空壓機熱回收與應用端使用探討

李國林

（敦南微電子（無錫）有限公司 江蘇無錫 214028）

目前各工廠使用空壓機產生壓縮空氣動力產品，及大量余熱量，此部分副產品都以風冷或水冷方式外散，而沒有效利用。結合目前空壓機使用狀況與熱源需求點綜合分析，進行空壓機熱回收的節能系統改造，達到節能降耗目的。

1 系統介紹

1.1 現況：現有無油水冷螺桿機3臺，電功率為650kW·h，壓縮空氣用于工廠工藝。冷卻方式為水冷。

1.2 需求與熱源：中央空調熱水系統與純水RO預熱系統。原熱源為外購150℃飽和蒸汽提供。

2 回收熱源

無油螺桿機效率轉換方式，有94%的電能軸功率轉換為熱能需通過冷卻水帶走，即有650kW*0。94=611kW·h的功率可作為余熱回收，依實際最低空壓機使用2臺及加載效率95%以上，即最小總回收熱量為450*0。94*0。95=401kW·h

3 應用端使用

應用端空調與純水預熱兩部分中，空調熱水系統需要40℃以上的熱水進行換熱確保約1000m2辦公室附房室溫能夠維持在20℃以上。純水水源預熱需要將20m3/h的市政自來水由7℃左右提高到20℃以上，以確保純水系統產水效率節省用水與用電及純水設備正常運行。

4 空壓機熱回收改造

系統單線圖

改造后運行效果圖

改造3臺并聯空壓機冷卻水系統為一次側閉環系統，使用RO水為媒介攜帶由壓縮機油冷卻器、一級轉子冷卻器、二級轉子冷卻器產生的高溫水，回收的熱量以高效板式換熱器為換熱界面。再利用二次閉環系統將回收的熱源輸送至空調換熱點與純水預熱換熱點。在一次、二次側熱能回收系統中，對空壓機油冷與中后冷卻器水流次序改造，由原先并聯進水改為串聯方式，使得空壓機冷卻水出水溫度提高至60℃左右，產氣口增加外后冷器，確保壓縮空氣溫度在30℃以下，而不影響后置干燥機空氣露點溫度。

應用端熱回收改造，二次側回收熱水首先經過中央空調應用端板式換熱器將取暖空調熱水提升至40℃左右，通過溫控調節水量，辦公室附房室內溫度可穩定在20℃以上，達到預期要求。二次側回收熱水由中央空調串聯出水再引至純水站，與原純水RO機前換熱器連接進行溫控使用，經連續運行24h監測發現，水溫由原自來水進水溫度8℃只能提升至13℃，不能達到預期要求。經現場研究討論，發現原純水系統由于間歇性啟動額定流量較大，使得換熱溫差降低，如果利用變頻降低水流量，將會影響RO機進水壓力，而使純水系統不能正常運行。結合純水系統現場設備，使用RO主機前原有15噸預處理水箱作為一個緩沖蓄能桶，增加一套10m3/h循環水泵及使用原有溫控器，對預處理水箱連續加熱，在此狀況下，自來水持續補8℃左右的進水，與水箱內25℃左右溫水混合，使得純水系統水溫穩定在20℃以上，產水效率由熱回收前的38%提高至56%，每天節省水量達到60t，由于增加一臺循環水泵，與提升產水效率后降低純水系統用電相抵消，達到持平，且純水系統設備運行穩定，延長了使用壽命。

5 技術改造結論

通過本系統改造后，每年可節省蒸汽費用26.6萬RMB，減少自來水費2.2萬RMB，提高純水產水率15%，純水設備安全運行穩定及延長設備使用壽命，達到了預期設計要求

[1]趙榮義,范存養,薛殿華,錢以明.空氣調節.

[2]趙鎮南,傳熱學.

[3]朱金波,工程流體力學.