离心压缩机余热回收工程技术方案教材

离心压缩机余热回收工程技术方案
编制单位:
编制日期:
、项目概况 (1)
、项目建设的必要性 (1)
三、项目建设内容 (2)
（一）项目设计原则 (2)
（二）建设内容 (3)
（三）工艺流程简述 (4)
（四）产品特点......... 错误！未定义书签
四、热工计算 (6)
（一） .......................... 基本参数 6
（二） .......................... 设计计算书 6
（三） .......................... 主要设备7
五、经济效益分析 (10)
、项目概况
有限公司现有三台空压机常年运行，空压机采用离心式两级
压缩工艺，提供总容量为800NmVmin,0.35MPa的压缩空气供生产
使用，根据工艺和设备的要求，二级入口风温不可高于65C。

空
压机压缩空气二级出口温度为夏季140 C,现生产工艺是将风温降
到60C以下。

有四台三级离心压缩空压机，提供总容量为730NmVmin,0.75MPa的压缩空气供生产使用，根据工艺和设备的要求，二、三级入口风温不可高于65 C，空压机压缩空气三级出
口温度夏季为140 C,现在的运行方式是将三级出口风温降到60 C 以下外供。

二、项目建设的必要性
国民经济和社会发展第“十二五”规划纲要提出：“面对日趋强化的资源环境约束，必须增强危机意识，树立绿色、低碳发展理念，以节能减排为重点，健全激励和约束机制，加快构建资源节约、环境友好的生产方式和消费模式，增强可持续发展能力。

”
“十二五”期间的节能指标为：单位GDP能耗降低率为17%
在能源费用日趋增高的今天，节能降耗也是企业降低运行成本，提高经济效益的一个有效途径。

本项目中，空压机作为压缩空气的生产设备，在制取压缩空气的过程中，不可避免的要产生大量热量，受生产工艺的制约，压缩空气必须降温后才能使用，因此要消耗大量的电能驱动循环冷却水、制造低温冷冻水来给压缩空气降温。

而在此过程中被冷却掉的热量有约50%是60 C以上常
年可工业利用的中低温热源，而冬季则可将空压机产生的热能全部用来生活和工艺供暖。

具体利用方式有：夏季可用80 C以上的热水来作为吸收式制
冷机组的动力源来制取7-12 C冷水供生活和生产工艺使用，40 C 以上热水可利用热泵提取部分热能用于工艺加热。

总之，空压机热能综合利用技术就是将压缩空气降温过程重
新整合梳理，将压缩空气中的热量提取出来作为热源综合利用，从而大大降低压缩空气使用过程中的能源浪费，实现能源梯级利用，同时降低压缩空气冷却成本，实现生产过程的节能降耗。

三、项目建设内容
（一）项目设计原则
1、回收利用工艺及技术与现有的生产工艺相结合，方案科学
合理，选用的热回收设备先进、热回收效率高，系统设计可靠，工程投资省，运行费用低，操作管理方便，具有较高的能源回收利用率；
2、严格按照各项相关的国家设计规范、标准、要求进行设计；
3、余热余压回收利用方案充分考虑到季节的影响，与生产工
艺密切结合，有针对性的选择适合本公司的能源利用方案；
4、经济性与可靠性并重的设计原则，合理降低工程造价和运
行费用，提高工程效益，同时尽可能提高系统的可靠性与稳定性;
6、确保热回收系统运行安全、卫生、稳定；
7、充分考虑工程操作、管理、维护的方便；
&尽量做到综合利用，使环境、社会和经济效益有机地结合
起来。

（二）建设内容
本项目在吸取国内同行业节能经验基础上，对工艺生产过程
中的压缩空气进行余热换热，将末级压缩空气中的60 C以上的高温热能转化成热水，用于工艺加热或制冷，将末级前面无法获取
高温热水的30-43 C循环水的热量利用热泵技术提取部分70 C -80 C热量用于工艺加热，从而在夏季最大限度的利用空压机的排热，减少能源的一次消耗量，实现能源梯级利用。

冬季利用水源热泵将全部的空压机循环水热量利用起来用于
冬季采暖，热回收利用率为100%
具体建设的内容为：
1、增设双通道热回收器
增设的双通道热回收器安装在原末级冷却器前，吸收热量后
可制取95 C的高温水。

2、增设溴化锂制冷机组，利用95C的高温热水来制取7-12 C 冷水供生活和生产工艺使用。

3、增设水源热泵机组，用于冬季制取采暖用热水。

70-80 C热水，用于工艺加热。

通过改造，一方面，提取原先浪费的空气余热来供生产和生活用热，另一方面可以减少冷却水的蒸发用量，即可节约电力和利用热量，又可节约水资源，最大限度的提高了能源利用率。

（三）工艺流程简述
1、区域
1.1利用压缩机末级送出的140 C的高温空气，通过双通道热回收器，将空气中的热量转换成95 C的高温热水，升温后的热水
用于工艺加热，或者去往溴化锂机组制取冷水。

经过热量交换后，压缩空气温度降至80C，进入双通道热回收器下一级冷却系统进行冷却。

1.2双通道热回收器第一级热回收器内保持不低于0.2MPa的水压，以确保制取的95C高温水不会汽化从而影响换热器的安全运行。

1.3双通道热回收器第一级热回收器制取的95C高温水作为溴化锂吸收式制冷机组的驱动热源，制取7C冷冻水，用于办公室及其他需要空调的场所。

1.4冬季利用水源热泵机组提取循环水的热量用于居民采暖，循环水废热利用率达到100%
1.5根据现场预热需要情况，可再加高温热回收热泵，利用高的热水用于工艺加热，以提高冬季以外的废热利用率。

改造后的压缩空气冷却及热回收工艺流程见图1：
居民区图1:压缩空气冷却及热回收流程图（改造后）
2、区域
2.1 利用压缩机末级送出的140C的高温空气，通过双通道热
回收器，将空气中的热量转换成80C的高温热水，升温后的热水用于工艺加热（如需要，本区域也可以采用热水溴化锂制冷）
2.2冬季利用水源热泵机组提取循环水的热量用于居民采暖，
循环水废热利用率达到100%
2.3根据现场预热需要情况，可再加高温热回收热泵，利用高
的热水用于工艺加热，以提高冬季以外的废热利用率。

改造后的压缩空气冷却及热回收工艺流程见图
2:
图2:压缩空气冷却及热回收流程图（改造后）
四、热工计算
（一）
1、 基本参数
空压机数量：3台；
空压机空气流量：800Nn r /min 48000Nm 3
/h ; 空气温度：140C ;空气压力：0.35MPa ；
2、 设计计算书
工艺水节能量计算参数见表
1、2、3：
LVM
1XT
1AJ
XL
冷却塔
水源麹泵
居民区
表1:双通道热回收器高温段设计计算技术参数表
表2:冬季取暖工况下参数
冬季总余热回收量1478+1222=2700 kW
蒸汽驱动热泵总供热量3419 kW （包括驱动蒸汽的热量）
表3:夏季制冷工况下参数
1、基本参数
空压机数量：4台；
空压机空气流量：730Nm3/min 43800Nm 3/h ;
空气温度：140C ;空气压力：0.75MPa；
2、设计计算书
表4:高温水换热器水节能量计算表
表5:冬季取暖工况下参数
冬季总余热回收量1349+2500=3849 kW
蒸汽驱动热泵总供热量：5320 kW （包括驱动蒸汽的热量）
其它季节（除冬季外），可采用以上方法对营养液进行加热，从而合理了地利用以上热量。

（三）
冬季总余热回收热量：2700+3849=6549 kW 冬季总供热量：3419+5320=8739 kW
五、经济效益分析
（一）冬季
（1）冬季供暖生产热能节约费用
节能功率：6549kW
蒸汽热值：
700kW/ 吨
蒸汽价格：200元/吨
采暖天数：120天/年
冬季总节约价值：(6549 + 700)X 24 X 120X 200=538.89 万元
(2)冬季设备运行费用
设备功率：10kW
电费：0.5元/kWh
冬季运行费用：10X 24X 120X 0.5=1.44万元
(3)冬季供暖生产热能实际效益：
538.89-1.44=537.45 万元
(二)夏季
(1)夏季热能回收节约费用
节能功率：2181kW
蒸汽热值：700kW/吨
蒸汽价格：200元/吨
余热平均利用天数：100天/年
夏季总节约价值：(2181 + 700 ) X 24 X 100 X 200=149.55 万元。

(2)夏季设备运行费用
设备功率：10kW
电费：0.5元/kWh
夏季运行费用：10X 24X 100X 0.5=1.2万元
(3)夏季热能回收实际效益
149.55-1.2=148.35 万元
（三）其它季节
节能功率：1349kW
蒸汽热值：700kW/吨
蒸汽价格：200元/吨
余热平均利用天数：330-120-100=110天/年
总节约价值：（1349- 700）X 24X 110X 200=101.75 万元（四）全年热回收效益
537.49+148.35+101.75=787.59 万元
（五）工程改造投资（万元）
1）
冬季取热部分：
夏季制冷部分：
2）
冬季取热部分：
营养液加热（或夏季制冷部分）：
（六）投资回收周期
-787.59= 年
夏季，厂区将采用溴化锂机组制冷，为办公区或生成区提供冷气。

厂区：考虑到厂区办公楼用冷有限，夏季将采用热风加热营养液的办法来回收热风中的热量（当然，如果有一定的冷风用户，也可以采用与同样的办法，即采用溴化锂机组制冷，为用户提供冷气）
冬季供热面积大概在17.5万平方米（其中回收余热可供面积13.1
万平方米，其余为驱动热泵所加入的蒸汽的热量）。