空壓機余熱回收的實時應用
發布時間:2018-08-29 作者:定盛機械文章來源:未知

空壓機是工業企業應用較為廣泛的動能設備,其作用是為企業生產提供符合要求的壓縮空氣??諌簷C在運行過程中產生較多熱量,排放到大氣中。本文從利用空壓機余熱回收設想及對設想的驗證,通過設備造型、論證、方案實施及效果驗證,形成完整的空壓機余熱利用體系,通過實例說明了空壓機余熱應用的有效性。
現狀:壓縮空氣是工業領域中應用最廣泛的動力源之一,由于其具有安全、無公害、調節性能好、輸送方便等諸多優點,使其在現代工業領域中應用越來越廣泛。但要得到品質優良的壓縮空氣需要消耗大量能源??蛻艄S共有無油螺桿空壓機3臺,兩臺ZR250和一臺ZR110。正常生產過程中,同時運行ZR250和ZR110空壓機才能滿足生產所需壓縮空氣。我廠生產實行三班運行,兩臺空壓機每天運行時間為24小時,每小時耗費電能達370kwh,85%的電能(310kwh)在工作時產生了熱能,每天最多可回收熱量約7430400kca,這些熱量被冷卻系統吸收后排放到空氣中,浪費了能源,造成熱污染。
因此,通過對空壓機在運行過程中產生的熱能研究與利用,較好解決電能使用后產生的浪費問題,提高能源有效利用率。 再加上前期對余熱回收的節能改造,完善了后期的工作工程。
一、初步設想與論證
1初步設想
1)將空壓機產生熱能從空壓機內部導引到空壓機外部;
2)新增能量控制裝置,提高空壓機冷卻水供回水溫度,將收集后的熱能通過轉化進行利用;
3)新增板式換熱器,通過板式換熱器使軟化水和自來水隔離,讓軟化水對自來水進行加熱,將導引出的熱能予以收集;
4)增加儲水箱將利用回收后的熱能循環加熱自來水,用于職工洗浴。
2設想論證
1)空壓機長期運轉中產生高溫的壓縮氣體,空壓機一級轉子出口溫度190℃,二級轉子出口溫度160℃。降低空壓機溫度所需冷卻水量為480噸。我們把這所謂的高溫氣體和液體進行對比性的換熱,進行產生熱水和降低空壓機溫度,改造時只進行水管連接,保證不造成漏油和漏水,不會對空壓機造成損害;
2)能量控制裝置主要作用為調節空壓機進出水軟化水溫度,能夠讓軟化水符合空壓機運行要求,有利于熱能的收集;
3)板式換熱器具有傳熱效率高、結構緊湊拆洗方便、能實現純逆流換熱、不需要保溫等優點,能夠有效將收集的熱能全運回傳遞給自來水,實現熱能交換;
4)設計儲水箱為30t,加熱至55℃夏季需要5小時,冬季需要6小時,全天能產生55℃熱水90t以上,每人洗浴需水80kg,可滿足1100人洗浴。我廠現有職工不足900人。

二、應用實例
1設備選型
1)泵的選型。根據需要選擇WP1-2泵兩組,兩組泵為自動主、輔切換;
2)交換器的形式與選擇。我們采用板式換熱器,因為:板式交換器傳熱效率高、結構緊湊、重量輕,可以設計并流、逆流和錯流等流,可以通過靈活地增減板片的方法,調整所需換熱面積;
3)水箱采用不銹鋼板制作,容積為30t。主要特點有重量輕、強度高、耐腐蝕、耐高溫、水質清潔,防滲,抗震,永不生青苔,安裝方便,無需維修,便于清洗等諸多優,適合用于熱水儲存。
2工程施工
實施一、將冷卻水串聯接。 冷卻水進"油冷"高壓轉子"低壓轉子"中冷&后冷"冷卻水出
冷卻水出口端加裝溫度調節閥,根據冷卻水出口溫度,溫度調節閥調整冷卻水出口溫度控制在60℃以內,防止壓縮機排氣溫度過高的同時,獲得最好的回收熱量品質。冷卻水流量為:1/3~1/4(標準水量)。
實施二、水泵組安裝。水泵采取兩個泵互相備用,或定時切換,系統提供電動機短路器的手動操作裝置。
實施三、熱量轉換裝置。
1根據熱量轉換裝置中轉換熱量的多少,泵機組的二次熱交換器通過二次進水溫度調節閥將全部或部分旁路,調整閥門控制冷卻水回水在35℃以內,以保證空壓機冷卻水進水低于最高溫度要求。
2冷卻水流量調節閥,此閥起到開/關作用,它能夠根據需要進行比例流量調節,通過它的作用對流量進行控制。
3空氣排放閥。設備在初始運行時,由于系統是密閉的,為減少氣阻,利用排放閥排出閉式冷卻系統內的空氣,達到控制冷卻水水,保護和穩定冷卻系統的目的。
4熱水的產生及利用??諌簷C循環水吸收空壓機產生熱量升高溫度,通過換熱器不斷加熱水箱內自來水,使自來水溫度達到55℃,由水箱內進入到盤管式熱水器內(若溫度低于洗浴要求,通過盤管熱水器進行加熱),通過泵傳輸到洗浴室供職工洗浴。
三、運行ZR250和ZR110兩臺空壓機,其軸功率為370KW,可回收熱量按85%計算:370 x 90% =314kW。冷卻水量(35℃ 進/60℃ 出,溫升:25℃),314 / (4.2 x 25 ℃)=2.9 l/s,一天能夠產生從15℃加熱55℃熱水100噸以上。全年可回收空壓機熱能:Q= 7430400×310=2.3×109kcal,相當于2.7×105m3天然氣產生熱量,可節約成本87萬元,減少相應燃料燃燒產生的CO2的排量,約為632t,對環境改善起到積極的推動作用。計算投入成本約為80萬元,一年可收回成本。
空壓機作為制造行業的能耗大戶,節能潛力巨大,空壓機余熱回收不會對環境造成影響,也不會對空壓機和車間的生產造成影響;可以延長空壓機的使用壽命,使空壓機各個零部件正常的運轉;可以產生熱水和暖氣,供企業自有利用,是真正的必備節能工程。此項技術主要應用于工業企業,結合企業實際情況將這些熱源進行利用,變廢為寶,將原本排入環境的熱量收集利用,減少相應的燃料消耗,達到節能減排的目的。