чистой энергии. Это обусловлено тем фактом, что автомобили на топливных элементах, инфраструктура чистой энергетики и другие промышленные вклады умоляюще координируются со все более широким использованием, а также дальнейшими исследованиями и разработками водорода.

Хорошая новость заключается в том, что технология винтовых компрессоров постоянно совершенствуется. В настоящее время исследователи разрабатывают передовые модели, которые гораздо более эффективны и могут работать в более широком диапазоне практических условий. Это сделает винтовые компрессоры водородной смеси еще более влиятельными в увлекательном мире водородной энергетики.

Работающие винтовые компрессоры водородной смеси

Далее мы более подробно рассмотрим винтовые компрессоры с водородной смесью и посмотрим, как они используются в реальных ситуациях.

Этап номер два: 

Водород, смешанный с углеводородной примесью в винтовых компрессорах – звучит немного как оксюморон, не так ли? Вот в чем суть: большинство винтовых компрессоров, предназначенных для работы с водородом, не просто сжимают чистый водород. Они смешивают его со следовым количеством инертных газов, таких как азот, гелий и т.д.

Смешивание газа может принести несколько преимуществ

Снижение риска самовоспламенения: водород слишком легко воспламеняется от небольшой искры. Смешивание его с инертным газом может уменьшить эту опасность.

Лучшее охлаждение: инертный газ, действуя как охлаждающая жидкость во время сжатия, снижает температуру и повышает эффективность.

Пожалуйста, имейте в виду, что добавление не всегда необходимо, и конкретное приложение определит, не нужно ли оно.

В каких отраслях промышленности используются компрессоры Scr для водородной смеси

Теперь давайте рассмотрим применение этих компрессоров:

Заправочные станции: Винтовые компрессоры водородной смеси, естественно, хорошо подходят для сжатия водорода, используемого в качестве топлива для транспортных средств. Требования к давлению здесь обычно средне-высокие, что хорошо подходит для их эксплуатации. Для обеспечения чистоты топливных элементов обычно используются безмасляные компрессоры.

Производство водорода: После таких процессов производства водорода, как электролиз, образующийся газ может находиться под низким давлением. Винтовые компрессоры с водородной смесью могут повышать это давление при хранении или транспортировке.

Химические и промышленные процессы: Водород используется в этих областях в нескольких отраслях промышленности. Винтовые компрессоры могут быть эффективно использованы для регулировки давления водорода, используемого в этих приложениях, в зависимости от индивидуальных особенностей.

Выбор подходящего винтового компрессора для углеводородной смеси

Требования к давлению и расходу: ваш полупроводниковый компрессор должен не только соответствовать заданному давлению, но и достигать необходимого массового расхода.

Требования к чистоте водорода: в некоторых областях применения требуется высокочистый водород, что требует постоянного использования безмасляных компрессоров.

Стоимость и техническое обслуживание: хотя безмасляные компрессоры могут иметь более высокие первоначальные затраты, теперь, когда они требуют меньшего технического обслуживания, чем масляные варианты, их общие инвестиции могут в конечном итоге оказаться ниже.

Консультация со специалистом по воздушным компрессорам может помочь вам выбрать правильный винтовой компрессор для водородной смеси в соответствии с вашими потребностями.

Технология винтового компрессора смеси углеводородов Быстрые подходы

В будущем водородная экономика будет расти, а спрос на эффективные и надежные решения по сжатию будет расти. Вот что ждет в будущем винтовые компрессоры с водородной смесью:

Обновления материалов: В настоящее время ведется работа по разработке новых материалов для повышения износостойкости и совместимости с водородом, с целью увеличения срока службы при сохранении хороших эксплуатационных характеристик.

Повышение эффективности: Существуют разработки в области проектирования и технологии производства роторов, которые направлены на повышение обычно недостаточной эффективности некоторых компрессоров, что приводит к снижению энергопотребления и затрат.

Количество Новые конструкции: Также в будущем компрессоры будут иметь новые конструкции, которые могут работать в более широком диапазоне массового расхода, включая большой, но неопределенный успех, поскольку они учитывают части драйвера, а не только одну часть.

Резюме

Винтовой компрессор для углеводородной смеси играет важную роль в будущем чистой энергии, винтовой компрессор водородной смеси представил новый продукт, который вполне может изменить эту возможность. Продукты для будущего чистой энергии, работающей на водороде, потихоньку начинаются.

Винтовой компрессор водородной смеси, полагаясь на свою высокую эффективность: в отличие от поршневых двигателей и точно ограниченных температур, опреснение воды, которые имеют движущиеся части изношенных или требующих регулировки каждые несколько месяцев, имеет срок службы в течение нескольких лет без какой-либо необходимости в обслуживании вообще, имеет потенциал для существенной экономии средств с течением времени.

Подробнее: Что такое винтовой компрессор с высоким расходом? ПУТЕВОДИТЕЛЬ ОТ А ДО Я 2024