聚酯厂空气压缩机热能的回收利用

聚酯厂空气压缩机热能的回收利用

文章研究了空气压缩机热能回收利用的原理，并介绍了空气压缩机热回收的优点和空气压缩机日常的保养和维护方法，最后通过某型号空气压缩机能耗的计算，更加说明空压机热能利用的必要性，既能够给人民群众的生活带来益处，同时可以降低企业的运营成本。

标签：聚酯厂；压缩机；热量；回收利用

前言

聚酯在我们日常生活中广泛应用，像工程塑料、塑料纤维等的原料均为聚酯。经过几十年的快速发展，聚酯行业发展进入一个瓶颈期，如何降低生产成品，提高产品利润，成为广大企业面临的一个难题[1]。

1 空压机热量回收技术

1.1 空气能量的变化

热运动，是构成物质的大量分子、原子等所进行的不规则运动。热运动越剧烈，物体的温度越高。根据能量守恒定律（热力学第一定律），一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。

U=W+Q

在做功和熱传递同时存在的过程中，系统内能的变化，则要由做功和所传递的热量共同决定。在这种情况下，系统内能的增量U就等于从外界吸收的热量Q 和外界对系统做功W之和。

1.2 空气压缩机冷却系统

空气压缩机一般分为空冷和水冷两种方式，中小型空气压缩机通常采用空冷形式，风冷型是利用风道把空气压缩机产生的热量输出到室外。而大型空气压缩机通常采用水冷形式，当进水阀门开启时，冷却液汇入总进水管，然后经过中间冷却器、后冷却器和油冷却器等进入出口管道[2]。当出口阀开启时，再流出管道进行冷却处理。

冷却水的作用，是保证压缩气体和润滑油温度保持在设计的范围内。中间冷却器的冷却管被设计成带翅片型式的壳管；润滑油冷却器为壳管式。冷却水从管内流过，润滑油及压缩气体从管外通过，以达到冷却的目的。

2 空压机热量回收解决方案

1937年，空气压缩机首先由瑞典科学家Alf Lysholm研制成功。经过持续的基础理论研究和产品开发试验，空气压缩机的技术得到进一步发展，螺杆压缩机在日常生产中得到广泛的应用。空气压缩机按照运行方式不同，可以分为喷油压缩机和无油压缩机两类，喷油螺杆压缩机转子直接啮合传动，容积效率高，单级压比可以做到10以上。

2.1 空压机热回收系统

空气压缩机的工作原理如图1所示，当空气压缩机刚刚启动时，由于未进行热车工作，故冷却液温度较低，温度控制阀门1开启，油气桶里面的润滑油进入机头，此时，油冷和热能回收换热器是相通的。当空气压缩机工作一段时间后，润滑油的温度开始上升，当润滑油温度触发温度控制阀门1的控制温度时，润滑油进入热能回收换热器，把热量传递给需要加热的水。如果换热后，润滑油温度低于温度控制阀门2的触发温度，则润滑油通过旁通阀继续进入机头。当润滑油温度达到温度控制阀2的触发温度时，则进入油冷，再经油滤进入机头。油冷换热后若油温下降，经温控阀1、温控阀2依次判断，如此周而复始进行循环[3]。

2.2 空压机热回收系统保养问题

为了保证空气压缩机热回收系统高效和安全的运行，日常的维护不可避免，主要有以下几方面：

2.2.1 安全操作规章

（1）开机前检查空气压缩机热回收系统各部分是否处于正常状态，紧固件有没有松动等。（2）检查皮带的松紧是否合适，曲轴箱内的润滑油位是否正常。（3）手动旋转空气压缩机风扇，检查是否有卡滞或异响。（4）机器运行过程中，检查机器的振动、温度和声音等是否正常，有无漏油和漏气等现象。

2.2.2 保养注意事项

（1）仔细观察各类仪表，如压力表、油位和温度控制器等。（2）仔细听辨机器声音，如活塞、气阀和曲轴等部位。（3）仔细触别机器各部位，感知空气压缩机的温度变化和振动变化情况，如排气管的温度和振动情况等。（4）仔细认真贯彻6S，注意机房安全卫生，保持空气压缩机系统的清洁和空气流畅。

2.2.3 熟知简单故障排除，如空压机无压力空气排出，应检查空压机松压阀或阀片变形或断裂。

2.3 项目案例

对于空压机来说，其输入能源的80%左右将转化为热能，并由各种冷却器排风扇带走，排放到环境中，这些热能并没有得到很好的利用。如果可以根据相应类型压缩机的结构和原理，适当地进行改造，将其热量回收，结合工厂实际情况

将这些热源进行利用，那么就可以变废为宝。以某型号的空气压缩机为列计算其节约成本。

表1 某空气压缩机性能指标参数

首先，计算空气冷却器可以回收的能力，

P=P0×？浊=400×60%=240kW

式中，P0为空气压缩机总功率；？浊为空气压缩机功率回收率。

其次，计算每天回收热量；

Q=P×t=240kW×3600×24=20736×106J

假设，进水温度为25℃，出水温度为55℃，则水温升高30℃，则一台空气压缩机一天可以加热的水的量为：

m=Q÷C÷dt÷1000=20736×106÷4.2÷30÷1000=164.57吨

其中，C表示水的比热容；

每天回收20736000KJ取锅炉效率0.8，相当每天节约重油：

20736000÷9800÷0.8=2644.90kg

日节约柴油消耗费用=2644.90×2.5元/kg =6612.25元

年节约锅炉耗油费用=6612.25×300天=1983675元

年节约折合燃油费用计198.3675万元（燃油2.5元/kg）

3 结束语

空气压缩机对于聚酯厂来讲属于高功率和高消耗设备，通过对空气压缩机组中大量热能通过散热系统余热回收利用，不但使得该地区一定范围内居民的生活用热水及冬季空调的供热负荷减小，使得冷却塔能耗降低，而且使得整个空气压缩机运行环境得到了改善，使得空气压缩机运行功耗降低，生产力得到提高，而对余热回收系统采取一些必要的控制措施，使得余热回收系统的工作效率更高。

参考文献

[1]徐树风.螺杆压缩机的能量回收[J].流体机械，2000（10）：35-36.