空壓機余熱回收不僅僅是節能【案例分析】

目前空壓機余熱回收廣泛應用于采礦、紡織、醫藥、電子元件制造、汽車(chē)制造、印鈔等，應用行業(yè)沒(méi)有限制，市場(chǎng)非常廣闊。在了解本次兩個(gè)案例之前我們可以對其原理及存在問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單了解，方便我們更加深入的理解案例。

根據噴油螺桿式空壓機原理及空壓機運行規律，空壓機潤滑油在噴油螺桿式空壓機中有潤滑、冷卻、密封三大作用及功能。這三大功能的正常發(fā)揮，是空壓機正常運行的核心保證。

為保證空壓機潤滑油三大功能正常發(fā)揮，空壓機運行工作溫度有一合理、最佳溫度范圍：60℃～85℃。如果空壓機工作超過(guò)85℃，則空壓機機油有老化、結焦趨向，潤滑效果降低，密封效果變差，從而導致空壓機故障，影響空壓機正常運行；而當空壓機工作溫度低于60℃時(shí)，壓縮空氣中的水分有凝結于潤滑中的趨向，潤滑油中的水份使油品乳化變質(zhì)，潤滑效果變差，影響空壓機的正常運行。因此，在空壓機工作溫度合理范圍內，工作溫度相對趨定，有利于空壓機趨定運行，有利于延長(cháng)空壓機的使用壽命。

另外，多數空壓機制造廠(chǎng)家出廠(chǎng)機組設定風(fēng)扇運轉溫度為85℃啟動(dòng)，風(fēng)扇運轉溫度為75℃停止。螺桿空壓機的產(chǎn)氣量會(huì )隨著(zhù)機組運行溫度的升高而降低。在實(shí)際使用中，空壓機的機械效率不會(huì )穩定在80℃標定的產(chǎn)氣量上工作。溫度每上升1℃，產(chǎn)氣量就下降0.5%；溫度升高10℃，產(chǎn)氣量就下降5%。一般風(fēng)冷散熱的空壓機都在88—96℃間運行，其降幅在4—8%，夏天更甚。

因此，熱能利用改造后，若使空壓機組排氣運行溫度和油溫均控制在最佳溫度范圍以?xún)?，降低螺桿空壓機散熱風(fēng)扇運轉時(shí)間，可節約電能，同時(shí)，能更好的保證出氣量。

為了充分利用螺桿式空壓機所產(chǎn)生的余熱, 筆者公司提供了一種余熱利用技術(shù)，利用該技術(shù)對螺桿式空氣壓縮機所產(chǎn)生的高溫油進(jìn)行冷卻，不僅可以提高空氣壓縮機的產(chǎn)氣效率，而且可使用戶(hù)企業(yè)獲得生產(chǎn)和生活所需的熱水，嚴冬可加熱到≥50℃，夏秋季節≥60℃，從而解決了企業(yè)主為福利生活熱水長(cháng)期支付的沉重負擔。

從簡(jiǎn)單層面理解，目前最為明顯的好處就是空壓機的高溫解決和節能效益，所以我們今天就主要摘取了這兩種情況的客戶(hù)案例供大家參考。

客戶(hù)案例1

客戶(hù)2015年開(kāi)始試生產(chǎn)，由于工期緊張，在空壓機散熱管道未安裝的情況下開(kāi)機生產(chǎn)，造成空壓機房室溫高于50℃，空壓機頻頻跳停，崗位人員須密切注意空壓機運行情況，嚴防釀成生產(chǎn)事故。

后來(lái)為了改善生產(chǎn)，利用停機間隙安裝散熱管道，但由于設計不太合理，散熱管道出口未開(kāi)在屋頂而開(kāi)在側面墻上，并且5臺空壓機只預留4個(gè)散熱出口，做不到每臺空壓機一個(gè)散熱出口。為了方便安裝散熱管道，用戶(hù)決定串聯(lián)所有散熱出口。安裝后再次開(kāi)機運行，空壓機房室溫仍舊居高不下，檢查發(fā)現整個(gè)散熱管道溫度都較高，在空壓機房室內形成了一個(gè)大大的暖氣管道，使整個(gè)空壓機房溫度依舊偏高，高溫問(wèn)題仍舊存在。

此后決定封堵空壓機串聯(lián)部分散熱管道，使運行的空壓機每個(gè)都單獨散熱。利用停機時(shí)間在串聯(lián)管道中加入擋板，隔開(kāi)該部分散熱管道。

這在實(shí)際運行中起到一定的效果，但隨之而來(lái)出現了新的問(wèn)題。由于只有4個(gè)散熱出口而有5臺空壓機，勢必有兩臺空壓機共用一個(gè)散熱管道，若該兩臺空壓機同時(shí)運轉，依舊會(huì )造成空壓機溫度高而跳停；另外，散熱管道在側面墻上，未充分利用熱空氣上升的特性，且管道較長(cháng)，給空壓機頂部散熱風(fēng)機造成很大負擔。主要原因是熱空氣溫度較高、散熱管道較長(cháng)，散熱風(fēng)機在推著(zhù)熱空氣排出室內時(shí)工況不良，時(shí)常導致風(fēng)機跳停，進(jìn)而使空壓機跳停。

在了解了余熱回收裝置之后，該用戶(hù)迅速采購了一批回收裝置，徹底解決了溫度過(guò)高而導致的跳停問(wèn)題。

客戶(hù)案例2

項目概況：我們通過(guò)現場(chǎng)勘察了解到，其廠(chǎng)區目前有1臺110kW空壓機，每天開(kāi)機時(shí)間24h。預計加載率100%。

空壓機在夏季的時(shí)候容易出現高溫故障報警，從而導致空壓機油品出現變質(zhì)情況，增加保養頻率，無(wú)形中給企業(yè)增加維保成本。

結合實(shí)際情況，本工程用1臺空壓機余熱回收裝置生產(chǎn)免費熱水，供企業(yè)生產(chǎn)工藝使用。

設計流程圖如下：

油管路改造：潤滑油在氣油分離器中分離后，將高溫的潤滑油經(jīng)過(guò)管道引出，進(jìn)入到換熱設備內。在換熱設備內，與水換熱后，再由管道引出。為保證空壓機的運行穩定，避免因換熱設備維護檢修等問(wèn)題，在設計過(guò)程中，另外再設計一條回路即旁通，直接將高溫油連接到換熱設備的回油端。

節能效益分析：

（1）加載率按100%估算

（2）運行時(shí)間按每天24個(gè)小時(shí)

（3）廢熱可回收效率按65％保守估算

全年平均進(jìn)水溫度10℃，出水溫度30℃

計算可利用量：

1臺空壓機每小時(shí)可回收的功率為：

P1=110kW×n1×n2

=110kW×65％×100％

≈71.5kW/H

備注：1臺110kW空壓機加載率100%的工況下每小時(shí)可回收功率為71.5kW，可回收功率由空壓機實(shí)際運行情況決定。

每天運行時(shí)間24h，可回收功率為:

P1n=p1×24

=71.5kW×24

=1716kW

電能轉化為熱能：1kW=860kcal

則1臺110kW空壓機每天可回收熱量：

Q1=P1n×860kcal

=1716kW×860kcal

=1475760kcal

根據熱量計算公式：

1噸10℃的水升溫到30℃水需要熱量：

Qn=CM（T2-T1）

=1kcal/kg/℃×1000kg×(30℃-10℃)

=20000kcal

則1臺110kW空壓機熱回收機每天回收的熱量可產(chǎn)升溫30℃的熱水為：

T=Q1/Qn

=1475760kcal÷20000kcal

≈73噸

綜上計算可知：1臺110kW空壓機加載率100%工況下24小時(shí)可生產(chǎn)溫升30℃熱水約為73T。

注：以上產(chǎn)水量條件是額定壓力下，油溫75度-90度之間，若油溫偏低，產(chǎn)水量有誤差。

由上表對比，我們可以明確看出節能改造給用戶(hù)帶來(lái)的巨大效益。在新形勢下，國家對節能減排與環(huán)境保護的要求日益增加，要想達到節能減排、保護生態(tài)環(huán)境的要求，必須從環(huán)境保護、節約能源，從不同的行業(yè)入手，建立節約型社會(huì )。而空壓機改造項目節能效果非常明顯，不消耗任何能源，不耗電，不燒油，零損耗。既滿(mǎn)足國家保護生態(tài)環(huán)境的要求，又為企業(yè)節省了大量能源費用。