Spécialisée dans la production et l’application des compresseurs à vapeur
Spécialisé dans la production et l’application des compresseurs à vapeur
Principe de fonctionnement du compresseur
Pour des raisons de coût, les compresseurs centrifuges à un étage et les soufflantes haute pression sont les équipements les plus couramment utilisés dans les systèmes de recompression mécanique de la vapeur (MVR) ; la discussion qui suit se concentrera sur ces configurations.
Pour des raisons de coût, les compresseurs centrifuges à un étage et les soufflantes haute pression sont les équipements les plus couramment utilisés dans les systèmes de recompression mécanique de la vapeur (MVR) ; la discussion qui suit se concentrera sur ces configurations.
Les compresseurs centrifuges sont des machines à régulation volumétrique, ce qui signifie que, quel que soit la pression d’aspiration, le débit volumétrique reste pratiquement constant. En revanche, le débit massique varie proportionnellement à la pression absolue d’aspiration. Le cycle de compression d’un compresseur centrifuge à un étage est représenté sur un diagramme enthalpie‑entropie.
Puissance requise par un compresseur centrifuge à une étape :
Par exemple : La vapeur d’eau saturée provenant de l’évaporateur est comprimée, passant d’un état d’entrée caractérisé par p1 = 1,9 bar et t1 = 119 °C à un état de sortie avec p2 = 2,7 bar et t2 = 161 °C (taux de compression Π = 1,4). Le processus de compression suit la courbe polytropique 1–2, et l’augmentation d’enthalpie spécifique de la vapeur est Δhp.
Pour l’enthalpie spécifique h2 de la vapeur, en utilisant l’équation de l’efficacité isentropique du compresseur :
La valeur obtenue est h2 = 2785 kJ/kg (ηs = 0,8 s’applique à un compresseur centrifuge à une seule étape fonctionnant avec de la vapeur). t2 = 161 °C correspond à h2 et p2. À ce stade, la vapeur peut être utilisée pour chauffer l’évaporateur du premier effet. Tout d’abord, elle perd son surchauffe et se refroidit jusqu’à atteindre la température de saturation t3 (130 °C) à la pression p2 (2,7 bar). À cette température, elle entre dans le réchauffeur de l’évaporateur. Sur la base…
Parmi les autres facteurs, la puissance spécifique de compression polytropique hp dépend de l’exposant polytropique κ, de la masse molaire M du gaz d’admission, ainsi que de la température d’entrée et de l’augmentation de pression souhaitée. Pour la puissance couplée réelle du moteur principal (moteur électrique, moteur à gaz, turbine, etc.), une marge plus importante est prévue pour compenser les pertes mécaniques. Un compresseur centrifuge à un étage, réalisé en matériaux standards, peut atteindre un rapport de pression de vapeur de 1,8 ; avec des matériaux de qualité supérieure, tels que le titane, ce rapport peut s’élever jusqu’à 2,5. En conséquence, la pression finale p2 est égale à 1,8 fois la pression d’admission p1, ou au maximum 2,5 fois. Cela correspond à une élévation de la température de la vapeur saturante d’environ 12 à 18 K, avec une augmentation maximale pouvant atteindre 30 K, selon la pression d’admission. Du point de vue de la technologie d’évaporation, il est d’usage d’exprimer la pression en fonction de la température d’ébullition correspondante de l’eau. Ainsi, la différence effective de température peut être indiquée directement.
Par exemple : une pression d’entrée p1 = 1 bar correspond à 100 °C, tandis que la pression finale p2 = 1,7 bar correspond à 115,2 °C ; le rapport de pression Π = p2/p1 = 1,7, et l’augmentation de température de la vapeur saturante est de 15,2 K.
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