空壓機余熱回收不僅僅是節(jié)能【案例分析】

目前空壓機余熱回收廣泛應(yīng)用于采礦、紡織、醫(yī)藥、電子元件制造、汽車制造、印鈔等，應(yīng)用行業(yè)沒有限制，市場非常廣闊。在了解本次兩個案例之前我們可以對其原理及存在問題進行簡單了解，方便我們更加深入的理解案例。

根據(jù)噴油螺桿式空壓機原理及空壓機運行規(guī)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85℃，則空壓機機油有老化、結(jié)焦趨向，潤滑效果降低，密封效果變差，從而導(dǎo)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，壓縮空氣中的水分有凝結(jié)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(nèi)，工作溫度相對趨定，有利于空壓機趨定運行，有利于延長空壓機的使用壽命。

另外，多數(shù)空壓機制造廠家出廠機組設(shè)定風扇運轉(zhuǎn)溫度為85℃啟動，風扇運轉(zhuǎn)溫度為75℃停止。螺桿空壓機的產(chǎn)氣量會隨著機組運行溫度的升高而降低。在實際使用中，空壓機的機械效率不會穩(wěn)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內(nèi)，降低螺桿空壓機散熱風扇運轉(zhuǎn)時間，可節(jié)約電能，同時，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(jié)≥60℃，從而解決了企業(yè)主為福利生活熱水長期支付的沉重負擔。

從簡單層面理解，目前最為明顯的好處就是空壓機的高溫解決和節(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。

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

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都單獨散熱。利用停機時間在串聯(lián)管道中加入擋板，隔開該部分散熱管道。

這在實際運行中起到一定的效果，但隨之而來出現(xiàn)了新的問題。由于只有4個散熱出口而有5臺空壓機，勢必有兩臺空壓機共用一個散熱管道，若該兩臺空壓機同時運轉(zhuǎn)，依舊會造成空壓機溫度高而跳停；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，給空壓機頂部散熱風機造成很大負擔。主要原因是熱空氣溫度較高、散熱管道較長，散熱風機在推著熱空氣排出室內(nèi)時工況不良，時常導(dǎo)致風機跳停，進而使空壓機跳停。

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

客戶案例2

項目概況：我們通過現(xiàn)場勘察了解到，其廠區(qū)目前有1臺110kW空壓機，每天開機時間24h。預(yù)計加載率100%。

空壓機在夏季的時候容易出現(xiàn)高溫故障報警，從而導(dǎo)致空壓機油品出現(xiàn)變質(zhì)情況，增加保養(yǎng)頻率，無形中給企業(yè)增加維保成本。

結(jié)合實際情況，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(shè)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)過管道引出，進入到換熱設(shè)備內(nèi)。在換熱設(shè)備內(nèi)，與水換熱后，再由管道引出。為保證空壓機的運行穩(wěn)定，避免因換熱設(shè)備維護檢修等問題，在設(shè)計過程中，另外再設(shè)計一條回路即旁通，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）運行時間按每天24個小時

（3）廢熱可回收效率按65％保守估算

全年平均進水溫度10℃，出水溫度30℃

計算可利用量：

1臺空壓機每小時可回收的功率為：

P1=110kW×n1×n2

=110kW×65％×100％

≈71.5kW/H

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

每天運行時間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110kW空壓機每天可回收熱量：

Q1=P1n×860kcal

=1716kW×860kcal

=1475760kcal

根據(jù)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(jié)能改造給用戶帶來的巨大效益。在新形勢下，國家對節(jié)能減排與環(huán)境保護的要求日益增加，要想達到節(jié)能減排、保護生態(tài)環(huán)境的要求，必須從環(huán)境保護、節(jié)約能源，從不同的行業(yè)入手，建立節(jié)約型社會。而空壓機改造項目節(jié)能效果非常明顯，不消耗任何能源，不耗電，不燒油，零損耗。既滿足國家保護生態(tài)環(huán)境的要求，又為企業(yè)節(jié)省了大量能源費用。