空压机余热回收与利用分析

作者:文/侯文卉来源:《压缩机》杂志
文章附图

空压机余热回收与利用分析

空压机余热回收是对空压机工作时产生的热量进行的回收利用。主要回收由电能转化为机械能所产生的热量,回收方式以油回收为主、气回收为辅。同时可以减轻后续冷却设备的负担。


低碳节能小知识

在华中、华北等地区,冬季需要集中供暖。传统的供暖方式是使用锅炉,需要消耗大量的煤炭或电能,成本较高。而空压机余热回收作为一种新的供暖方式,具有能源节约、装机容量成本低等优势,值得推广。


余热回收原理

空压机在运行时会产生较大的噪音和温度,这是它的特点之一。高温是空气被压缩时产生的,这些热量蕴含于压缩后的油、气混合物中。油、气经过分离后,产生的高温压缩空气和高温润滑油需要经过冷却系统才能使用。对于空压机从业人员来说,空压机的结构和原理是熟悉的,但对于用户来说可能并不了解,再次我们简单介绍一下。

在空气压缩机的压缩过程中,由于气体分子间的摩擦,真正用于增加气体势能的电能只占总能耗的一小部分,剩余的热能几乎等于空气压缩机的100%轴功率,而其中大约70~90%的热能可以被回收利用。

风冷机组将这些热量排放到大气中,而水冷机组则是通过冷却塔将热量排放到大气中。如果这些热量不被排放,将影响空气压缩机的正常工作,进而影响压缩空气的质量以及机组效率和寿命。

空压机余热回收是对空压机工作时产生的热量进行的回收利用。主要回收由电能转化为机械能所产生的热量,回收方式以油回收为主、气回收为辅。同时可以减轻后续冷却设备的负担。

空压机余热回收是一项符合国家节能减排政策的措施,用途也越来越广,主要用途有:员工洗澡、宿舍及办公室冬季供暖、厂房供暖、烘干房、辅助车间内生产及工艺、锅炉补充软化水、工业中央空调补热水供暖等等。

余热用途

冬季来临,天气逐渐变冷,很多地区需要供热采暖。蒸汽和锅炉等传统加热方式需要消耗大量的能源。在工厂和办公楼等地方,冬季需要供应热水来满足生活需求。在一些工作环境较差的行业,如矿物开采和搅拌站等,可以将回收的空压机余热用来加热自来水,供员工洗澡使用。对于需要使用锅炉供热的印染厂,空压机余热回收可以提前为锅炉预热,也可以单独使用该系统进行供热。这些不仅可以提高员工的的生活质量,也有助于企业降低经济成本。

铝加工行业在生产过程中会产生大量的热源,包括烟气余热、空压机余热和循环水余热。这些热源如果被有效利用,可以大幅降低企业的生产成本,减少对环境的影响,提高经济效益和社会效益。

如某铝板带厂空压站采用的余热回收方案,每年可节约费用110万元左右。该空压站4台350kw的空压机分别用两台安装一套油、双回收热交换器机组,两台空压机公用一套换热器的气回路给水加热,油回路给供暖循环水加热。在进水管安装电子除垢仪,生产的热水储存在浴室保温水箱中,供暖循环水安装一台加压泵,一台加水泵、输气阀、逆止阀等,采取封闭式管网,关闭空压机散热风扇。

空压机散热工作流程: 润滑油及空气-压缩机头-油气分离器-高温油、高温气体-热交换器油、气通道-空压机散热器的油、气通道-油进压缩机头、气进储存罐。冷水加热流程: 冷水供水泵组-电子除垢仪-高效热交换器水通道-比例电动调节阀-电磁阀-不锈钢保温水箱-热水输送管道-洗浴房。

供暖循环水加热流程: 循环水-供水泵组-高效热交换器水通道-比例电动调节阀-管网暖气片-回水管网。

自动补水流程:压力控制器一注水泵-管网。

再以晋能控股赵庄煤业为例,该公司经营范围包括煤炭开采和煤炭洗选。现场有10台262kW空压机和4台132kW空压机运行,加载率80%。一般煤矿给员工都是用自家企业的煤炭来烧热水给员工洗浴,由于煤矿粉尘较重,工人身上的粉尘较大,用水量也会随着增大,企业的用热水成本也会非常高。

空压机余热回收带来了良好的经济效益和社会环境效益,因此是一项值得关注和推广的节能模式


为了解决公司用水难、成本高问题,经过前期勘察,采集数据,配套了14台油气双回收余热回收机组,用于代替煤炭烧热水。改造效益: 全自动程序控制运行,双向自动控制油温水温,除外循环水泵需要耗电外,其余基本是零能耗。完全满足公司员工洗澡用水,按照现行状况,可以实现每年至少节约489万元左右的经济效益。

01

全天热量计算:

(10*262kW+132kW*4) *80%加载率*80%回收率*860kcal*24小时=41583820.8kcal

02

节能效益计算:

41583820.8kcal÷4300kCal/kg燃煤燃值六60%平均热效率*0.92元/kg燃料单价*330天489万元

再以大同高家窑煤业为例,该公司也是主营矿产资源开采、煤炭开采、煤炭洗选。现场有8台200kW空压机,加载率80%,24小时运行。在冬季时车间需供暖,公司原先烧煤用于两个车间供暖,年成本在100多万元左右。随着国家对环保、节能项目的大力推广和扶持,为贯彻落实好国家节能减排政策,针对公司空压机废弃的余热热源进行回收利用改造。解决方案要求,对工厂工艺供热需求,在满足环保要求的同时达到节能降耗的目的,并实现无人值守。根据前期了解,配套8台200kW空压机单油回收余热回收机组,替代烧煤锅炉。

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全天热量计算如下:

200kW*8台*80%加载率*70%回收效率*860kcal*24小时=18493440kcal

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节能效益计算如下:

18493440kcal÷4300kcal/kg燃煤燃值*60%平均热效率*0.92元/kg燃料单价*180天≈118万元


由以上数据可知,压缩机工作时的热量如得以回收利用,大多可以替代其它热源(如煤、天然气、柴油、锅炉等),减少公司运营成本。结语

空压机余热回收系统将以往浪费的热能回收利用,无黑烟、无噪音、无油污,真正实现零排放,降低了其他燃料的消耗,保护了环境,实现了真正意义上的节能环保。这带来了良好的经济效益和社会环境效益,因此空压机余热回收是一项值得关注和推广的节能模式。

广大空压机用户也应乘“碳达峰、碳中和”之风,充分利用好螺杆空压机在运行过程中产生的余热,以替代现有燃煤锅炉制热热水设备,做好节能减排,在为企业创造良好效益的同时,也能为保护环境尽一份力!




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