【壓縮機網(wǎng)】前言
在環(huán)保系統中，空壓機余熱回收作為環(huán)保工作的切入點(diǎn)，影響著(zhù)企業(yè)的發(fā)展，也影響著(zhù)經(jīng)濟與環(huán)境多重效益。改造設計空壓機余熱回收系統，是當前企業(yè)生產(chǎn)管理的重要工作之一，所以在相關(guān)設備系統改造升級過(guò)程中，設計人員需要緊扣改造的重心，保證改造系統與空壓機合理匹配，提高系統設備運行的穩定性。
空壓機在工作狀態(tài)，將空氣與噴入的潤滑油混合，形成油氣混合物質(zhì)。壓縮空氣過(guò)程中產(chǎn)生的熱量使得空壓機內部積聚大量余熱。在一定時(shí)間節點(diǎn)，油氣混合物被分離成油和氣體，分別進(jìn)入不同的處理管道。氣體進(jìn)入正常狀態(tài)，而油則被收集起來(lái)進(jìn)一步處理或再利用。
為了收集空壓機所產(chǎn)生的余熱，需要使用專(zhuān)門(mén)的余熱回收設備，并針對不同的空壓機類(lèi)型進(jìn)行系統性改造。企業(yè)對空壓機進(jìn)行合理的改造，能夠將空壓機運行中的余熱收集起來(lái)與水換熱，供生產(chǎn)、生活用熱水來(lái)利用，并且能夠加熱空氣，起到烘干、供暖的作用，這樣能夠大大增加空壓機余熱使用途徑。改造完成后，還需將內部和外部的機器零件進(jìn)行整合處理，以確?？諌簷C在壓縮空氣時(shí)能夠進(jìn)行嚴格的過(guò)濾處理，提高空氣純凈度。
眾所周知，在進(jìn)行余熱收集工作時(shí)，溫度的控制是非常重要的。所以在對余熱回收系統改造的過(guò)程中，為了能夠提高余熱收集效率，需要對空壓機內的油溫進(jìn)行準確的控制與管理?？諌簷C工作時(shí)，當溫度上升到設定的數值，自動(dòng)啟動(dòng)空壓機余熱回收設備，將水箱內的存水進(jìn)行循環(huán)，通過(guò)換熱反應，調整水箱內的水體溫度，保證系統正常運行以及熱水系統的正常使用。
空壓機余熱回收案例分享
案例1：長(cháng)治某企業(yè)，宿舍樓需用熱水以及為辦公室供暖。宿舍樓共有400人，辦公室需供暖1000平；該企業(yè)有55kW、132kW、250kW空壓機各一臺，加載率約為80%，24小時(shí)運行。在運行過(guò)程中空壓機的高溫油廢熱回收空間巨大，但以前通過(guò)冷卻系統浪費了大量熱能。針對現有的空壓機功率分別配套余熱回收設備，空壓機余熱回收系統通過(guò)回收3臺噴油螺桿空壓機的廢熱，代替了之前使用的電加熱熱水器，滿(mǎn)足了宿舍樓員工用熱需求，減少了企業(yè)熱源成本和二氧化碳排放量。
該項目采用55kW、132kW、250kW的3臺水冷空壓機，考慮到負載率、換熱器的換熱效率等因素，每臺空壓機的余熱回收效率按70%計算，則3臺水冷空壓機每小時(shí)可回收的功率為：
可回收功率=空壓機額定功率*空壓機負載率*熱回收效率
Q=P*n1*n2
=（55kW+132kW+250kW）*80%*70%
≈244kW
860kcal一1kW電能產(chǎn)生熱量：
244kW*860kcal=209840kcal
根據當地氣溫可知：自來(lái)水進(jìn)水溫度按6℃計算，將水溫升至50℃，空壓機每小時(shí)可產(chǎn)生的熱水量為：
根據計算公式：CM△t可得出1噸水6℃升溫50℃需要熱量：
1kcal/kg/℃×1000kg×(50℃-6℃)
=44000kcal
則一小時(shí)可產(chǎn)熱水為：
209840kcal/44000kcal≈4.7T
一天可產(chǎn)熱水：4.7T*24小時(shí)≈112T
據了解，該企業(yè)滿(mǎn)足400人洗浴后剩余熱量還可用于供暖，按每人洗浴用100L計算，400人洗浴所需熱水量為：
100人×100L=40000L（40噸）
40噸溫差44℃熱水所需熱量為洗浴熱水按50℃計算（Q為可回收熱量，C為水的比熱容取1kg.℃/kcal，△T為溫差取44℃，常年地下水平均溫度為6℃）：
Q1=40噸×(50℃-6℃)×1×1000kcal=1760000kcal
滿(mǎn)足400人需要洗澡熱量為：
1kW=860kcal
Q1=1760000kcal÷860kcal÷24h≈85kW
則滿(mǎn)足400人洗浴后剩余熱量為：
244kW-85kW=159kW
供暖面積計算：根據暖通手冊可知常規3.5m高建筑供暖熱負荷需按照80W/m2。供暖建筑如果為活動(dòng)板房，保溫效果較差，供暖熱負荷需按照130W/m2，實(shí)際供暖面積要根據現場(chǎng)情況而定，其他現場(chǎng)情況另外計算。
說(shuō)明：供暖面積計算公式：空壓機可回收功率÷80W/130W=供暖面積
S=159kW*1000÷80W/130W
≈1987m2/1223m2
綜上可知：3臺空壓機，額定壓力下連續24小時(shí)運行，加載率估算為80%的工況下，則可滿(mǎn)足終端用熱水以及辦公室供暖問(wèn)題。以上數據計算是根據空壓機額定壓力下，加載率為80%連續加載、運行油溫在80-95℃情況下理論熱量計算，不同工況下，制熱量會(huì )有偏差。
電加熱熱水器的電熱轉換率為95%，每度電產(chǎn)生的最大熱量是Q=860千卡/度×95%=817千卡/度，根據當地電價(jià)為0.6元/度，按年運行330天計算：
209840kcal*24小時(shí)=5036160kcal
案例2：新時(shí)代藥業(yè)有限公司是一家國家級重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)，該公司1臺nx8000離心機項目配套了空壓機余熱回收設備，替代了原有蒸汽加熱，每年可為企業(yè)節約蒸汽能源費用將近146萬(wàn)元。
經(jīng)計算：熱回收換熱器苛刻工況按冬季290標方運行時(shí)，每小時(shí)可回收功率為377kW。
該空壓機房空壓機工作情況一般為24小時(shí)，一天可回收功率為：24小時(shí)*377kW=9048kW/天，一年工作按330天計算，每年可回收功率為：9048kW/天*330天=2985840kW/年
1kW=860kcal，一年可回收熱量為：2985840kW/年*860kcal=2567822400kcal
1噸蒸汽的熱量為60萬(wàn)kcal，蒸汽的可利用效率為82%。
一年可節省蒸汽：2567822400kcal÷600000kcal÷82%=5219噸蒸汽
1噸蒸汽按280元計算，一年可節省蒸汽費用為：5219噸*280元=1461362元。
小結
空壓機的使用幾乎遍布各個(gè)行業(yè)，從以上分析可知，空壓機的余熱利用有非常大的節能潛力和經(jīng)濟效益。從“十四五”的節能規劃和企業(yè)降低生產(chǎn)成本增加市場(chǎng)競爭力的角度考慮，空壓機余熱利用將是一項非常值得在工業(yè)企業(yè)中推廣的項目。企業(yè)在進(jìn)行余熱回收技術(shù)改造時(shí)，通過(guò)選擇符合企業(yè)實(shí)際情況的余熱回收方案，可將空壓機以往浪費的熱能回收利用，降低其他燃料的消耗，保護環(huán)境，實(shí)現真正意義上的節能環(huán)保，帶來(lái)良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )環(huán)境效益，在目前甚至未來(lái)都有良好的市場(chǎng)前景。
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在環(huán)保系統中，空壓機余熱回收作為環(huán)保工作的切入點(diǎn)，影響著(zhù)企業(yè)的發(fā)展，也影響著(zhù)經(jīng)濟與環(huán)境多重效益。改造設計空壓機余熱回收系統，是當前企業(yè)生產(chǎn)管理的重要工作之一，所以在相關(guān)設備系統改造升級過(guò)程中，設計人員需要緊扣改造的重心，保證改造系統與空壓機合理匹配，提高系統設備運行的穩定性。
空壓機在工作狀態(tài)，將空氣與噴入的潤滑油混合，形成油氣混合物質(zhì)。壓縮空氣過(guò)程中產(chǎn)生的熱量使得空壓機內部積聚大量余熱。在一定時(shí)間節點(diǎn)，油氣混合物被分離成油和氣體，分別進(jìn)入不同的處理管道。氣體進(jìn)入正常狀態(tài)，而油則被收集起來(lái)進(jìn)一步處理或再利用。
為了收集空壓機所產(chǎn)生的余熱，需要使用專(zhuān)門(mén)的余熱回收設備，并針對不同的空壓機類(lèi)型進(jìn)行系統性改造。企業(yè)對空壓機進(jìn)行合理的改造，能夠將空壓機運行中的余熱收集起來(lái)與水換熱，供生產(chǎn)、生活用熱水來(lái)利用，并且能夠加熱空氣，起到烘干、供暖的作用，這樣能夠大大增加空壓機余熱使用途徑。改造完成后，還需將內部和外部的機器零件進(jìn)行整合處理，以確?？諌簷C在壓縮空氣時(shí)能夠進(jìn)行嚴格的過(guò)濾處理，提高空氣純凈度。
眾所周知，在進(jìn)行余熱收集工作時(shí)，溫度的控制是非常重要的。所以在對余熱回收系統改造的過(guò)程中，為了能夠提高余熱收集效率，需要對空壓機內的油溫進(jìn)行準確的控制與管理?？諌簷C工作時(shí)，當溫度上升到設定的數值，自動(dòng)啟動(dòng)空壓機余熱回收設備，將水箱內的存水進(jìn)行循環(huán)，通過(guò)換熱反應，調整水箱內的水體溫度，保證系統正常運行以及熱水系統的正常使用。
空壓機余熱回收案例分享
案例1：長(cháng)治某企業(yè)，宿舍樓需用熱水以及為辦公室供暖。宿舍樓共有400人，辦公室需供暖1000平；該企業(yè)有55kW、132kW、250kW空壓機各一臺，加載率約為80%，24小時(shí)運行。在運行過(guò)程中空壓機的高溫油廢熱回收空間巨大，但以前通過(guò)冷卻系統浪費了大量熱能。針對現有的空壓機功率分別配套余熱回收設備，空壓機余熱回收系統通過(guò)回收3臺噴油螺桿空壓機的廢熱，代替了之前使用的電加熱熱水器，滿(mǎn)足了宿舍樓員工用熱需求，減少了企業(yè)熱源成本和二氧化碳排放量。
該項目采用55kW、132kW、250kW的3臺水冷空壓機，考慮到負載率、換熱器的換熱效率等因素，每臺空壓機的余熱回收效率按70%計算，則3臺水冷空壓機每小時(shí)可回收的功率為：
可回收功率=空壓機額定功率*空壓機負載率*熱回收效率
Q=P*n1*n2
=（55kW+132kW+250kW）*80%*70%
≈244kW
860kcal一1kW電能產(chǎn)生熱量：
244kW*860kcal=209840kcal
根據當地氣溫可知：自來(lái)水進(jìn)水溫度按6℃計算，將水溫升至50℃，空壓機每小時(shí)可產(chǎn)生的熱水量為：
根據計算公式：CM△t可得出1噸水6℃升溫50℃需要熱量：
1kcal/kg/℃×1000kg×(50℃-6℃)
=44000kcal
則一小時(shí)可產(chǎn)熱水為：
209840kcal/44000kcal≈4.7T
一天可產(chǎn)熱水：4.7T*24小時(shí)≈112T
據了解，該企業(yè)滿(mǎn)足400人洗浴后剩余熱量還可用于供暖，按每人洗浴用100L計算，400人洗浴所需熱水量為：
100人×100L=40000L（40噸）
40噸溫差44℃熱水所需熱量為洗浴熱水按50℃計算（Q為可回收熱量，C為水的比熱容取1kg.℃/kcal，△T為溫差取44℃，常年地下水平均溫度為6℃）：
Q1=40噸×(50℃-6℃)×1×1000kcal=1760000kcal
滿(mǎn)足400人需要洗澡熱量為：
1kW=860kcal
Q1=1760000kcal÷860kcal÷24h≈85kW
則滿(mǎn)足400人洗浴后剩余熱量為：
244kW-85kW=159kW
供暖面積計算：根據暖通手冊可知常規3.5m高建筑供暖熱負荷需按照80W/m2。供暖建筑如果為活動(dòng)板房，保溫效果較差，供暖熱負荷需按照130W/m2，實(shí)際供暖面積要根據現場(chǎng)情況而定，其他現場(chǎng)情況另外計算。
說(shuō)明：供暖面積計算公式：空壓機可回收功率÷80W/130W=供暖面積
S=159kW*1000÷80W/130W
≈1987m2/1223m2
綜上可知：3臺空壓機，額定壓力下連續24小時(shí)運行，加載率估算為80%的工況下，則可滿(mǎn)足終端用熱水以及辦公室供暖問(wèn)題。以上數據計算是根據空壓機額定壓力下，加載率為80%連續加載、運行油溫在80-95℃情況下理論熱量計算，不同工況下，制熱量會(huì )有偏差。
電加熱熱水器的電熱轉換率為95%，每度電產(chǎn)生的最大熱量是Q=860千卡/度×95%=817千卡/度，根據當地電價(jià)為0.6元/度，按年運行330天計算：
209840kcal*24小時(shí)=5036160kcal
案例2：新時(shí)代藥業(yè)有限公司是一家國家級重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)，該公司1臺nx8000離心機項目配套了空壓機余熱回收設備，替代了原有蒸汽加熱，每年可為企業(yè)節約蒸汽能源費用將近146萬(wàn)元。
經(jīng)計算：熱回收換熱器苛刻工況按冬季290標方運行時(shí)，每小時(shí)可回收功率為377kW。
該空壓機房空壓機工作情況一般為24小時(shí)，一天可回收功率為：24小時(shí)*377kW=9048kW/天，一年工作按330天計算，每年可回收功率為：9048kW/天*330天=2985840kW/年
1kW=860kcal，一年可回收熱量為：2985840kW/年*860kcal=2567822400kcal
1噸蒸汽的熱量為60萬(wàn)kcal，蒸汽的可利用效率為82%。
一年可節省蒸汽：2567822400kcal÷600000kcal÷82%=5219噸蒸汽
1噸蒸汽按280元計算，一年可節省蒸汽費用為：5219噸*280元=1461362元。
小結
空壓機的使用幾乎遍布各個(gè)行業(yè)，從以上分析可知，空壓機的余熱利用有非常大的節能潛力和經(jīng)濟效益。從“十四五”的節能規劃和企業(yè)降低生產(chǎn)成本增加市場(chǎng)競爭力的角度考慮，空壓機余熱利用將是一項非常值得在工業(yè)企業(yè)中推廣的項目。企業(yè)在進(jìn)行余熱回收技術(shù)改造時(shí)，通過(guò)選擇符合企業(yè)實(shí)際情況的余熱回收方案，可將空壓機以往浪費的熱能回收利用，降低其他燃料的消耗，保護環(huán)境，實(shí)現真正意義上的節能環(huán)保，帶來(lái)良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )環(huán)境效益，在目前甚至未來(lái)都有良好的市場(chǎng)前景。
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