空气压缩机冷却循环水余热利用系统设计

打开 ， 使原有的冷却塔降温系统投入使用 ， 确保空压
３ ． ２ 空压 机余 热利用 方案设 计
１ 空压机 常规冷却方式
为保证 润滑 油性 能和 控制 空压 机 运 行温 度 ，不
论是 活塞式空压 机 ， 还 是螺 杆式 空 压机 ， 都必 须对 空
压机进行冷却处理 ， 传统的冷却方式主要包括风冷和 水冷 。不论采用风冷还是水 冷方式 ， 空 压机运 行 中产 生的热能全部散发 到空气 中了， 且在冷 却过程 中采用 的轴流通风机 和水 泵都需要消耗能量 。
的入 口和 出 口管道 上加 装 了处 于常 闭状态 的膨 胀 阀
门， 膨胀阀门采用温度控制 ， 在热 回收系统出现故障
或不 投运 时 ， 内部 油冷却 水上 升 到限定 温度 ， 阀门便
空压机冷却水余热回收系统可代替该电厂 ２台 ３ ０ ０ ｋ Ｗ 电热水 炉 ， 供给该 厂 ６栋 职工公 寓 以及 电厂厨
第３ ５卷 第 ６期
２ ０ １ ３年 ６ 月
华 电技 术
Ｈｕａ ｄ ｉ ａ ｎ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖ０ １ ． ３ ５ Ｎｏ． ６
Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０ １ ３
空气 压 缩机 冷 却 循环 水 余 热 利 用 系统 设 计
罗海 华
（ 华 电电力科学研究院 ， 浙 江 杭州 ３ １ ０ ０ ３ ０ ）
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｋ １ １ ５ ： Ｔ Ｈ ４ ５ 文 献标 志码 ： Ｂ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ４—１ ９ ５ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６— ０ ０ ８ ０— ０ ２
０ 引 言
在 大 型火力 发 电厂 中 ，压缩 空气 主要 用于 仪表
机 站组成 。空 压机具 体参 数见表 １ 。
计 … 。改造 后冷 却塔 不再 投 人 使用 ， 但 为 了保 证 系
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３一ｏ １ 一 Ｏ ７
统 运行 安 全 、 可靠 ， 仍 保 留 了冷 却塔 ， 只是 在冷 却塔
第 ６期
罗海 华 ： 空气压 缩机 冷却循 环 水余 热利 用 系统设计
・ ８ １・
３ 空压机余热利用 系统设计
３ ． １ 全厂 空压 机余 热总量 计算 按 照 目前 全厂 ３个空压 站空 压机实 际配置 及 运
用气 、 除灰用 气 和检 修 用 气 。随 着发 电机 组 容量 的 增加 ，所需 的压 缩 空 气 也 相 应 增加 ，大 功 耗 、 大 出
力 的螺 杆式 空 气 压 缩 机 （ 以下 简 称 空 压 机 ） 已广 泛 应用 于发 电系统 中。火 电厂 空压 机 在 运 行 时 ， 真 正 用于增 加 空气势 能所 消耗 的电能在 总耗 电量 中只 占
摘
要： 介绍 了某 电厂空气压缩机常规冷却方式及全厂压缩 空气 系统概况 ， 结合该厂实际 ， 分析 了空气压缩机冷却循环水
余热利用方案及系统设计 的经济性。提 出了采用板式换热器来替代冷却塔对空气压缩机润滑油进行冷却 的设计思路 。 关键词 ： 空气压缩机系统 ； 冷却 方式 ； 余热利用 ； 系统设计
２ 空 压 机 系统 概 况
某 电厂 ２×６ ０ ０ ＭＷ 燃 煤 发 电机 组 全 厂 空 压 机
系统 由主 厂房空 压 机站 、 除灰 空 压 机站 及 脱 硫 空压
为４ ５～６ ５℃ 的生 活 热 水 ， 热 回收 系统 采 用 冗 余 设
表１ 空 压 机 主 要 技 术 参 数
行 情况 ， 可按 下式计算 其 可 以利 用 的热 量 Ｊ 。
， 、
４ ． ２ ｑ （ ｔ １一ｔ ２ ）×１ ０ ０ ０
— — — — ～
，
很小 的一部 分 （ １ ５ ％左右 ） ， 约８ ５ ％的耗 电转化 为热 量 Ｊ ， 通 过水 冷 的方式 排 放 到 空气 中去 。而 某 电厂
空 压 机 原 先 采 用 机 内水循 环 加 外部 冷 却 塔 降
温， 冷却 塔所能 达 到 的极 限温 度 为环 境 温度 。现将
Hale Waihona Puke １ 套板 式换 热器并 入 空压 机 润 滑油 冷却 水 系统 ， 冷 却 水通 过空压 机油 冷 却器 冷 却 润 滑油 后 ， 通 过并 人
的板式换 热器 与来 自城市 用水进 行 换热 ，制取 温度
压机 备 用 ， 除 灰 空 压 站 正 常运 行 时 ， ２台空 压 机 运
行， 另外 ２台备用 ， 脱硫站由于离这 ２ 个空压站较远 且冷却水量较小 ， 在该空压机余热利用方案中， 不考 虑脱硫站空压站冷却循环水余热 ， 只对主厂房空压 站及除灰空压站冷却循环水余热进行回收。利用上
式及 表 １ 数 据计算 得到 ， 在正 常运行 时 ， 该 厂空压 机 站冷 却水余 热 为 ７ ０ ７ ｋ Ｊ ／ ｓ 。
房、 浴室等生 活热水 ， 减少 了电厂的 电能消耗 量。 该余 热 回收 系 统 投 入 后 ， 按 每 小 时耗 电 ６ ０ １ ｋ Ｗ・ ｈ 、 电价 ０ ． ４ ９ （ ｋ Ｗ ・ ｈ ） 计算 ， 每 小 时可 节约
电费 ２ ９ ４ ． ４ ７元 ， 全年可 节 约 电费 １ ６ ２万元 。
式 中： Ｑ为空 压 机 冷 却水 余 热 ， ｋ Ｊ ／ ｓ ； ｑ 为 冷 却 水 流 量， ｔ ／ ｈ ； ｔ 为 冷却 水 进 口温 度 ， ｏ Ｃ； ￡ ：为 冷 却水 出 口
温度 ， 。 主厂房 空 压 站 ２台空压 机 正常 运 行 ， 另 ２台空
公寓 、 浴池 、 食堂均需要 电热水炉来制取大量热水 ， 在此 过程 中 ， 又 消 耗 了大量 的电 能 。在空 压 机 外增 加１ 套板式换热器来加热生活用水 ， 取代 电热水炉 ， 不仅 能减 少大量 电能 ， 还能 加热 冷水 ， 改善空 压机散 热 环境 ， 延长 空压机设 备及 油过 滤器 、 油水分 离器 的 使 用寿命 ， 有效 降低 了空压 机维 护保养 的费 用 。