کاربرد کمپرسور و نقش آن در صنایع نفت و گاز


کاربرد کمپرسور در صنایع مختلف امری ضروری است. به منظور پی‌بردن به این ضرورت، ابتدا با نحوه کار کمپرسور آشنا خواهیم شد. کمپرسور (Compressor) یا متراکم‌ کننده دستگاهی است که به منظور فشرده‌سازی گازها و سیالات مورد استفاده قرار می‌گیرد. نحوه کار کمپرسور به این صورت است که با استفاده از انرژی مکانیکی، گاز را با سرعت زیادی به درون خود می‌کشد. سپس عمل فشرده‌سازی را صورت می‌دهد. البته عملکرد آن به این سادگی نیست. لازم به ذکر است که کمپرسور به عنوان یکی از تجهیزات دوار پالایشگاهی به شمار می‌آید.

در ابتدا دستگاه از طریق محلول گاز در لوله‌های توبولی تنظیم می‌گردد. سپس با جریان یافتن گاز، دمای اطراف لوله‌ها پایین می‌آید. در واقع عملکرد کمپرسور به منظور فشرده‌سازی و کاهش حجم گاز در برابر افزایش فشار است. این موارد شرح فرآیند کلی است؛ اما کمپرسورها در حوزه‌های مختلف تفاوت‌هایی نیز با یک‌دیگر دارند.

در صنایع پتروشیمی از کمپرسورها به منظور افزایش فشار هوا به جهت ایجاد احتراق استفاده می‌کنند. حال آن‌که در سیستم‌های سرمایشی برای کاهش دما، گاز فشرده شده را از یک محیط با دمای پایین عبور داده و گاز را به حالت تصعید درمی‌آورند.

آشنایی با انواع کاربرد کمپرسور

همان‌طور که اشاره شد؛ کاربرد کمپرسورها و عملکرد آن‌ها، در حوزه‌های مختلف دارای تفاوت است. در کلی‌ترین دسته‌بندی، کمپرسورها به دو نوع دینامیکی و جابه‌جایی مثبت تقسیم می‌گردند:

کمپرسورهای دینامیکی

این نوع از کمپرسورها به دو زیر مجموعه محوری و شعاعی دسته‌بندی می‌شوند. کمپرسورهای دینامیکی محوری با نام گریز از مرکز شناخته می‌شوند. کمپرسورهای دینامیکی شعاعی نیز با نام توربینی شناخته می‌شوند. این کمپرسورها دارای کاربردی با فشار ثابت هستند و از شرایط بیرونی اثر می‌پذیرند. در ادامه ساختار و عملکرد این دو کمپرسور را بررسی می‌کنیم:

1 ـ کمپرسورهای محوری

این کمپرسورها از ردیف‌های آبشاری تشکیل شده‌اند. نام برخی از این ردیف‌ها روتور و نام بقیه استاتور است. روتورها به شفت مرکزی اتصال پیدا کرده و با سرعت زیادی به گردش درمی‌آیند. استاتورها در جای خود ثابت هستند و گردشی ندارند. در کمپرسورهای محوری، گاز به موازات روتورها جریان دارد. استاتور در کمپرسور، فشار را افزایش می‌دهد و جریان را از حالت مارپیچی خارج می‌نماید. در کمپرسور محوری، گاز از داخل کمپرسور عبور کرده و سپس به صورت متناوب دچار افزایش و کاهش سرعت می‌شود.

کاربرد کمپرسورهای محوری در زمینه انفجارهای بزرگ کوره‌ای و ایرسپراتورها (Air Separator) است. هم‌چنین موتور کشتی‌های بزرگ و توربین‌های گازی نیز از کمپرسورهای محوری استفاده می‌کنند.

کمپرسور محوری

کمپرسور محوری

2 ـ کمپرسورهای شعاعی

این کمپرسورها با فشار ثابت کار می‌کنند. کمپرسورهای شعاعی همان کمپرسورهای سانتریفیوژ هستند. این نوع کمپرسورها از شرایط بیرونی اثر می‌پذیرند؛ به این معنا که در صورت ایجاد تغییر کم در فشار ورودی، تغییر فوق‌العاده‌ای در ظرفیت ایجاد می‌گردد. عملکرد این کمپرسور بازده بالایی دارد.

کمپرسورهای جابه‌جایی مثبت

پمپ دوچرخه یک نوع کمپرسور جابه‌جایی مثبت است. در این نوع کمپرسورها، هوا به سیلندر ورود کرده و به‌وسیله پیستون متحرک تحت فشار قرار می‌گیرد. جابه‌جایی مثبت در واقع همان رفت و برگشت پیستون است. یک میل‌لنگ چرخشی و یک میله اتصال، پیستون را به حرکت درمی‌آورد. نسبت فشار در کمپرسورهای پیستونی رابطه میان فشار خالص در بخش‌های ورودی به خروجی است. کاربرد کمپرسور جابه‌جایی بسیار متنوع است. این کمپرسورها انواع مختلفی دارند که 2 نمونه از آن‌ها را ذکر می‌کنیم:

1 ـ کمپرسورهای رفت و برگشتی

در واقع کاربرد کمپرسور رفت و برگشتی، فشرده‌سازی گاز تبریدی است. با حرکت پیستون به طرف پایین، درون سیلندر واکیوم ایجاد می‌شود. به همین دلیل، فشار در بخش بالایی سوپاپ ورودی بیش‌تر از بخش پایین آن است. در نتیجه سوپاپ ورودی باز گردیده، گاز تبریدی با مکش وارد سیلندر می‌گردد. این حرکت موجب می‌شود تا پیستون به سمت پایین رفته و شروع به حرکت در جهت بالا بنماید. در نهایت سوپاپ ورودی بسته شده و گاز تبریدی داخل سیلندر محصور می‌ماند.

کمپرسور رفت و برگشتی

کمپرسور رفت و برگشتی

2 ـ کمپرسورهای دورانی

در کمپرسورهای دورانی سوپاپ حذف گردیده است. این کمپرسورها نسبت به کمپرسورهای تناوبی از وزن کم‌تری برخوردارند و نیازی به فونداسیون قوی ندارند. این کمپرسورها از ساختمان ساده‌تری برخوردارند و هم‌چنین در طراحی و تولید، تنوع بیش‌تری دارند.

کمپرسور و کاربرد آن در صنعت نفت

کمپرسورهای رفت و برگشتی به جهت انتقال گاز، میان خطوط لوله‌ها نیز است. این کمپرسورها با توجه به مدل‌ها و کارکردهای مختلف دارای قیمت‌های متفاوتی هستند. اما 2 نوع کمپرسور پر کاربرد در صنعت نفت و گاز به شرح زیر هستند:

1 ـ کمپرسورهای پیچشی رفت و برگشتی، به عنوان مهم‌‎ترین و پرکاربردترین مدل‌ها در صنعت نفت و گاز هستند. عملکرد کمپرسور بر کیفیت و سرعت فرآیندها اثرگذار است.

2 ـ کمپرسور سانتریفیوژ یا شعاعی در معادن نفتی و همین‌طور تولید برق مورد استفاده قرار می‌گیرند. مولکول‌های نفتی چگالی بالایی دارند و جزء مولکول‌های سنگین محسوب می‌شوند. وارد کردن فشار به چنین مولکول‌هایی در مسیر خطوط لوله، تنها به وسیله کمپرسور سانتریفیوژ امکان‌پذیر است.

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

صفحه اصلیتماس