空壓機(jī)節(jié)能|為什么說(shuō)空壓機(jī)熱能回收是一項(xiàng)快回報(bào)的投資?

發(fā)布時(shí)間:2020-01-11 16:33人氣:

空壓機(jī)節(jié)能|為什么說(shuō)空壓機(jī)熱能回收是一項(xiàng)快回報(bào)的投資?物理原理決定了壓縮空氣是迄今為止最昂貴的能源。同時(shí),熱動(dòng)力學(xué)定律也清楚地告訴我們,不消耗熱能就得不到壓縮空氣。 在壓縮機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行之后,壓縮空氣時(shí)的熱能回收再利用......

 
 
 
物理原理決定了壓縮空氣是迄今為止最昂貴的能源。同時(shí),熱動(dòng)力學(xué)定律也清楚地告訴我們,不消耗熱能就得不到壓縮空氣。在壓縮機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行之后,壓縮空氣時(shí)的熱能回收再利用非常重要。
 
 
 
為什么在生產(chǎn)壓縮空氣時(shí)的熱能回收是一項(xiàng)快回報(bào)的投資呢?
從能源方面考慮,壓縮空氣是一個(gè)非常熱門(mén)的話(huà)題。有限的資源、嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)、限定的CO2排放量和不斷上漲的能源價(jià)格都是能效項(xiàng)目建設(shè)的推動(dòng)力。
一方面,精心設(shè)計(jì)的流程,其中包括利用變頻技術(shù)調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速、盡可能地讓空壓機(jī)在最佳工作點(diǎn)附近工作,以及為了保障企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的安全進(jìn)行的適當(dāng)功率儲(chǔ)備等都為項(xiàng)目奠定了良好基礎(chǔ)。

另一方面,壓縮機(jī)在提高空氣壓力時(shí)提高了空氣的溫度,這也為熱能回收再利用帶來(lái)了巨大的潛力?;谄髽I(yè)的成本效益考慮,企業(yè)用戶(hù)也越來(lái)越關(guān)注熱能回收再利用的問(wèn)題了。

空壓機(jī)熱能回收

熱能回收再利用的投資回報(bào)率很高,通常不到兩年就能收回全部投資。為什么壓縮空氣的熱能回收有著這樣的潛力呢?本文將詳細(xì)解答。

縮空氣通過(guò)熱交換器的冷卻器管,冷卻水在管子中逆向流動(dòng),薄片設(shè)計(jì)的冷卻管確保了有效的熱傳遞并減少了壓力損失。

 

熱力學(xué)定律的利用
據(jù)熱力學(xué)定律可得,當(dāng)封閉空間內(nèi)的空氣被壓縮時(shí),氣體溫度會(huì)升高,在封閉的空間里,氣體受到壓縮時(shí),空氣分子之間的距離縮短,因此產(chǎn)生的摩擦增加。根據(jù)這些熱力學(xué)原理,結(jié)合空壓機(jī)各個(gè)工作點(diǎn)的效率可以計(jì)算空氣壓縮后的溫度。

溫度的高低還取決于壓縮比。例如進(jìn)氣溫度為20℃,壓縮比為3,壓縮機(jī)的等熵效率為74%時(shí),空氣壓縮時(shí)的溫度會(huì)達(dá)到166 ℃。溫度越高,廢熱利用的范圍就越廣泛。

在熱力學(xué)中,熱量的質(zhì)量是用卡諾系數(shù)來(lái)描述的,即廢熱和散發(fā)熱量的絕對(duì)溫度之比,也就是廢熱利用率。氣體中所含有的熱量通常占可回收利用總熱量的85%左右,剩下的15%大致均勻分配給熾熱空氣壓縮階段的驅(qū)動(dòng)電機(jī)消耗、機(jī)械消耗以及熱輻射等。
典型的螺桿式空氣壓縮機(jī)的能量平衡
熱 能 用 途

 

在熱能回收再利用措施的空間內(nèi),可回收利用總熱量剩下的15%也可以直接利用,其可以作為附近辦公室和生產(chǎn)車(chē)間的采暖用熱能。

為了利用這些熱量,與以往的熱氣在壓縮階段、消音階段和消音罩內(nèi)管道系統(tǒng)中被冷卻的情況不同,為螺桿壓縮機(jī)配備排氣管,空氣經(jīng)這一排氣管道排出。中央排氣管中的廢氣溫度在30℃~60℃之間,這一溫度范圍的廢氣經(jīng)分支管路返回,供室內(nèi)采暖使用。同時(shí),這一采暖系統(tǒng)利用閘板閥來(lái)控制各個(gè)不同空間的具體采暖溫度。
螺桿式空壓機(jī)

純凈廢氣的熱能可以有效地直接用于室內(nèi)采暖,但管殼式換熱器的出現(xiàn)則開(kāi)辟了高溫廢氣能源利用的新天地。因此這一技術(shù)也被推薦用于空壓機(jī)站的技術(shù)改造,以顯著提高空壓機(jī)設(shè)備的能源利用效率。

使用緊湊型的管殼式換熱器裝置于空壓機(jī)的壓力側(cè),管殼式換熱器可以簡(jiǎn)單方便地集成到原有的壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)中。管殼式換熱器的設(shè)計(jì)基于內(nèi)部介質(zhì)的流動(dòng)特性,隨著排氣管道系統(tǒng)壓力的增高,帶來(lái)的功率損失只有2%,與熱能回收帶來(lái)的節(jié)約相比幾乎可以忽略不計(jì)。

管殼式換熱器帶來(lái)了許多新的熱能利用的可能性。最典型的就是對(duì)加熱系統(tǒng)、淋浴和洗手間用水以及工業(yè)用水等設(shè)備進(jìn)行加溫。空壓機(jī)熱能回收

在廢水處理技術(shù)領(lǐng)域中,回收的熱能可以用于烘干污泥濾餅。但在設(shè)計(jì)這類(lèi)系統(tǒng)時(shí)要注意其規(guī)格尺寸要與空氣壓縮設(shè)備的基本負(fù)荷相匹配,而空壓機(jī)站的基本負(fù)荷可以在長(zhǎng)期累積的特性曲線(xiàn)中輕松獲得。

最佳廢熱利用的基礎(chǔ)是確定可回收再利用熱量的多少,而可回收再利用熱量的多少取決于可用的溫度差、能夠掌控的體積流量(不同時(shí)間可以使用的流量)以及生產(chǎn)和使用壓縮空氣的同時(shí)性程度等因素。

總 結(jié)

在生產(chǎn)壓縮空氣時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生廢熱。為了更好地利用熱力學(xué)定理,企業(yè)用戶(hù)應(yīng)將過(guò)去沒(méi)有充分利用的熱集成到其能源需求的解決方案里。實(shí)踐表明,利用壓縮空氣廢熱的投資可以很快有所收獲。

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