空气压缩机余热回收的探析与应用论文_杨东升

开滦热电有限责任公司 唐山市 063103

摘要:通过对空压机运行过程的分析,了解到空压机在自身散热系统给高温高压的油、气降温的过程中,大量的热能就被无端得浪费,还会造成热污染。针对此情况提出一种废热再利用方案,结合具体项目实践,对方案设计、采用的主要设备以及节能效益进行论证,实践证明,项目改造后的节能效果良好,经济效益明显,具有实用和推广价值。

关键词:空压机 余热回收 改造 节能减排

一、引言

某热电公司共有42m3风冷式喷油螺杆式空压机五台,作为锅炉气力除灰系统的气源。空压机的工作流程如下:空气通过进气过滤器将大气中的灰尘或杂质滤除后,由进气控制阀进入压缩机主机,在压缩过程中与喷入的冷却润滑油混合,经压缩后的混合气体从压缩腔排入油气分离罐,从而分别得到高温高压的油、气。由于机器工作温度的要求,这些高温高压的油、气必须送入各自的冷却系统,其中压缩空气经冷却器冷却后,最后送入使用系统;而高温高压的润滑油经冷却器冷却后,返回油路进入下一轮循环。通过对上述工作过程的研究,发现高温高压的油、气所携带的热量大约相当于空气压缩机功耗的85% 的转化热量,余热温度通常在80℃—100℃之间,并且螺杆式空气压缩机通过其自身的散热系统来给高温高压的油、气降温的过程中,大量的热能就被无端的浪费;空压机运行产生的余热,如果不交换掉,可引起电机高温及排气高温,不但影响空压机的使用寿命,更影响压缩空气的质量;如直接由冷却系统将热量排放,不但浪费了能源,更会造成热污染。

二、空气压缩机余热回收原理及方案

1、余热回收设备选择

为了充分利用螺杆式空压机运行过程中产生的热能,通过我们现场考察和研究分析,决定采用西门子S7-300PLC控制系统的余热回收设备,对压力、流量、温度传感器的监控,实现水泵开、停及阀门的控制、系统故障报警、恢复原有空压机的风冷形式,确保空压机的正常运转。对空压机内部循环系统改造、热量交换模块、进/出水温度、压力监测、温控阀、水泵、PLC控制控制器。5台空压机机各单独采用1套余热利用回收系统,互不影响。空压机安装余热回收系统后,压风机控制系统不变,工作性能不变,操作维修方式不变。余热回收系统如有任何故障,余热回收系统停水、停用时,原压风机系统仍可以照常运行。

2、余热回收系统工作原理

压缩机运行一段时间后,温度开始升高,当冷却温度升高到热交

换器旁通阀的设定值时,此阀自动打开,冷却油进入热交换器将热量传递给冷却水,然后进入下一流程。如果经过热交换后冷却油的温度仍然低于油冷却器旁能阀的设定值,则不进入油冷却器而直接进入压缩机工作腔内产生冷凝水。如果经过热交换后冷却的温度高于恒温油冷却器旁通阀的设定值,则先进入冷却器冷却,然后再进入压缩机循环。

3、余热回收改造示意图

三、节能改造效益分析

项目改造完成后,经运行观察发现,余热回收系统运行良好,不影响空气压缩机正常使用,具有很好得经济社会效益。

根据统计单台空气压缩机每年可以回收热量1018507177 kcal/a、

能将进水20℃加热到60℃,回水热水流量2900g/h,能节省标煤171.18吨,5台空压机年共能节省标煤达到855.85吨,按市场标煤价格560元/吨计算,年节省资金约为47.93万元。单台空压机余热回收系统一次性投资费用为24万元左右,使用寿命为20年。根据效益分析整个项目改造的回收期约为30个月,并且应用此系统还能减少二氧化碳的排放量,降低对环境的污染。

空压机系统存在得大量电能转化为热量,从而改造能源浪费得现象,是可以通过全面的系统解决方案来消除和弥补的。

结合余热回收系统对原有空气压缩系统进行改造,既可以解决空压机冷却散热的难题,又可以充分利用废热,减少燃煤的消耗量,具有良好得经济和社会效益。

参考文献

[1]岑曦.空气压缩机热能回收系统的开发[D].上海:上海交通大学,2010.

[2]郑永星.喷油式压缩机得选用与能耗[J].设备管理与维修,2000.

论文作者:杨东升

论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期

论文发表时间:2017/9/29

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空气压缩机余热回收的探析与应用论文_杨东升
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