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    1. 空壓機熱能回收分析

      發布時間:2018-10-08 18:15    

      摘要:壓縮機壓縮空氣產生大量的熱能,通過冷卻器散發到大氣中。如果回收利用,可幫助企業節約能源消耗,又能夠間接減少CO2的排放,有著良好的經濟、環境和社會效益。本方案通過回收空壓機熱能,用于工廠采暖和生活熱水使用,另外可用于RO反滲透自來水的升溫、鍋爐補充熱水等,達到節省能源,節約成本。

      1.無油空壓機冷卻工作原理

      空氣通過過濾器進入第一級低壓轉子的加壓和中間冷卻器冷卻,再通過管路系統進入第二級高壓轉子的加壓和后冷卻器冷卻,使高油的壓縮空氣降低到可接受的程度。外界的冷卻水進入后冷卻器、中間冷卻器和油冷卻器,冷卻高溫壓縮空氣和高溫油。油通過管路系統冷卻低壓轉子和高壓轉子,高溫油進入油冷卻器冷卻后,在內部循環使用。對于空壓機空氣經過第二級高壓轉子的壓縮,一般可以達到180℃~190℃的溫度,經過冷卻后,壓縮空氣溫度一般控制在40℃~45℃進入干燥機干燥,空壓機的輸入功率大約有90%(大部分為軸功率)是作為熱量通過冷卻器帶走,消耗在環境中的。

      2.現狀分析

      2.1 空壓機系統現狀分析

      2臺ZR200回收熱水情況。?

      ZR200熱能回收分析:?

      回收的效率為85%,加載率為90%,則該2臺ZR200空壓機滿負荷運行20小時可供每天回收的熱量為:6120KWH (400×85%×90%×20=6120KWH.)。?

      2.2 用熱系統現狀分析?

      ①冬季。取暖應用+洗澡水=綜合應用?

      a取暖應用。冬季取暖管道回水溫度為50度左右,進水溫度為65度左右,空壓機可回收溫度:最高90度,空壓機允許冷卻進水溫度最高35度??諌簷C熱能回收加熱取暖出水溫度高于65度(可到90度),回水溫度低于35度,90%加載、回收85%。熱能回收水每天循環量=174.86噸。400*0.85*0.9*3.6/4.2/(65-35)*20=174.86噸。

      每小時可用采暖熱量=174.86*1.17/24*(65-50)=153.44KW。?

      (冬季供暖要求出水溫度65度,回水溫度50度。)可用采暖面積為:153.44/0.12=1278m2。(根據暖通規定采暖面積 按照120W/m2計算)。?

      每天用于取暖的熱量為:?

      3068.8KWH.(153.44*20=3068.8KWH)?

      3068.8KWH相當于11047兆焦?

      180噸蒸汽的熱值為:2520兆焦/噸?

      每天折合節省蒸汽為:5.5噸。(蒸汽80%的熱效率利用計算)?

      蒸汽按照250元/噸,每天則可以節?。?375元。?

      b洗澡應用?

      自來水冬季溫度約為0度,需要加熱到50度供工人洗澡。?

      經過取暖加熱后,空壓機熱水回收的溫度約為50-55度左右,可把洗澡水加熱到45度。?

      2臺ZR200空壓機每小時可回收熱量:306KWH(400*0.85*0.9=306)?

      取暖每小時用掉:153.44KWH?

      每小時可用于洗澡水加熱的熱量為:152KWH。?

      洗澡水從0度到45度每天可以加熱量為:2.9噸/小時。?

      全天可以生產加熱洗澡水為:58噸/天(2.9*20)

      冬季加熱洗澡水可以節省蒸汽:5.5噸。?

      一個取暖冬季綜合應用每天可以節省蒸汽:11噸。?

      冬季熱量用于取暖和洗澡應用,洗澡水箱加熱完畢后,全部熱量用于取暖應用。

      ②其余季節 洗澡水=綜合應用?

      洗澡應用?

      自來水溫度約為15度,需要加熱到50度供工人洗澡。?

      2臺ZR200空壓機每小時可回收熱量:306KWH(400*0.85*0.9=306)?

      洗澡水從15度到50度熱水量為:7.5噸/小時。?

      全天可以生產加熱洗澡水為:150噸/天(7.5*20)?

      其余季節關閉取暖系統,滿足洗澡系統的應用。

      ③全年節省費用計算:?

      ④冷卻補充水夏季可大大降低,按照每天減少30噸補充量,每噸1.5元,150天計算可節?。?0×150×1.5=6750元。?

      ⑤總計可節省費用:?

      空壓機熱量應用+冷卻水減少量=91.3萬元。?

      3.改造方案

      此次改造的主要內容:空壓機提供優質的熱源通過改造和控制使之出口水溫度達到要求溫度,改造空壓機內部冷卻水系統,循環泵系統,熱交換系統。?

      空壓機經過改造后,熱能通過熱能輸出模塊C進行輸出,當外部不用熱量時,通過備用冷卻水(原冷水塔的水)進行散熱,保證空壓機的正常運行??諌簷C的空氣出口溫度經過再加的后冷器A進行降溫,保證空氣出口溫度達到干燥機的入口要求。當空壓機開時,相應的電動閥DF開啟,提取熱量??諌簷C關閉時,相應的DF關閉但留10%的開度,保證空壓機的余熱散發。洗澡換熱應用,洗澡水箱和洗澡的板式換熱器F1換熱,出口溫度由J1進行控制,當水箱內的溫度達到要求時,水泵組G1停止運行。洗澡應用,洗澡前15分鐘,回水電子閥門H2開啟,定壓水泵G3運行,把管道內的水預熱?;厮娮娱y門H2在15分鐘延時后關閉,洗澡進行,洗澡完畢定壓水泵G3關閉。洗澡水箱內的水位降到一定的比例時,補水電子閥門H1開啟,也可手動補水。軟水箱加熱,軟水箱的水由原先的水泵到達F2換熱器后,流回軟水箱。當軟水箱的水溫達到一定的溫度時,溫控電子閥門H2關閉。冬季取暖時,關閉取軟水箱的閥門,打開G2水泵,把取暖的回水到換熱器F1進行加熱,溫度由溫控閥門J2進行控制,然后再回到取暖的回水管路上。?

      空氣壓縮機是目前的市場上普遍使用的一種動力設備,只需進行適當的改造,可以提供品位較高的熱源,用于鍋爐進水預熱,生活熱水,空調供熱等。在保證熱回收效率最大化的同時,也使設備的油溫控制在正常合理的范圍,保障了設備的正常運行,對空壓機不會產生任何負面影響。?

        參考文獻:?

        [1]張瑋,李廣華.空壓機熱能回收與應用的探討[J].科技創新與應用,2013(13).?

        [2]張瑋,李廣華.空氣壓縮機熱能回收改造分析與應用[J].硅谷,2013(04).?

        [3]葉聿漳.空壓機熱能回收器的應用[J].能源與環境,2012(06).?

        作者簡介:?

        欒強(1975-),男,遼寧蓋縣人,工程師,科員,研究方向:電氣設備及自動化控制。

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