【壓縮機(jī)網(wǎng)】前言
在環(huán)保系統(tǒng)中，空壓機(jī)余熱回收作為環(huán)保工作的切入點(diǎn)，影響著企業(yè)的發(fā)展，也影響著經(jīng)濟(jì)與環(huán)境多重效益。改造設(shè)計(jì)空壓機(jī)余熱回收系統(tǒng)，是當(dāng)前企業(yè)生產(chǎn)管理的重要工作之一，所以在相關(guān)設(shè)備系統(tǒng)改造升級(jí)過程中，設(shè)計(jì)人員需要緊扣改造的重心，保證改造系統(tǒng)與空壓機(jī)合理匹配，提高系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。
空壓機(jī)在工作狀態(tài)，將空氣與噴入的潤(rùn)滑油混合，形成油氣混合物質(zhì)。壓縮空氣過程中產(chǎn)生的熱量使得空壓機(jī)內(nèi)部積聚大量余熱。在一定時(shí)間節(jié)點(diǎn)，油氣混合物被分離成油和氣體，分別進(jìn)入不同的處理管道。氣體進(jìn)入正常狀態(tài)，而油則被收集起來進(jìn)一步處理或再利用。
為了收集空壓機(jī)所產(chǎn)生的余熱，需要使用專門的余熱回收設(shè)備，并針對(duì)不同的空壓機(jī)類型進(jìn)行系統(tǒng)性改造。企業(yè)對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行合理的改造，能夠?qū)⒖諌簷C(jī)運(yùn)行中的余熱收集起來與水換熱，供生產(chǎn)、生活用熱水來利用，并且能夠加熱空氣，起到烘干、供暖的作用，這樣能夠大大增加空壓機(jī)余熱使用途徑。改造完成后，還需將內(nèi)部和外部的機(jī)器零件進(jìn)行整合處理，以確保空壓機(jī)在壓縮空氣時(shí)能夠進(jìn)行嚴(yán)格的過濾處理，提高空氣純凈度。
眾所周知，在進(jìn)行余熱收集工作時(shí)，溫度的控制是非常重要的。所以在對(duì)余熱回收系統(tǒng)改造的過程中，為了能夠提高余熱收集效率，需要對(duì)空壓機(jī)內(nèi)的油溫進(jìn)行準(zhǔn)確的控制與管理。空壓機(jī)工作時(shí)，當(dāng)溫度上升到設(shè)定的數(shù)值，自動(dòng)啟動(dòng)空壓機(jī)余熱回收設(shè)備，將水箱內(nèi)的存水進(jìn)行循環(huán)，通過換熱反應(yīng)，調(diào)整水箱內(nèi)的水體溫度，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行以及熱水系統(tǒng)的正常使用。
空壓機(jī)余熱回收案例分享
案例1：長(zhǎng)治某企業(yè)，宿舍樓需用熱水以及為辦公室供暖。宿舍樓共有400人，辦公室需供暖1000平；該企業(yè)有55kW、132kW、250kW空壓機(jī)各一臺(tái)，加載率約為80%，24小時(shí)運(yùn)行。在運(yùn)行過程中空壓機(jī)的高溫油廢熱回收空間巨大，但以前通過冷卻系統(tǒng)浪費(fèi)了大量熱能。針對(duì)現(xiàn)有的空壓機(jī)功率分別配套余熱回收設(shè)備，空壓機(jī)余熱回收系統(tǒng)通過回收3臺(tái)噴油螺桿空壓機(jī)的廢熱，代替了之前使用的電加熱熱水器，滿足了宿舍樓員工用熱需求，減少了企業(yè)熱源成本和二氧化碳排放量。
該項(xiàng)目采用55kW、132kW、250kW的3臺(tái)水冷空壓機(jī)，考慮到負(fù)載率、換熱器的換熱效率等因素，每臺(tái)空壓機(jī)的余熱回收效率按70%計(jì)算，則3臺(tái)水冷空壓機(jī)每小時(shí)可回收的功率為：
可回收功率=空壓機(jī)額定功率*空壓機(jī)負(fù)載率*熱回收效率
Q=P*n1*n2
=（55kW+132kW+250kW）*80%*70%
≈244kW
860kcal一1kW電能產(chǎn)生熱量：
244kW*860kcal=209840kcal
根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁乜芍鹤詠硭M(jìn)水溫度按6℃計(jì)算，將水溫升至50℃，空壓機(jī)每小時(shí)可產(chǎn)生的熱水量為：
根據(jù)計(jì)算公式：CM△t可得出1噸水6℃升溫50℃需要熱量：
1kcal/kg/℃×1000kg×(50℃-6℃)
=44000kcal
則一小時(shí)可產(chǎn)熱水為：
209840kcal/44000kcal≈4.7T
一天可產(chǎn)熱水：4.7T*24小時(shí)≈112T
據(jù)了解，該企業(yè)滿足400人洗浴后剩余熱量還可用于供暖，按每人洗浴用100L計(jì)算，400人洗浴所需熱水量為：
100人×100L=40000L（40噸）
40噸溫差44℃熱水所需熱量為洗浴熱水按50℃計(jì)算（Q為可回收熱量，C為水的比熱容取1kg.℃/kcal，△T為溫差取44℃，常年地下水平均溫度為6℃）：
Q1=40噸×(50℃-6℃)×1×1000kcal=1760000kcal
滿足400人需要洗澡熱量為：
1kW=860kcal
Q1=1760000kcal÷860kcal÷24h≈85kW
則滿足400人洗浴后剩余熱量為：
244kW-85kW=159kW
供暖面積計(jì)算：根據(jù)暖通手冊(cè)可知常規(guī)3.5m高建筑供暖熱負(fù)荷需按照80W/m2。供暖建筑如果為活動(dòng)板房，保溫效果較差，供暖熱負(fù)荷需按照130W/m2，實(shí)際供暖面積要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況而定，其他現(xiàn)場(chǎng)情況另外計(jì)算。
說明：供暖面積計(jì)算公式：空壓機(jī)可回收功率÷80W/130W=供暖面積
S=159kW*1000÷80W/130W
≈1987m2/1223m2
綜上可知：3臺(tái)空壓機(jī)，額定壓力下連續(xù)24小時(shí)運(yùn)行，加載率估算為80%的工況下，則可滿足終端用熱水以及辦公室供暖問題。以上數(shù)據(jù)計(jì)算是根據(jù)空壓機(jī)額定壓力下，加載率為80%連續(xù)加載、運(yùn)行油溫在80-95℃情況下理論熱量計(jì)算，不同工況下，制熱量會(huì)有偏差。
電加熱熱水器的電熱轉(zhuǎn)換率為95%，每度電產(chǎn)生的最大熱量是Q=860千卡/度×95%=817千卡/度，根據(jù)當(dāng)?shù)仉妰r(jià)為0.6元/度，按年運(yùn)行330天計(jì)算：
209840kcal*24小時(shí)=5036160kcal
案例2：新時(shí)代藥業(yè)有限公司是一家國(guó)家級(jí)重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)，該公司1臺(tái)nx8000離心機(jī)項(xiàng)目配套了空壓機(jī)余熱回收設(shè)備，替代了原有蒸汽加熱，每年可為企業(yè)節(jié)約蒸汽能源費(fèi)用將近146萬元。
經(jīng)計(jì)算：熱回收換熱器苛刻工況按冬季290標(biāo)方運(yùn)行時(shí)，每小時(shí)可回收功率為377kW。
該空壓機(jī)房空壓機(jī)工作情況一般為24小時(shí)，一天可回收功率為：24小時(shí)*377kW=9048kW/天，一年工作按330天計(jì)算，每年可回收功率為：9048kW/天*330天=2985840kW/年
1kW=860kcal，一年可回收熱量為：2985840kW/年*860kcal=2567822400kcal
1噸蒸汽的熱量為60萬kcal，蒸汽的可利用效率為82%。
一年可節(jié)省蒸汽：2567822400kcal÷600000kcal÷82%=5219噸蒸汽
1噸蒸汽按280元計(jì)算，一年可節(jié)省蒸汽費(fèi)用為：5219噸*280元=1461362元。
小結(jié)
空壓機(jī)的使用幾乎遍布各個(gè)行業(yè)，從以上分析可知，空壓機(jī)的余熱利用有非常大的節(jié)能潛力和經(jīng)濟(jì)效益。從“十四五”的節(jié)能規(guī)劃和企業(yè)降低生產(chǎn)成本增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的角度考慮，空壓機(jī)余熱利用將是一項(xiàng)非常值得在工業(yè)企業(yè)中推廣的項(xiàng)目。企業(yè)在進(jìn)行余熱回收技術(shù)改造時(shí)，通過選擇符合企業(yè)實(shí)際情況的余熱回收方案，可將空壓機(jī)以往浪費(fèi)的熱能回收利用，降低其他燃料的消耗，保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)真正意義上的節(jié)能環(huán)保，帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)環(huán)境效益，在目前甚至未來都有良好的市場(chǎng)前景。
來源：本站原創(chuàng)
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在環(huán)保系統(tǒng)中，空壓機(jī)余熱回收作為環(huán)保工作的切入點(diǎn)，影響著企業(yè)的發(fā)展，也影響著經(jīng)濟(jì)與環(huán)境多重效益。改造設(shè)計(jì)空壓機(jī)余熱回收系統(tǒng)，是當(dāng)前企業(yè)生產(chǎn)管理的重要工作之一，所以在相關(guān)設(shè)備系統(tǒng)改造升級(jí)過程中，設(shè)計(jì)人員需要緊扣改造的重心，保證改造系統(tǒng)與空壓機(jī)合理匹配，提高系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。
空壓機(jī)在工作狀態(tài)，將空氣與噴入的潤(rùn)滑油混合，形成油氣混合物質(zhì)。壓縮空氣過程中產(chǎn)生的熱量使得空壓機(jī)內(nèi)部積聚大量余熱。在一定時(shí)間節(jié)點(diǎn)，油氣混合物被分離成油和氣體，分別進(jìn)入不同的處理管道。氣體進(jìn)入正常狀態(tài)，而油則被收集起來進(jìn)一步處理或再利用。
為了收集空壓機(jī)所產(chǎn)生的余熱，需要使用專門的余熱回收設(shè)備，并針對(duì)不同的空壓機(jī)類型進(jìn)行系統(tǒng)性改造。企業(yè)對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行合理的改造，能夠?qū)⒖諌簷C(jī)運(yùn)行中的余熱收集起來與水換熱，供生產(chǎn)、生活用熱水來利用，并且能夠加熱空氣，起到烘干、供暖的作用，這樣能夠大大增加空壓機(jī)余熱使用途徑。改造完成后，還需將內(nèi)部和外部的機(jī)器零件進(jìn)行整合處理，以確保空壓機(jī)在壓縮空氣時(shí)能夠進(jìn)行嚴(yán)格的過濾處理，提高空氣純凈度。
眾所周知，在進(jìn)行余熱收集工作時(shí)，溫度的控制是非常重要的。所以在對(duì)余熱回收系統(tǒng)改造的過程中，為了能夠提高余熱收集效率，需要對(duì)空壓機(jī)內(nèi)的油溫進(jìn)行準(zhǔn)確的控制與管理。空壓機(jī)工作時(shí)，當(dāng)溫度上升到設(shè)定的數(shù)值，自動(dòng)啟動(dòng)空壓機(jī)余熱回收設(shè)備，將水箱內(nèi)的存水進(jìn)行循環(huán)，通過換熱反應(yīng)，調(diào)整水箱內(nèi)的水體溫度，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行以及熱水系統(tǒng)的正常使用。
空壓機(jī)余熱回收案例分享
案例1：長(zhǎng)治某企業(yè)，宿舍樓需用熱水以及為辦公室供暖。宿舍樓共有400人，辦公室需供暖1000平；該企業(yè)有55kW、132kW、250kW空壓機(jī)各一臺(tái)，加載率約為80%，24小時(shí)運(yùn)行。在運(yùn)行過程中空壓機(jī)的高溫油廢熱回收空間巨大，但以前通過冷卻系統(tǒng)浪費(fèi)了大量熱能。針對(duì)現(xiàn)有的空壓機(jī)功率分別配套余熱回收設(shè)備，空壓機(jī)余熱回收系統(tǒng)通過回收3臺(tái)噴油螺桿空壓機(jī)的廢熱，代替了之前使用的電加熱熱水器，滿足了宿舍樓員工用熱需求，減少了企業(yè)熱源成本和二氧化碳排放量。
該項(xiàng)目采用55kW、132kW、250kW的3臺(tái)水冷空壓機(jī)，考慮到負(fù)載率、換熱器的換熱效率等因素，每臺(tái)空壓機(jī)的余熱回收效率按70%計(jì)算，則3臺(tái)水冷空壓機(jī)每小時(shí)可回收的功率為：
可回收功率=空壓機(jī)額定功率*空壓機(jī)負(fù)載率*熱回收效率
Q=P*n1*n2
=（55kW+132kW+250kW）*80%*70%
≈244kW
860kcal一1kW電能產(chǎn)生熱量：
244kW*860kcal=209840kcal
根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁乜芍鹤詠硭M(jìn)水溫度按6℃計(jì)算，將水溫升至50℃，空壓機(jī)每小時(shí)可產(chǎn)生的熱水量為：
根據(jù)計(jì)算公式：CM△t可得出1噸水6℃升溫50℃需要熱量：
1kcal/kg/℃×1000kg×(50℃-6℃)
=44000kcal
則一小時(shí)可產(chǎn)熱水為：
209840kcal/44000kcal≈4.7T
一天可產(chǎn)熱水：4.7T*24小時(shí)≈112T
據(jù)了解，該企業(yè)滿足400人洗浴后剩余熱量還可用于供暖，按每人洗浴用100L計(jì)算，400人洗浴所需熱水量為：
100人×100L=40000L（40噸）
40噸溫差44℃熱水所需熱量為洗浴熱水按50℃計(jì)算（Q為可回收熱量，C為水的比熱容取1kg.℃/kcal，△T為溫差取44℃，常年地下水平均溫度為6℃）：
Q1=40噸×(50℃-6℃)×1×1000kcal=1760000kcal
滿足400人需要洗澡熱量為：
1kW=860kcal
Q1=1760000kcal÷860kcal÷24h≈85kW
則滿足400人洗浴后剩余熱量為：
244kW-85kW=159kW
供暖面積計(jì)算：根據(jù)暖通手冊(cè)可知常規(guī)3.5m高建筑供暖熱負(fù)荷需按照80W/m2。供暖建筑如果為活動(dòng)板房，保溫效果較差，供暖熱負(fù)荷需按照130W/m2，實(shí)際供暖面積要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況而定，其他現(xiàn)場(chǎng)情況另外計(jì)算。
說明：供暖面積計(jì)算公式：空壓機(jī)可回收功率÷80W/130W=供暖面積
S=159kW*1000÷80W/130W
≈1987m2/1223m2
綜上可知：3臺(tái)空壓機(jī)，額定壓力下連續(xù)24小時(shí)運(yùn)行，加載率估算為80%的工況下，則可滿足終端用熱水以及辦公室供暖問題。以上數(shù)據(jù)計(jì)算是根據(jù)空壓機(jī)額定壓力下，加載率為80%連續(xù)加載、運(yùn)行油溫在80-95℃情況下理論熱量計(jì)算，不同工況下，制熱量會(huì)有偏差。
電加熱熱水器的電熱轉(zhuǎn)換率為95%，每度電產(chǎn)生的最大熱量是Q=860千卡/度×95%=817千卡/度，根據(jù)當(dāng)?shù)仉妰r(jià)為0.6元/度，按年運(yùn)行330天計(jì)算：
209840kcal*24小時(shí)=5036160kcal
案例2：新時(shí)代藥業(yè)有限公司是一家國(guó)家級(jí)重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)，該公司1臺(tái)nx8000離心機(jī)項(xiàng)目配套了空壓機(jī)余熱回收設(shè)備，替代了原有蒸汽加熱，每年可為企業(yè)節(jié)約蒸汽能源費(fèi)用將近146萬元。
經(jīng)計(jì)算：熱回收換熱器苛刻工況按冬季290標(biāo)方運(yùn)行時(shí)，每小時(shí)可回收功率為377kW。
該空壓機(jī)房空壓機(jī)工作情況一般為24小時(shí)，一天可回收功率為：24小時(shí)*377kW=9048kW/天，一年工作按330天計(jì)算，每年可回收功率為：9048kW/天*330天=2985840kW/年
1kW=860kcal，一年可回收熱量為：2985840kW/年*860kcal=2567822400kcal
1噸蒸汽的熱量為60萬kcal，蒸汽的可利用效率為82%。
一年可節(jié)省蒸汽：2567822400kcal÷600000kcal÷82%=5219噸蒸汽
1噸蒸汽按280元計(jì)算，一年可節(jié)省蒸汽費(fèi)用為：5219噸*280元=1461362元。
小結(jié)
空壓機(jī)的使用幾乎遍布各個(gè)行業(yè)，從以上分析可知，空壓機(jī)的余熱利用有非常大的節(jié)能潛力和經(jīng)濟(jì)效益。從“十四五”的節(jié)能規(guī)劃和企業(yè)降低生產(chǎn)成本增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的角度考慮，空壓機(jī)余熱利用將是一項(xiàng)非常值得在工業(yè)企業(yè)中推廣的項(xiàng)目。企業(yè)在進(jìn)行余熱回收技術(shù)改造時(shí)，通過選擇符合企業(yè)實(shí)際情況的余熱回收方案，可將空壓機(jī)以往浪費(fèi)的熱能回收利用，降低其他燃料的消耗，保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)真正意義上的節(jié)能環(huán)保，帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)環(huán)境效益，在目前甚至未來都有良好的市場(chǎng)前景。
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