【壓縮機網(wǎng)】大流量空壓機被廣泛應用于生物發(fā)酵行業(yè)，空壓機在生產(chǎn)壓縮空氣的同時(shí)，會(huì )產(chǎn)生大量壓縮熱。結合發(fā)酵工藝對壓縮空氣指標的要求，選擇合適的余熱回收利用裝置將空壓機余熱再用于生產(chǎn)、生活，可達到提高能源轉換效率，降低動(dòng)力運行成本的目的。山東魯抗醫藥股份有限公司作為國有大型制藥企業(yè)，近年來(lái)積極推廣使用空壓機余熱利用技術(shù)，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。

 

　　一、空壓機余熱的來(lái)源

 

　　空壓機是將原動(dòng)機（電動(dòng)機或汽輪機）的機械能轉換成氣體壓力能的裝置，在氣體被壓縮壓力升高的同時(shí)，氣體溫度也隨之增加。根據統計，壓縮機在運行時(shí)，真正用于增加空氣勢能所消耗的電能，僅占空壓機總耗電量的15%左右，大約85%的電能轉化為熱量，這些“多余”熱量通過(guò)風(fēng)冷或者水冷的方式被排放到空氣中，既影響了環(huán)境，又造成熱量浪費，而這些損失的熱量中有80%是可以被回收利用的。對于生物發(fā)酵行業(yè)使用的空壓機多數為大流量空壓機組，單機排氣量在一般1000Nm3/min-5000Nm3/min之間，機組排氣溫度多數在120℃以上。多臺空壓機組成了發(fā)酵生產(chǎn)的空氣供應系統，在此系統中蘊含大量可以回用的熱量，可借助熱能裝置將空壓機余熱進(jìn)行回收利用，進(jìn)一步提高能源轉換效率。

 

　　二、空壓機后處理（含余熱回收利用）工藝介紹

 

　?。ㄒ唬嚎s空氣在后處理裝置中的工藝流程

 

　　空氣壓縮機排出的高溫濕空氣進(jìn)入熱能回收器，與熱水進(jìn)行換熱，將熱水升溫至一定溫度。此時(shí)空氣溫度降低，降溫后的高溫壓縮空氣在空氣預熱器中與來(lái)自汽水分離器低溫的干燥空氣進(jìn)行熱交換，高溫壓縮空氣溫度進(jìn)一步降低，之后進(jìn)入空氣冷卻器，在降溫水的作用下，降溫至空氣露點(diǎn)溫度以下，經(jīng)降溫后的空氣進(jìn)入汽水分離器，使空氣中析出的水滴與空氣分離，經(jīng)自動(dòng)排水器排出機外。干燥后的空氣再次流入空氣預熱器，通過(guò)氣氣換熱進(jìn)行升溫至工藝所需要的溫度，成品空氣經(jīng)空氣出口輸出供給車(chē)間使用。

 

　?。ǘ崴h(huán)系統工藝流程

 

　　在熱能回收器內被加熱的一次熱水進(jìn)入熱水箱，經(jīng)加壓泵提壓，一部分供給熱水溴化鋰制冷機作為驅動(dòng)熱源，一部分供給水水換熱機組（經(jīng)換熱后的二次熱水供給采暖系統、生產(chǎn)工藝加熱系統、洗浴系統等），經(jīng)換熱后的一次熱水通過(guò)熱水回水管再進(jìn)入空氣熱能回收器升溫后繼續循環(huán)使用。

 

　　三、空壓機余熱回收利用裝置的組成及應用

 

　　空壓機余熱回收利用裝置一般包括：熱能回收裝置和熱能利用裝置，其中熱能回收裝置包括熱能回收器、熱水箱、熱水循環(huán)泵、一次熱水管路等設施；熱水型溴化鋰制冷機組、水水換熱機組、二次熱水循環(huán)管路、末端換熱裝置等為熱能利用裝置；由于在空氣預熱器內冷熱空氣進(jìn)行熱交換，故空氣預熱器既屬于熱能回收裝置又屬于熱能利用裝置。為減少一次熱源（熱水）的輸送能量損失，熱水溴化鋰機組、水水換熱機組、熱水箱等一般安裝于空壓廠(chǎng)房靠近空壓機后處理裝置旁。

 

　　2018年，筆者公司新裝一臺2400Nm3/min的軸流空壓機組，空壓機余熱回收利用設施同步實(shí)施，夏季回收熱量4850kW，冬季回收熱量2650kW，夏季空壓機余熱（一次熱水）作為驅動(dòng)熱水型溴化鋰制冷機組的動(dòng)力，制備7℃冷水供空調使用，同時(shí)經(jīng)水水換熱機組制備的二次熱水用于以下場(chǎng)所：

 

　?。?）反滲透RO機組原水加熱：反滲透產(chǎn)水電導對進(jìn)水水溫的變化十分敏感，隨著(zhù)水溫的增加，水通量也線(xiàn)性的增加，進(jìn)水溫每升高10℃，產(chǎn)水通量就增加2.5%～3.0%;利用空壓機余熱將原水由18℃加熱到25℃，可以大大提高反滲透的產(chǎn)水率。

 

　?。?）采暖用熱：北方地區冬季需要采暖供熱，而這部分熱量往往是外購蒸汽提供的，如今空壓機余熱制備的熱水用于采暖，節省了能源的消耗。對于生物發(fā)酵行業(yè)，只要對空壓機余熱稍加利用，就可以滿(mǎn)足廠(chǎng)區冬季采暖需要，同時(shí)也可將空壓機余熱服務(wù)周邊民眾，減低冬季采暖成本。

 

　?。?）洗浴用熱水及其它。目前我公司職工洗浴用水的加熱全部使用空壓機余熱，節約了大量蒸汽；另外部分空調設施，利用空壓機余熱取代蒸汽除濕，達到了預期效果。

 

　　四、空壓機余熱裝置在設計及運行維護中應注意的問(wèn)題

 

　　大型空壓機余熱回收裝置一般體積較大，對于余熱設施的設計，應充分考慮后續維護的方便，如熱能回收器封頭管板應設計成螺栓固定式，防止在拆卸封頭清刷列管時(shí)管板移位，造成密封墊片的損壞；為減少單臺熱能回收器的體積，可以采用多臺熱能回收器并聯(lián)方式，既降低了空氣的阻力，又方便了后期的維護。另外，為延長(cháng)余熱設施的使用壽命，熱能回收器換熱管的材質(zhì)也應重點(diǎn)關(guān)注，提前了解用戶(hù)熱水水質(zhì)，避免水質(zhì)對列管的腐蝕，如熱水中氯離子濃度較高，應避免使用304不銹鋼材質(zhì)；為減少熱能回收器因熱水水量不足汽化對設施運行安全性的影響，建議在在熱能回收器設計時(shí)考慮了加裝安全閥等泄壓裝置。

 

　　為提高余熱設施的換熱效果，需要定期對熱能回收器、水水換熱機組、溴化鋰制冷機組等進(jìn)行高壓清洗或化學(xué)清洗，去除污垢。其次，要確保熱能回收裝置中一次熱水的水質(zhì)穩定，盡量采用去離子水，減少換熱器結垢情況的發(fā)生，化驗室加強日常水質(zhì)的監測，發(fā)現異常及時(shí)處理；第三，避免直接將一次熱水用作末端換熱裝置的熱源或熱水，一旦一次熱水缺失，對熱能回收器的破壞將無(wú)法估量，同時(shí)會(huì )造成外供空氣指標偏離工藝要求。

 

　　結束語(yǔ)

 

　　山東魯抗醫藥作為國有大型制藥企業(yè)，為發(fā)酵生產(chǎn)配置大容量空氣壓縮機十余臺。近年來(lái)，公司通過(guò)技術(shù)改造，將空壓機余熱廣泛適用生產(chǎn)、生活，空壓機余熱每年可節約蒸汽外購費用600余萬(wàn)元，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益，空壓機余熱利用值得大力推廣。

 

　　作者簡(jiǎn)介

 

　　郭守征（1972—），男，大學(xué)學(xué)歷，學(xué)士學(xué)位，山東魯抗醫藥股份有限公司動(dòng)力車(chē)間副主任，高級工程師。

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