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空壓機(jī)余熱回收與利用分析

  【壓縮機(jī)網(wǎng)】在華中、華北等地區(qū),冬季需要集中供暖。傳統(tǒng)的供暖方式是使用鍋爐,需要消耗大量的煤炭或電能,成本較高。而空壓機(jī)余熱回收作為一種新的供暖方式,具有能源節(jié)約、裝機(jī)容量成本低等優(yōu)勢(shì),值得推廣。

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  空壓機(jī)在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的噪音和溫度,這是它的特點(diǎn)之一。高溫是空氣被壓縮時(shí)產(chǎn)生的,這些熱量蘊(yùn)含于壓縮后的油、氣混合物中。油、氣經(jīng)過(guò)分離后,產(chǎn)生的高溫壓縮空氣和高溫潤(rùn)滑油需要經(jīng)過(guò)冷卻系統(tǒng)才能使用。對(duì)于空壓機(jī)從業(yè)人員來(lái)說(shuō),空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理是熟悉的,但對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)可能并不了解,再次我們簡(jiǎn)單介紹一下。

  在空氣壓縮機(jī)的壓縮過(guò)程中,由于氣體分子間的摩擦,真正用于增加氣體勢(shì)能的電能只占總能耗的一小部分,剩余的熱能幾乎等于空氣壓縮機(jī)的100%軸功率,而其中大約70~90%的熱能可以被回收利用。

  風(fēng)冷機(jī)組將這些熱量排放到大氣中,而水冷機(jī)組則是通過(guò)冷卻塔將熱量排放到大氣中。如果這些熱量不被排放,將影響空氣壓縮機(jī)的正常工作,進(jìn)而影響壓縮空氣的質(zhì)量以及機(jī)組效率和壽命。

  空壓機(jī)余熱回收是對(duì)空壓機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的熱量進(jìn)行的回收利用。主要回收由電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能所產(chǎn)生的熱量,回收方式以油回收為主、氣回收為輔。同時(shí)可以減輕后續(xù)冷卻設(shè)備的負(fù)擔(dān)。

  空壓機(jī)余熱回收是一項(xiàng)符合國(guó)家節(jié)能減排政策的措施,用途也越來(lái)越廣,主要用途有:?jiǎn)T工洗澡、宿舍及辦公室冬季供暖、廠房供暖、烘干房、輔助車間內(nèi)生產(chǎn)及工藝、鍋爐補(bǔ)充軟化水、工業(yè)中央空調(diào)補(bǔ)熱水供暖等等。

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  冬季來(lái)臨,天氣逐漸變冷,很多地區(qū)需要供熱采暖。蒸汽和鍋爐等傳統(tǒng)加熱方式需要消耗大量的能源。在工廠和辦公樓等地方,冬季需要供應(yīng)熱水來(lái)滿足生活需求。在一些工作環(huán)境較差的行業(yè),如礦物開(kāi)采和攪拌站等,可以將回收的空壓機(jī)余熱用來(lái)加熱自來(lái)水,供員工洗澡使用。對(duì)于需要使用鍋爐供熱的印染廠,空壓機(jī)余熱回收可以提前為鍋爐預(yù)熱,也可以單獨(dú)使用該系統(tǒng)進(jìn)行供熱。這些不僅可以提高員工的的生活質(zhì)量,也有助于企業(yè)降低經(jīng)濟(jì)成本。

  鋁加工行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱源,包括煙氣余熱、空壓機(jī)余熱和循環(huán)水余熱。這些熱源如果被有效利用,可以大幅降低企業(yè)的生產(chǎn)成本,減少對(duì)環(huán)境的影響,提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

  如某鋁板帶廠空壓站采用的余熱回收方案,每年可節(jié)約費(fèi)用110萬(wàn)元左右。該空壓站4臺(tái)350kW的空壓機(jī)分別用兩臺(tái)安裝一套油、氣雙回收熱交換器機(jī)組,兩臺(tái)空壓機(jī)公用一套換熱器的氣回路給水加熱,油回路給供暖循環(huán)水加熱。在進(jìn)水管安裝電子除垢儀,生產(chǎn)的熱水儲(chǔ)存在浴室保溫水箱中,供暖循環(huán)水安裝一臺(tái)加壓,一臺(tái)加水、輸氣、逆止等,采取封閉式管網(wǎng),關(guān)閉空壓機(jī)散熱風(fēng)扇。

  空壓機(jī)散熱工作流程:潤(rùn)滑油及空氣一壓縮機(jī)頭一油氣分離器一高溫油、高溫氣體一熱交換器油、氣通道一空壓機(jī)散熱器的油、氣通道一油進(jìn)壓縮機(jī)頭、氣進(jìn)儲(chǔ)存罐。

  冷水加熱流程:冷水供水泵組一電子除垢儀一高效熱交換器水通道一比例電動(dòng)調(diào)節(jié)閥一電磁閥一不銹鋼保溫水箱一熱水輸送管道一洗浴房。

  供暖循環(huán)水加熱流程:循環(huán)水一供水泵組一高效熱交換器水通道一比例電動(dòng)調(diào)節(jié)閥一管網(wǎng)暖氣片一回水管網(wǎng)。

  自動(dòng)補(bǔ)水流程:壓力控制器一注水泵一管網(wǎng)。

  再以晉能控股趙莊煤業(yè)為例,該公司經(jīng)營(yíng)范圍包括煤炭開(kāi)采和煤炭洗選?,F(xiàn)場(chǎng)有10臺(tái)262kW空壓機(jī)和4臺(tái)132kW空壓機(jī)運(yùn)行,加載率80%。一般煤礦給員工都是用自家企業(yè)的煤炭來(lái)燒熱水給員工洗浴,由于煤礦粉塵較重,工人身上的粉塵較大,用水量也會(huì)隨著增大,企業(yè)的用熱水成本也會(huì)非常高。

  為了解決公司用水難、成本高問(wèn)題,經(jīng)過(guò)前期勘察,采集數(shù)據(jù),配套了14臺(tái)油氣雙回收余熱回收機(jī)組,用于代替煤炭燒熱水。改造效益:全自動(dòng)程序控制運(yùn)行,雙向自動(dòng)控制油溫水溫,除外循環(huán)水泵需要耗電外,其余基本是零能耗。完全滿足公司員工洗澡用水,按照現(xiàn)行狀況,可以實(shí)現(xiàn)每年至少節(jié)約489萬(wàn)元左右的經(jīng)濟(jì)效益。

  全天熱量計(jì)算:

 ?。?0*262kW+132kW*4)*80%加載率*80%回收率*860kcal*24小時(shí)=41583820.8kcal

  節(jié)能效益計(jì)算:

  41583820.8kcal÷4300kCal/kg燃煤燃值÷60%平均熱效率*0.92元/kg燃料單價(jià)*330天≈489萬(wàn)元

  再以大同高家窯煤業(yè)為例,該公司也是主營(yíng)礦產(chǎn)資源開(kāi)采、煤炭開(kāi)采、煤炭洗選?,F(xiàn)場(chǎng)有8臺(tái)200kW空壓機(jī),加載率80%,24小時(shí)運(yùn)行。在冬季時(shí)車間需供暖,公司原先燒煤用于兩個(gè)車間供暖,年成本在100多萬(wàn)元左右。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保、節(jié)能項(xiàng)目的大力推廣和扶持,為貫徹落實(shí)好國(guó)家節(jié)能減排政策,針對(duì)公司空壓機(jī)廢棄的余熱熱源進(jìn)行回收利用改造。解決方案要求,對(duì)工廠工藝供熱需求,在滿足環(huán)保要求的同時(shí)達(dá)到節(jié)能降耗的目的,并實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。根據(jù)前期了解,配套8臺(tái)200kW空壓機(jī)單油回收余熱回收機(jī)組,替代燒煤鍋爐。

  全天熱量計(jì)算如下:

  200kW*8臺(tái)*80%加載率*70%回收效率*860kcal*24小時(shí)=18493440kcal

  節(jié)能效益計(jì)算如下:

  18493440kcal÷4300kcal/kg燃煤燃值÷60%平均熱效率*0.92元/kg燃料單價(jià)*180天≈118萬(wàn)元

  由以上數(shù)據(jù)可知,壓縮機(jī)工作時(shí)的熱量如得以回收利用,大多可以替代其它熱源(如煤、天然氣、柴油、鍋爐等),減少公司運(yùn)營(yíng)成本。

  結(jié)語(yǔ)

  空壓機(jī)余熱回收系統(tǒng)將以往浪費(fèi)的熱能回收利用,無(wú)黑煙、無(wú)噪音、元油污,真正實(shí)現(xiàn)零排放,降低了其他燃料的消耗,保護(hù)了環(huán)境,實(shí)現(xiàn)了真正意義上的節(jié)能環(huán)保。這帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)環(huán)境效益,因此空壓機(jī)余熱回收是一項(xiàng)值得關(guān)注和推廣的節(jié)能模式。

  廣大空壓機(jī)用戶也應(yīng)乘“碳達(dá)峰、碳中和”之風(fēng),充分利用好螺桿空壓機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的余熱,以替代現(xiàn)有燃煤鍋爐制熱熱水設(shè)備,做好節(jié)能減排,在為企業(yè)創(chuàng)造良好效益的同時(shí),也能為保護(hù)環(huán)境盡一份力!

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