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浅析空压机余热回收的应用

发布时间:2018/08/17 点击量:

         空压机余热回收

 
         空压机是工业企业应用较为广泛的动能设备,其作用是为企业生产提供符合要求的压缩空气。空压机在运行过程中产生较多热量,排放到大气中。本文从利用空压机余热利用设想及对设想的验证,通过设备造型、论证、方案实施及效果验证,形成完整的空压机余热利用体系,通过实例说明了空压机余热应用的有效性。 
 
      压缩空气是工业领域中应用最广泛的动力源之一,由于其具有安全、无公害、调节性能好、输送方便等诸多优点,使其在现代工业领域中应用越来越广泛。但要得到品质优良的压缩空气需要消耗大量能源。客户共有无油螺杆空压机3台,两台ZR250和一台ZR110。正常生产过程中,同时运行ZR250和ZR110空压机才能满足生产所需压缩空气。客户工厂生产实行三班运行,两台空压机每天运行时间为24小时,每小时耗费电能达370kwh,85%的电能(310kwh)在工作时产生了热能,每天最多可回收热量约7430400kca,这些热量被冷却系统吸取后排放到空气中,浪费了能源,造成热污染。 
 
   因此,通过对空压机在运行过程中产生的热能研究与利用,较好解决电能使用后产生的浪费问题,提高能源有效利用率。 
 
  一、初步设想与论证 
  1初步设想 
1)将空压机产生热能从空压机内部导引到空压机外部;
2)新增能量控制装置,提高空压机冷却水供回水温度,将收集后的热能通过转化进行利用;
3)新增板式换热器,通过板式换热器使软化水和自来水隔离,让软化水对自来水进行加热,将导引出的热能予以收集;
4)增加储水箱将利用回收后的热能循环加热自来水,用于职工洗浴。 
 
  2设想论证 
1)空压机长期运转中产生高温的压缩气体,空压机一级转子出口温度190℃,二级转子出口温度160℃。降低空压机温度所需冷却水量为480吨。大家把这所谓的高温气体和液体进行对比性的换热,进行产生热水和降低空压机温度,改造时只进行水管连接,保证不造成漏油和漏水,不会对空压机造成损害;
2)能量控制装置主要作用为调节空压机进出水软化水温度,能够让软化水符合空压机运行要求,有利于热能的收集;
3)板式换热器具有传热效率高、结构紧凑拆洗方便、能实现纯逆流换热、不需要保温等优点,能够有效将收集的热能全运会传递给自来水,实现热能交换; 
4)设计储水箱为30t,加热至55℃夏季需要5小时,冬季需要6小时,全天能产生55℃热水90t以上,每人洗浴需水80kg,可满足1100人洗浴。我厂现有职工不足900人。 
 
空压机余热回收
 
  二、应用实例 
 
  1设备选型 
1)泵的选型。根据需要选择WP1-2泵两组,两组泵为自动主、辅切换;
2)交换器的形式与选择。大家采用板式换热器,因为:板式交换器传热效率高、结构紧凑、重量轻,可以设计并流、逆流和错流等流,可以通过灵活地增减板片的方法,调整所需换热面积;
3)水箱采用不锈钢板制作,容积为30t。主要特点有重量轻、强度高、耐腐蚀、耐高温、水质清洁,防渗,抗震,永不生青苔,安装方便,无需维修,便于清洗等诸多优,适合用于热水储存。 
 
  2工程施工 
  实施一、将冷却水串联接。 冷却水进"油冷"高压转子"低压转子"中冷&后冷"冷却水出 
  冷却水出口端加装温度调节阀,根据冷却水出口温度,温度调节阀调整冷却水出口温度控制在60℃以内,防止压缩机排气温度过高的同时,获得最好的回收热量品质。冷却水流量为:1/3~1/4(标准水量)。 
 
  实施二、水泵组安装。水泵采取两个泵互相备用,或定时切换,系统提供电动机短路器的手动操作装置。 
 
  实施三、热量转换装置。 
  1根据热量转换装置中转换热量的多少,泵机组的二次热交换器通过二次进水温度调节阀将全部或部分旁路,调整阀门控制冷却水回水在35℃以内,以保证空压机冷却水进水低于最高温度要求。 
  2冷却水流量调节阀,此阀起到开/关作用,它能够根据需要进行比例流量调节,通过它的作用对流量进行控制。 
  3空气排放阀。设备在初始运行时,由于系统是密闭的,为减少气阻,利用排放阀排出闭式冷却系统内的空气,达到控制冷却水水,保护和稳定冷却系统的目的。 
  4热水的产生及利用。空压机循环水吸取空压机产生热量升高温度,通过换热器不断加热水箱内自来水,使自来水温度达到55℃,由水箱内进入到盘管式热水器内(若温度低于洗浴要求,通过盘管热水器进行加热),通过泵传输到洗浴室供职工洗浴。 
 
  三、运行ZR250和ZR110两台空压机,其轴功率为370KW,可回收热量按85%计算:370 x 90% =314kW。冷却水量(35℃ 进/60℃ 出,温升:25℃),314 / (4.2 x 25 ℃)=2.9 l/s,一天能够产生从15℃加热55℃热水100吨以上。全年可回收空压机热能:Q= 7430400×310=2.3×109kcal,相当于2.7×105m3天然气产生热量,可节约成本87万元,减少相应燃料燃烧产生的CO2的排量,约为632t,对环境改善起到积极的推动作用。计算投入成本约为80万元,一年可收回成本。 
 
  空压机作为制造行业的能耗大户,节能潜力巨大,空压机余热回收不会对环境造成影响,也不会对空压机和车间的生产造成影响;可以延长空压机的使用寿命,使空压机各个零部件正常的运转;可以产生热水和暖气,供企业自有利用,是真正的必备节能工程。此项技术主要应用于工业企业,结合企业实际情况将这些热源进行利用,变废为宝,将原本排入环境的热量收集利用,减少相应的燃料消耗,达到节能减排的目的。 
 


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