空气压缩机余热回收的探析与应用

空气压缩机余热回收的探析与应用

发表时间：2017-09-29T10:25:45.513Z 来源：《基层建设》2017年第15期作者：杨东升[导读] 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。

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.