淺論空壓機(jī)產(chǎn)生余熱的應(yīng)用

摘 要：空壓機(jī)是工業(yè)企業(yè)應(yīng)用較為廣泛的動能設(shè)備，其作用是為企業(yè)生產(chǎn)提供符合要求的壓縮空氣。空壓機(jī)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生較多熱量，排放到大氣中。本文從利用空壓機(jī)余熱利用設(shè)想及對設(shè)想的驗(yàn)證，通過設(shè)備造型、論證、方案實(shí)施及效果驗(yàn)證，形成完整的空壓機(jī)余熱利用體系，通過實(shí)例說明了空壓機(jī)余熱應(yīng)用的有效性。

關(guān)鍵詞：空壓機(jī)；余熱；改進(jìn)；應(yīng)用

中圖分類號：TH45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

現(xiàn)狀：壓縮空氣是工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的動力源之一，由于其具有安全、無公害、調(diào)節(jié)性能好、輸送方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，使其在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用越來越廣泛。但要得到品質(zhì)優(yōu)良的壓縮空氣需要消耗大量能源。我廠共有無油螺桿空壓機(jī)3臺，兩臺ZR250和一臺ZR110。正常生產(chǎn)過程中，同時(shí)運(yùn)行ZR250和ZR110空壓機(jī)才能滿足生產(chǎn)所需壓縮空氣。我廠生產(chǎn)實(shí)行三班運(yùn)行，兩臺空壓機(jī)每天運(yùn)行時(shí)間為24小時(shí)，每小時(shí)耗費(fèi)電能達(dá)370kwh，85%的電能（310kwh）在工作時(shí)產(chǎn)生了熱能，每天最多可回收熱量約7430400kca，這些熱量被冷卻系統(tǒng)吸收后排放到空氣中，浪費(fèi)了能源，造成熱污染。

我廠設(shè)備現(xiàn)狀及設(shè)備布局

因此，通過對空壓機(jī)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱能研究與利用，較好解決電能使用后產(chǎn)生的浪費(fèi)問題，提高能源有效利用率。

一、初步設(shè)想與論證

1初步設(shè)想

1）將空壓機(jī)產(chǎn)生熱能從空壓機(jī)內(nèi)部導(dǎo)引到空壓機(jī)外部；2）新增能量控制裝置，提高空壓機(jī)冷卻水供回水溫度，將收集后的熱能通過轉(zhuǎn)化進(jìn)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(jìn)行加熱，將導(dǎo)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(huán)加熱自來水，用于職工洗浴。

2設(shè)想論證

1）空壓機(jī)長期運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生高溫的壓縮氣體，空壓機(jī)一級轉(zhuǎn)子出口溫度190℃，二級轉(zhuǎn)子出口溫度160℃。降低空壓機(jī)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(jìn)行對比性的換熱，進(jìn)行產(chǎn)生熱水和降低空壓機(jī)溫度，改造時(shí)只進(jìn)行水管連接，保證不造成漏油和漏水，不會對空壓機(jī)造成損害；2）能量控制裝置主要作用為調(diào)節(jié)空壓機(jī)進(jìn)出水軟化水溫度，能夠讓軟化水符合空壓機(jī)運(yùn)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(jié)構(gòu)緊湊拆洗方便、能實(shí)現(xiàn)純逆流換熱、不需要保溫等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效將收集的熱能全運(yùn)會傳遞給自來水，實(shí)現(xiàn)熱能交換；

4）設(shè)計(jì)儲水箱為30t，加熱至55℃夏季需要5小時(shí)，冬季需要6小時(shí)，全天能產(chǎn)生55℃熱水90t以上，每人洗浴需水80kg，可滿足1100人洗浴。我廠現(xiàn)有職工不足900人。

二、應(yīng)用實(shí)例

1設(shè)備選型

1）泵的選型。根據(jù)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?yàn)椋喊迨浇粨Q器傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，可以設(shè)計(jì)并流、逆流和錯(cuò)流等流，可以通過靈活地增減板片的方法，調(diào)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(diǎn)有重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐高溫、水質(zhì)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(yōu)，適合用于熱水儲存。

2工程施工

實(shí)施一、將冷卻水串聯(lián)接。 冷卻水進(jìn)\"油冷\"高壓轉(zhuǎn)子\"低壓轉(zhuǎn)子\"中冷后冷\"冷卻水出

冷卻水出口端加裝溫度調(diào)節(jié)閥，根據(jù)冷卻水出口溫度，溫度調(diào)節(jié)閥調(diào)整冷卻水出口溫度控制在60℃以內(nèi)，防止壓縮機(jī)排氣溫度過高的同時(shí)，獲得最好的回收熱量品質(zhì)。冷卻水流量為：1/3～1/4（標(biāo)準(zhǔn)水量）。

實(shí)施二、水泵組安裝。水泵采取兩個(gè)泵互相備用，或定時(shí)切換，系統(tǒng)提供電動機(jī)短路器的手動操作裝置。

實(shí)施三、熱量轉(zhuǎn)換裝置。

1根據(jù)熱量轉(zhuǎn)換裝置中轉(zhuǎn)換熱量的多少，泵機(jī)組的二次熱交換器通過二次進(jìn)水溫度調(diào)節(jié)閥將全部或部分旁路，調(diào)整閥門控制冷卻水回水在35℃以內(nèi)，以保證空壓機(jī)冷卻水進(jìn)水低于最高溫度要求。

2冷卻水流量調(diào)節(jié)閥，此閥起到開/關(guān)作用，它能夠根據(jù)需要進(jìn)行比例流量調(diào)節(jié)，通過它的作用對流量進(jìn)行控制。

3空氣排放閥。設(shè)備在初始運(yùn)行時(shí)，由于系統(tǒng)是密閉的，為減少氣阻，利用排放閥排出閉式冷卻系統(tǒng)內(nèi)的空氣，達(dá)到控制冷卻水水，保護(hù)和穩(wěn)定冷卻系統(tǒng)的目的。

4熱水的產(chǎn)生及利用。空壓機(jī)循環(huán)水吸收空壓機(jī)產(chǎn)生熱量升高溫度，通過換熱器不斷加熱水箱內(nèi)自來水，使自來水溫度達(dá)到55℃，由水箱內(nèi)進(jìn)入到盤管式熱水器內(nèi)（若溫度低于洗浴要求，通過盤管熱水器進(jìn)行加熱），通過泵傳輸?shù)较丛∈夜┞毠は丛　?/p>

三、運(yùn)行ZR250和ZR110兩臺空壓機(jī)，其軸功率為370KW，可回收熱量按85%計(jì)算：370 x 90% =314kW。冷卻水量（35℃ 進(jìn)/60℃ 出，溫升：25℃），314 / （4.2 x 25 ℃）=2.9 l/s，一天能夠產(chǎn)生從15℃加熱55℃熱水100噸以上。全年可回收空壓機(jī)熱能：Q= 7430400×310=2.3×109kcal，相當(dāng)于2.7×105m3天然氣產(chǎn)生熱量，可節(jié)約成本87萬元，減少相應(yīng)燃料燃燒產(chǎn)生的CO2的排量，約為632t，對環(huán)境改善起到積極的推動作用。計(jì)算投入成本約為80萬元，一年可收回成本。

結(jié)語

空壓機(jī)作為制造行業(yè)的能耗大戶，節(jié)能潛力巨大，空壓機(jī)余熱回收不會對環(huán)境造成影響，也不會對空壓機(jī)和車間的生產(chǎn)造成影響；可以延長空壓機(jī)的使用壽命，使空壓機(jī)各個(gè)零部件正常的運(yùn)轉(zhuǎn)；可以產(chǎn)生熱水和暖氣，供企業(yè)自有利用，是真正的必備節(jié)能工程。此項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)，結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況將這些熱源進(jìn)行利用，變廢為寶，將原本排入環(huán)境的熱量收集利用，減少相應(yīng)的燃料消耗，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

參考文獻(xiàn)

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