大型離心空壓機余熱回收技術的應用

摘要：本文由原料藥發酵過程中空氣壓縮后溫度控制問題，引出關于大型離心空壓機余熱回收技術的探討，目的是減少壓縮空氣冷卻需要的投入，同時將回收的熱能充分的利用供熱制冷。技術改造實踐證明，離心空壓機余熱回收技術是一項很值得推廣使用的節能技術。

關鍵詞：大型離心空壓機 余熱回收

石藥集團中諾藥業是國內大型原料藥發酵制藥企業，在生產過程中需要大量的壓縮空氣，提供發酵菌種的生長環境，這樣就需要換熱設備降溫至所需溫度。

1 改造前運行現狀分析

改造前空壓機組采用傳統冷卻方式，通過冷卻塔降溫后的冷卻水將壓縮空氣降溫至需要的溫度；降溫系統主要由冷卻水通過換熱器將空氣熱能帶入冷卻水，冷卻水通過水泵及管道將升溫后的冷卻水送入冷卻塔，通過冷卻塔將熱量排入大氣來滿足發酵工藝設備進氣溫度的要求。冷卻水需要水泵提供動能將冷卻水送入冷卻器、冷卻塔，冷卻塔需要電機拖動風扇轉動，利用空氣降低冷卻水的溫度。壓縮空氣熱能散入大氣中是投入大量運行成本來滿足工藝降溫所需，空氣產生的壓縮熱卻未得到回收利用。

2 熱能回收項目實施應用論述

2.1 熱能回收項目利用余熱回收裝置將壓縮空氣壓縮熱能回收，利用空壓機組排氣溫度130度的熱空氣，將一次熱媒水加熱至85度以上，利用回收的熱源用于夏季吸收式制冷機及冬季供熱使用，以達到熱能回收利用及工藝用壓縮空氣降溫的雙重目的。

2.2 熱能回收裝置的安裝施工部分，在對空壓機組供氣系統調整后，改造空壓機組停機改造，拆除機組原有冷卻器，在冷卻器后端安裝余熱回收裝置。

2.3 吸收式制冷機組施工部分，安裝獨立的余熱回收一次熱媒水循環水，與真空熱能回收機組的一次水熱媒管路對接，一次水熱媒進入空壓機組冷卻器及熱能回收裝置回收熱量，經過泵組輸送至真空熱能回收機系統將一次水熱媒輸送至吸收式制冷機組蒸發器，獨立選址安裝吸收式制冷機組，鋪設管道將制冷機組的冷水出水管路與總管路連接。

2.4 采暖管路的對接，公司在技術改造前有獨立的暖氣供應系統，由真空熱能回收機組的一次水熱媒管路與暖氣水泵進口管路對接，施工時間為2天，主要工作量包括管路的鋪設安裝。

2.5 本次技術改造的設備制作周期最長的為吸收式冷水機組的制作，制作周期為90天，簽訂設備采購合同后，可以制作設備基礎，設備到貨后總施工周期為20天，從實際的安裝過程中用了17天完成了設備的安裝，利用3天完成了調試。本次技術改造在計劃施工時間內完成。

3 工作原理

在系統運行過程中，余熱回收系統以水為熱能轉換介質。

3.1 夏季時，通過泵組將系統平衡裝置內低溫熱水送入原壓縮空氣冷卻設備及新增空氣熱能接收降溫一體機，與壓縮空氣換熱后升溫至88℃進入吸收式冷水機組蒸發器，作為吸收式制冷機組的一次驅動能源，制得10℃冷凍水與原有冷水系統制冷機組并聯供應用戶使用。

3.2 冬季時，通過泵組將系統平衡裝置內低溫熱水送入原壓縮空氣冷卻設備及新增空氣熱能接收降溫一體機，與壓縮空氣換熱后升溫至80℃進入真空熱能回收機，在真空狀態下制取70℃采暖水用于冬季供熱。

4 余熱回收系統特點論述

4.1 空氣熱能降溫一體機為開式常壓運行，可滿足壓縮空氣系統干式運行的要求，無氣蝕、汽化現象，長期在高溫條件下運行效率不衰減、設備壽命長。

4.2 真空熱能回收機：為真空狀態下間接相變傳熱形式，換熱溫差小、熱利用率高，機組配有自動排氣裝置，以保持較好的真空度，設備運行效率不衰減、壽命長，無任何爆炸危險。

4.3 系統平衡調節裝置：將廢余熱能充分聚集，克服了因廢熱資源熱量變化波動較大導致用熱用冷系統不穩定的弊病，此裝置具有低液位報警功能，以保障整個系統的穩定運行。

4.4 系統運行為冬季、夏季熱水溫度自設定調節以滿足不同運行工況下所需的生活、工藝制冷用熱要求。

5 經濟效益核算

5.1 夏季制冷節能效益核算：2012年制冷機組運行3月16日-10月20日，運行7個月，每天24小時，夏季制冷量為2600kw/h，電制冷機耗電量為450kw/h，節約運行電費105.2萬元。

5.2 冬季供熱節能效益分析：冬季供熱4個月，每天24小時，每小時使用蒸汽3噸，蒸汽價值190元/噸。以2013年與2012年對比，節約蒸汽費用：164.2萬元。

5.3 全年節約運行費用269.4萬元，換熱器、吸收式溴化鋰、余熱回收機組總投資500萬元，兩年內收回投資。

6 結論

余熱回收技術使用，使壓縮空氣熱能充分回收利用，既減少了壓縮空氣冷卻需要的投入，又能將回收的熱能充分的利用供熱制冷，是一項很值得推廣使用的節能技術。

參考文獻：

[1]王林.小型吸收式制冷機原理與應用[M].中國建筑工業出版社，2011.9.1.

[2]最新余熱回收利用新技術與國外余熱回收動向及環保安全

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[3]余熱回收利用系統實用手冊[M].機械工業出版社，1988.

[4]劉紀福，等（中），山本格（日）.實用余熱回收和利用技術[M].機械工業出版社，1993-12.

作者簡介：劉立友（1978-），男，河北無極人，本科，初級，研究方向：動力系統節能運行。