空壓機(jī)余熱回收不僅僅是節(jié)能【案例分析】

目前空壓機(jī)余熱回收廣泛應(yīng)用于采礦、紡織、醫(yī)藥、電子元件制造、汽車(chē)制造、印鈔等，應(yīng)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(duì)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(jù)噴油螺桿式空壓機(jī)原理及空壓機(jī)運(yùn)行規(guī)律，空壓機(jī)潤(rùn)滑油在噴油螺桿式空壓機(jī)中有潤(rùn)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(jī)正常運(yùn)行的核心保證。

為保證空壓機(jī)潤(rùn)滑油三大功能正常發(fā)揮，空壓機(jī)運(yùn)行工作溫度有一合理、最佳溫度范圍：60℃～85℃。如果空壓機(jī)工作超過(guò)85℃，則空壓機(jī)機(jī)油有老化、結(jié)焦趨向，潤(rùn)滑效果降低，密封效果變差，從而導(dǎo)致空壓機(jī)故障，影響空壓機(jī)正常運(yùn)行；而當(dāng)空壓機(jī)工作溫度低于60℃時(shí)，壓縮空氣中的水分有凝結(jié)于潤(rùn)滑中的趨向，潤(rùn)滑油中的水份使油品乳化變質(zhì)，潤(rùn)滑效果變差，影響空壓機(jī)的正常運(yùn)行。因此，在空壓機(jī)工作溫度合理范圍內(nèi)，工作溫度相對(duì)趨定，有利于空壓機(jī)趨定運(yùn)行，有利于延長(zhǎng)空壓機(jī)的使用壽命。

另外，多數(shù)空壓機(jī)制造廠家出廠機(jī)組設(shè)定風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)溫度為85℃啟動(dòng)，風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)溫度為75℃停止。螺桿空壓機(jī)的產(chǎn)氣量會(huì)隨著機(jī)組運(yùn)行溫度的升高而降低。在實(shí)際使用中，空壓機(jī)的機(jī)械效率不會(huì)穩(wěn)定在80℃標(biāo)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(jī)都在88—96℃間運(yùn)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(jī)組排氣運(yùn)行溫度和油溫均控制在最佳溫度范圍以內(nèi)，降低螺桿空壓機(jī)散熱風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，可節(jié)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(jī)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(duì)螺桿式空氣壓縮機(jī)所產(chǎn)生的高溫油進(jìn)行冷卻，不僅可以提高空氣壓縮機(jī)的產(chǎn)氣效率，而且可使用戶企業(yè)獲得生產(chǎn)和生活所需的熱水，嚴(yán)冬可加熱到≥50℃，夏秋季節(jié)≥60℃，從而解決了企業(yè)主為福利生活熱水長(zhǎng)期支付的沉重負(fù)擔(dān)。

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

客戶案例1

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

后來(lái)為了改善生產(chǎn)，利用停機(jī)間隙安裝散熱管道，但由于設(shè)計(jì)不太合理，散熱管道出口未開(kāi)在屋頂而開(kāi)在側(cè)面墻上，并且5臺(tái)空壓機(jī)只預(yù)留4個(gè)散熱出口，做不到每臺(tái)空壓機(jī)一個(gè)散熱出口。為了方便安裝散熱管道，用戶決定串聯(lián)所有散熱出口。安裝后再次開(kāi)機(jī)運(yùn)行，空壓機(jī)房室溫仍舊居高不下，檢查發(fā)現(xiàn)整個(gè)散熱管道溫度都較高，在空壓機(jī)房室內(nèi)形成了一個(gè)大大的暖氣管道，使整個(gè)空壓機(jī)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(jī)串聯(lián)部分散熱管道，使運(yùn)行的空壓機(jī)每個(gè)都單獨(dú)散熱。利用停機(jī)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(yùn)行中起到一定的效果，但隨之而來(lái)出現(xiàn)了新的問(wèn)題。由于只有4個(gè)散熱出口而有5臺(tái)空壓機(jī)，勢(shì)必有兩臺(tái)空壓機(jī)共用一個(gè)散熱管道，若該兩臺(tái)空壓機(jī)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，依舊會(huì)造成空壓機(jī)溫度高而跳停；另外，散熱管道在側(cè)面墻上，未充分利用熱空氣上升的特性，且管道較長(zhǎng)，給空壓機(jī)頂部散熱風(fēng)機(jī)造成很大負(fù)擔(dān)。主要原因是熱空氣溫度較高、散熱管道較長(zhǎng)，散熱風(fēng)機(jī)在推著熱空氣排出室內(nèi)時(shí)工況不良，時(shí)常導(dǎo)致風(fēng)機(jī)跳停，進(jìn)而使空壓機(jī)跳停。

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

客戶案例2

項(xiàng)目概況：我們通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察了解到，其廠區(qū)目前有1臺(tái)110kW空壓機(jī)，每天開(kāi)機(jī)時(shí)間24h。預(yù)計(jì)加載率100%。

空壓機(jī)在夏季的時(shí)候容易出現(xiàn)高溫故障報(bào)警，從而導(dǎo)致空壓機(jī)油品出現(xiàn)變質(zhì)情況，增加保養(yǎng)頻率，無(wú)形中給企業(yè)增加維保成本。

結(jié)合實(shí)際情況，本工程用1臺(tái)空壓機(jī)余熱回收裝置生產(chǎn)免費(fèi)熱水，供企業(yè)生產(chǎn)工藝使用。

設(shè)計(jì)流程圖如下：

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

節(jié)能效益分析：

（1）加載率按100%估算

（2）運(yùn)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(jì)算可利用量：

1臺(tái)空壓機(jī)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(tái)110kW空壓機(jī)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(jī)實(shí)際運(yùn)行情況決定。

每天運(yùn)行時(shí)間24h，可回收功率為:

P1n=p1×24

=71.5kW×24

=1716kW

電能轉(zhuǎn)化為熱能：1kW=860kcal

則1臺(tái)110kW空壓機(jī)每天可回收熱量：

Q1=P1n×860kcal

=1716kW×860kcal

=1475760kcal

根據(jù)熱量計(jì)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(tái)110kW空壓機(jī)熱回收機(jī)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(jì)算可知：1臺(tái)110kW空壓機(jī)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(duì)比，我們可以明確看出節(jié)能改造給用戶帶來(lái)的巨大效益。在新形勢(shì)下，國(guó)家對(duì)節(jié)能減排與環(huán)境保護(hù)的要求日益增加，要想達(dá)到節(jié)能減排、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的要求，必須從環(huán)境保護(hù)、節(jié)約能源，從不同的行業(yè)入手，建立節(jié)約型社會(huì)。而空壓機(jī)改造項(xiàng)目節(jié)能效果非常明顯，不消耗任何能源，不耗電，不燒油，零損耗。既滿足國(guó)家保護(hù)生態(tài)環(huán)境的要求，又為企業(yè)節(jié)省了大量能源費(fèi)用。