空压机余热利用工程

空压机余热利用工程

1、简述

空压机余热是空压机在生产高压空气过程中随之产生的多余热量。在空压机将机械能转换为内能的过程中，空气受到强烈的高压压缩，温度骤升，同时压缩机的高速旋转也会摩擦发热，这些高温热量由空压机润滑油混合成的油气携带排出机体。这部分高温油气流的热量相当于空压机输入电功率的3/4，它的温度通常在80℃～100℃。高温油气流通过空压机的散热系统快速的冷却，以满足空压机正常工作的温度要求。这些热量通过空压机自身的散热系统散发到空气和冷却水中，造成了能源的浪费。

为了充分利用空压机所产生的余热，采用余热回收技术将空压机输入功率大约75%的能源消耗回收回来加热水，加热的水温可达75℃。该热水可用于车间采暖及员工洗澡。

2、热量回收计算

（1）我公司现有5台250KW空压机，二期还需要5台，总共10台250KW 空压机。全部进行余热回收改造，现计算可回收的热量，每台空压机功率的3/4转换为热能；10台空压机加载比例均按80%计算；油气回收效率按93%计算。现计算10台空压机运行1小时回收热量：

Q=250×10×0.75×0.8×0.93=1395KW

（2）按10%的热量用于洗澡；整个循环系统热量损失按20%计算；则每小时用于采暖的热量为1395×0.9×0.8=1004.4KW。

（3）压延车间冬季每小时需采暖热量为1160KW；胎胚存放区冬季每小时需采暖热量为330KW；两个工段总采暖热量需1490KW, 1490KW＞1004.4KW，空压机提供的热量最多能供压延车间采暖和员工洗澡，目前压延车间有采暖设备，胎胚存放区无，所以先满足胎胚存放区采暖，剩余热量再供压延车间采暖，减少蒸汽消耗量。成型车间仍按现有方式采暖。

（4）按现在空压机运行情况看，若产量达到140万套，空压机同时运行数量估计是8台（加载率≥80%），即采暖热量得不到保证。

3、采暖计算

（1）胎胚存放区采暖

①胎胚存放区冬季采暖需热量330KW，采用散热片采暖，选用型号GPTZ60-100-900H型，单柱尺寸高900×宽60×厚100。该暖气片在温差64.5℃时每小时每柱散热量0.168KW。

②计算胎胚存放区需GPTZ60-100-900H型柱数为330/0.168≈1965柱。

③实际安装数量及温升：经测量，现场实际能安装数量为1680柱，理论上在保证热水流量的情况下，在室外温度为1℃时，温升约12℃，但实际上因空间较大、厂房较高，热空气上流，实际温升只有7～8℃。

④水流量计算：GPTZ60-100-900H型柱单柱所需水量为9.6L/h，则1680柱共需要热水流量为1680×9.6/1000≈16.13 m3/h

（2）压延工段采暖

①压延工段冬季采暖需热量1160KW，采用散热片采暖，选用型号GPTZ60-100-900H型，单柱尺寸高900×宽60×厚100。该暖气片在温差64.5℃时每小时每柱散热量0.168KW。

②计算压延工段需GPTZ60-100-900H型柱数为1160/0.168≈6905柱。

③实际安装数量及温升：经测量，现场实际能安装数量为2160柱，理论上在保证热水流量的情况下，在室外温度为1℃时，温升约4℃，但实际上因空间较大、厂房较高，热空气上流，实际温升效果不明显。

④水流量计算：GPTZ60-100-900H型柱单柱所需水量为9.6L/h，则2160柱共需要热水流量为2160×9.6/1000≈20.74m3/h

（3）空压机每小时产水量计算（供水温度按75℃、回水温度按50℃）10台空压机加载比例均按80%运行，平均1小时回收的热量1004.4×860=863784Kcal，该热量可将50℃水加热到75℃（温升25℃）一小时可加热的水量为：863784/1000/25≈34.55吨。该水量基本满足图中布置的3840柱散热片的循环水量。

4、方案说明

利用空压站现有螺杆空压机五台进行改造(另外五台安装时改造)，对空压机散发的热量进行回收。

（1）空压机余热回收利用系统包括：在空压站增加五台热水机；压延和胎胚存放区增加散热片；原材料库增加一台20吨储水箱、循环水泵2台（一用一

备）、热水循环水泵2台（一用一备）、板式换热器；空压站至原材料库的供水和回水循环管道及采暖支管；倒班宿舍各层楼的供水和回水循环管道、支管、淋浴器；控制系统等。

（2）控制系统简述：设置变频器、电动阀、温度传感器、压力传感器、磁翻板液位计等，用PLC全自动控制（车间采暖手动控制）。

①热水机进出水管均安装电动阀，循环水流量根据空压机油温调节，保证空压机的出水温度70℃～75℃。当空压机卸载时，热水机进出口电动阀关闭。

②倒班宿舍热水循环水系统采用变频恒压供水，回水管在进储水箱处安装电动阀，若热水循环水泵在保压状态（表示无人用水），当回水温度降低10℃（可设置），该电动阀打开循环，保证洗澡水温；若热水循环水泵在供水状态（表示有人用水），该电动阀关闭，保证洗澡用水。

③补水电动阀根据水箱水位和热水温度开关。

5、优缺点：

（1）优点：

①安全、卫生、方便。对大气环境无污染。只要空压机在运行，随时可以提取到热水使用，不必定时定量供应，用于采暖及供倒班宿舍、大澡堂及炼胶澡堂洗澡水，减少蒸汽用量。

②螺杆空压机的机油温度要求在65℃至95℃之间，最佳温度是75℃至85℃。热水机使用高温循环水泵，采用变频控制，水泵的水量根据水温控制，保证空压机的温度总是在70℃至90℃之间，达到最佳的工作温度，提高空压机的运行效率，实现空压机的经济运转。

③运行费用低。

（2）缺点：

①一次投资费用高。

②循环管线较长，热损失较大。

③停产期间无热水。

6、投资估算

预计总投资费用约为：399.82万元。