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空壓機余熱回收與利用分析

  【壓縮機網(wǎng)】在華中、華北等地區,冬季需要集中供暖。傳統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。而空壓機余熱回收作為一種新的供暖方式,具有能源節約、裝機容量成本低等優(yōu)勢,值得推廣。

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  空壓機在運行時(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滑油需要經(jīng)過(guò)冷卻系統才能使用。對于空壓機從業(yè)人員來(lái)說(shuō),空壓機的結構和原理是熟悉的,但對于用戶(hù)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)冷機組將這些熱量排放到大氣中,而水冷機組則是通過(guò)冷卻塔將熱量排放到大氣中。如果這些熱量不被排放,將影響空氣壓縮機的正常工作,進(jìn)而影響壓縮空氣的質(zhì)量以及機組效率和壽命。

  空壓機余熱回收是對空壓機工作時(shí)產(chǎn)生的熱量進(jìn)行的回收利用。主要回收由電能轉化為機械能所產(chǎn)生的熱量,回收方式以油回收為主、氣回收為輔。同時(shí)可以減輕后續冷卻設備的負擔。

  空壓機余熱回收是一項符合國家節能減排政策的措施,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(chǎng)房供暖、烘干房、輔助車(chē)間內生產(chǎn)及工藝、鍋爐補充軟化水、工業(yè)中央空調補熱水供暖等等。

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  冬季來(lái)臨,天氣逐漸變冷,很多地區需要供熱采暖。蒸汽和鍋爐等傳統加熱方式需要消耗大量的能源。在工廠(chǎng)和辦公樓等地方,冬季需要供應熱水來(lái)滿(mǎn)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余熱用來(lái)加熱自來(lái)水,供員工洗澡使用。對于需要使用鍋爐供熱的印染廠(chǎng),空壓機余熱回收可以提前為鍋爐預熱,也可以單獨使用該系統進(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,減少對環(huán)境的影響,提高經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。

  如某鋁板帶廠(chǎng)空壓站采用的余熱回收方案,每年可節約費用110萬(wàn)元左右。該空壓站4臺350kW的空壓機分別用兩臺安裝一套油、氣雙回收熱交換器機組,兩臺空壓機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)的熱水儲存在浴室保溫水箱中,供暖循環(huán)水安裝一臺加壓,一臺加水、輸氣、逆止等,采取封閉式管網(wǎng),關(guān)閉空壓機散熱風(fēng)扇。

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

  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)調節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)調節閥一管網(wǎng)暖氣片一回水管網(wǎng)。

  自動(dòng)補水流程: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場(chǎng)有10臺262kW空壓機和4臺132kW空壓機運行,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(zhù)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,采集數據,配套了14臺油氣雙回收余熱回收機組,用于代替煤炭燒熱水。改造效益:全自動(dòng)程序控制運行,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(mǎn)足公司員工洗澡用水,按照現行狀況,可以實(shí)現每年至少節約489萬(wàn)元左右的經(jīng)濟效益。

  全天熱量計算:

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

  節能效益計算:

  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場(chǎng)有8臺200kW空壓機,加載率80%,24小時(shí)運行。在冬季時(shí)車(chē)間需供暖,公司原先燒煤用于兩個(gè)車(chē)間供暖,年成本在100多萬(wàn)元左右。隨著(zhù)國家對環(huán)保、節能項目的大力推廣和扶持,為貫徹落實(shí)好國家節能減排政策,針對公司空壓機廢棄的余熱熱源進(jìn)行回收利用改造。解決方案要求,對工廠(chǎng)工藝供熱需求,在滿(mǎn)足環(huán)保要求的同時(shí)達到節能降耗的目的,并實(shí)現無(wú)人值守。根據前期了解,配套8臺200kW空壓機單油回收余熱回收機組,替代燒煤鍋爐。

  全天熱量計算如下:

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

  節能效益計算如下:

  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

  由以上數據可知,壓縮機工作時(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),減少公司運營(yíng)成本。

  結語(yǔ)

  空壓機余熱回收系統將以往浪費的熱能回收利用,無(wú)黑煙、無(wú)噪音、元油污,真正實(shí)現零排放,降低了其他燃料的消耗,保護了環(huán)境,實(shí)現了真正意義上的節能環(huán)保。這帶來(lái)了良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )環(huán)境效益,因此空壓機余熱回收是一項值得關(guān)注和推廣的節能模式。

  廣大空壓機用戶(hù)也應乘“碳達峰、碳中和”之風(fēng),充分利用好螺桿空壓機在運行過(guò)程中產(chǎn)生的余熱,以替代現有燃煤鍋爐制熱熱水設備,做好節能減排,在為企業(yè)創(chuàng )造良好效益的同時(shí),也能為保護環(huán)境盡一份力!

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