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螺桿式空壓機余熱回收設(shè)備的工作原理

文章出處:未知 文章來源:山東希姆德節(jié)能環(huán)保設(shè)備有限公司 發(fā)表時間:2015-07-31 09:51
螺桿式空壓機余熱利用技術(shù)簡介
     一、技術(shù)背景
      現(xiàn)行螺桿式空氣壓縮機的工作流程如下:空氣通過進氣過濾器將大氣中的灰塵或雜質(zhì)濾除后,由進氣控制閥進入壓縮機主機,在壓縮過程中與噴入的冷卻潤滑油混合,經(jīng)壓縮后的混合氣體從壓縮腔排入油氣分離罐,從而分別得到高溫高壓的油、氣。由于機器工作溫度的要求,這些高溫高壓的油、氣必須送入各自的冷卻系統(tǒng),其中壓縮空氣經(jīng)冷卻器冷卻后,最后送入使用系統(tǒng);而高溫高壓的潤滑油經(jīng)冷卻器冷卻后,返回油路進入下一輪循環(huán)。
在以上過程中,高溫高壓的油、氣所攜帶的熱量大致相當于空氣壓縮機功率的1/4,其溫度通常在80℃—100℃之間。螺桿式空氣壓縮機通過其自身的散熱系統(tǒng)來給高溫高壓的油、氣降溫的過程中,大量的熱能就被無端的浪費了。
      為了充分利用螺桿式空壓機所產(chǎn)生的余熱,空壓機熱熱水器提供了一種余熱利用技術(shù),利用該技術(shù)對螺桿式空氣壓縮機所產(chǎn)生的高溫高壓的氣體進行冷卻,不僅可以提高空氣壓縮機的產(chǎn)氣效率,而且可使企業(yè)獲得生產(chǎn)和生活所需的熱水,嚴冬可加熱到≥ 50℃,夏秋季節(jié)≥65℃,從而解決了企業(yè)主為福利生活熱水長期經(jīng)濟支付的沉重負擔。
現(xiàn)行企業(yè)的生活熱水大多都采用燃油鍋爐供應(yīng)熱水,而且必須是限量定時供給。從調(diào)查三十幾家企業(yè)的供水資料顯示:就是采用節(jié)能型的燃油鍋爐燒水,人均每天的熱水費用是:冬天0.8/人,夏天0.5/人,平均為:0.65/人,月支付19.5/人,一名職員的年供熱費用是:234.00/人,一個1000人的企業(yè)光熱水一項經(jīng)濟支付就達234000元。使用我們的余熱利用裝置,就可以得到方便可觀的經(jīng)濟實用價值。
表一  空壓機熱泵與燃油鍋爐的經(jīng)濟價值比較(1000人用水企業(yè))
 供熱方式  節(jié)能環(huán)保性  一年運行費用  管理維護費用  供熱程度  總開支
志和 空壓機熱泵  節(jié)能環(huán)保安全  無運行費用  清洗費300  不限量不定時  300
 燃油鍋爐  燃油污染環(huán)境  234000  8000  限量、定時  242000
二、空壓機熱泵技術(shù)方案簡介
1、換熱器設(shè)計參數(shù)
設(shè)計運行耐壓:油/氣側(cè):10.0kg/cm2;水側(cè):22.0kg/cm2
設(shè)計試驗壓力:油/氣側(cè):20.0kg/cm2;水側(cè):33.0kg/cm2
設(shè)計耐熱溫度:油/氣側(cè):120℃;水側(cè):100℃
設(shè)計水溫熱度:冬季≥50℃,夏季≥60℃
2、換熱器集熱效應(yīng)表
表二  換熱器集熱效應(yīng)表
 
空壓機功率KW 集熱量Kcai/H 熱負荷KW /氣流量L/min 熱水產(chǎn)量L/min
15 15000 17 40 10/5
22 22000 25 58 14/7
30 30000 34 80 20/10
37 37000 42 98 24/12
45 45000 52 120 30/15
55 55000 63 146 36/18
75 75000 86 200 50/25
空壓機余熱利用系統(tǒng)特點簡要介紹:
1)、空壓機原有冷卻系統(tǒng)與余熱利用技術(shù)是兩套完全獨立的系統(tǒng),使用企業(yè)無須擔心由于我方系統(tǒng)的原因而影響空壓機的運行。兩套系統(tǒng)的切換由電磁閥控制,在余熱利用系統(tǒng)未啟用時,空壓機使用機身自帶冷卻系統(tǒng);當余熱利用系統(tǒng)啟動時,電磁閥自動切換至余熱利用系統(tǒng);當我方系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,切斷我方系統(tǒng)電源,即可使用空壓機原有冷卻系統(tǒng)。
2)、在保溫水箱未滿時,使用自來水水壓供水,只有在水箱滿水時,才啟用循環(huán)水泵,可最大限度節(jié)約能源。
3)、全自動控制系統(tǒng),無需人為操作,控制系統(tǒng)會根據(jù)溫度、水位的情況做出判斷,自行決定換熱方式以及空壓機的冷卻方式。
工作原理
熱能熱水機組,是利用壓縮中的高溫油氣熱能,通過熱交換將熱能傳遞給常溫熱水,實現(xiàn)熱能利用。電動機帶動螺桿機旋轉(zhuǎn),空氣經(jīng)過濾器,被吸入螺桿壓縮機中壓縮成高壓空氣,并與循環(huán)油混合形成高壓高溫油氣混合氣體,進入油氣分離器。油氣混合氣被分離成油氣和空氣后,其中的壓縮空氣經(jīng)后冷卻器散熱后供給用戶;而循環(huán)油氣在油氣分離器中被分離,凝結(jié)成液態(tài)后,再經(jīng)前冷卻器散熱及過濾器過濾,回到壓縮機,完成一個循環(huán)過程。壓縮機熱能熱水機組是將高溫循環(huán)油(和高溫壓縮氣體)引入熱能熱水機組內(nèi),空壓機運行過程中所產(chǎn)生的熱能被熱能熱水機充分吸收,同時壓縮機得以降溫。
噴油螺桿壓縮機熱能熱水機組,是一種利用壓縮機高溫油氣熱能,通過熱交換將熱能充分利用的節(jié)能設(shè)備。它通過能量交換和節(jié)電控制,收集空壓機運行過程中產(chǎn)生的熱能,同時改善空壓機的運行工況,是一種高效廢熱利用、零成本運行的節(jié)能設(shè)備。
卓越節(jié)能科技有限公司專業(yè)致力于節(jié)能產(chǎn)品和技術(shù)應(yīng)用及推廣。公司依托大專院校技術(shù),與科研機構(gòu)緊
密合作,始終站在節(jié)能技術(shù)的前沿。結(jié)合近年來廣大企業(yè)能耗設(shè)備的現(xiàn)實需求和保護我們地球的共同社會責
任,公司引進國外先進節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品,自主研發(fā)了高效熱能利用節(jié)能設(shè)備。公司采用世界先進的合同能源管
理(EMC)模式,結(jié)合世界銀行全球基金(GEF)中國促進項目,為企業(yè)節(jié)能降耗找到一種新的融資途徑。
 
三、空壓機余熱利用系統(tǒng)優(yōu)點
1、安全、衛(wèi)生、方便
螺桿空壓機余熱利用裝置與燃油鍋爐比較,無污染、一氧化碳、二氧化硫、黑煙和噪音、油污對大氣環(huán)境的污染。一旦安裝投入使用,只要空壓機在運行,企業(yè)職員就隨時可以提取到熱水使用,不必定時定量供應(yīng),系統(tǒng)較大的企業(yè)還可以滿足企業(yè)職員在冬季使用熱水來活潑衣服、被褥。為創(chuàng)建資源節(jié)約型環(huán)境友好型企業(yè)奠定基礎(chǔ)。
2、提高空壓機的運行效率,實現(xiàn)空壓機的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)
安裝螺桿空壓機余熱利用裝置的空壓機組,可以提高產(chǎn)生氣量8%,空氣動力學家和空壓機制造廠家給出廠機組額定的每分鐘產(chǎn)氣量m3/min是以80℃的溫度測量定準的。
螺桿空壓機的產(chǎn)氣量m3/min會隨著機組運行溫度的升高而降低,當然,空壓機的機械效率肯定不會穩(wěn)定在以80℃標定的產(chǎn)氣量上工作。它的反比程度是:溫度每上升1℃,產(chǎn)氣量就下降0.5%,溫度升高10℃,產(chǎn)氣量就降5%。一般風冷散熱的空壓機都在88—96℃間運行,其降幅都在4—8%,夏天更甚??諌簷C余熱利用裝置足可以使空壓機溫度降8—12℃,為此它的經(jīng)濟效益就更顯著了。下表體現(xiàn)8.0kg/cm2工作壓力下,80→90℃日產(chǎn)氣經(jīng)濟性能比較: 
表三  空壓機不同溫度下的產(chǎn)氣率與經(jīng)濟效益
氣泵功率
KW/PH
80℃產(chǎn)氣m3/min
90℃產(chǎn)氣m3/min
±M3/H ±M3/24H KWH/ 0.65/KWH
電費(元)/
15/20 2.30/2.185 6.5 156.0 17.0 11.05
22/30 3.4/3.23 10.2 245.0 26.0 16.9
30/40 5.0/4.75 15.0 360.0 36.0 23.4
37/50 6.0/5.7 18.0 432.0 44.4 28.86
45/60 7.1/6.74 21.3 510.0 53.8 34.97
55/75 10.0/9.5 30.0 720.0 66.0 42.9
75/100 12.0/11.4 36.0 864.0 90.0 58.5
一臺55KW/75HP的空壓機,90℃溫度中運行一天就少產(chǎn)氣720 m3,產(chǎn)出720 m38..0KG/ cm2高壓氣體55KW/75PH機組1.2小時才能完成,需要66KWH的電能,按0.65/KWH一天多耗電能就是42.9/天,一個月1287元,一年15444元??諌簷C熱泵可以使運行溫度在80—84℃間運行。如果多臺氣泵運行,其經(jīng)濟效益更為顯著。
由于產(chǎn)量的提高,供氣系統(tǒng)的氣壓也相應(yīng)提高,自動化設(shè)備中的氣動元件,因為氣壓的升高,氣動元件的動作次數(shù)也會提高,使生產(chǎn)線的產(chǎn)量也跟著提升。氣動元件的動作靈敏、穩(wěn)定,對其生產(chǎn)線的產(chǎn)品質(zhì)量也提供了可靠保證。
3、提高空壓機的使用壽命
空壓機工作溫度的降低,減少了機器的故障,延長了設(shè)備的使用壽命,降低了維修成本,增大了機油、機油隔、油/氣分離器更換時限,相應(yīng)延長了設(shè)備的更換期限。
4、經(jīng)濟實用,運行可靠。
在螺桿式空壓機旁安裝余熱利用系統(tǒng),對空壓機的正常運行、維護、保養(yǎng)絕無影響。選擇這項安全高效節(jié)能環(huán)保的實用技術(shù)是賢明之舉措。安裝一臺55KW/75PH,有800—1000人用水的空壓機上,一年的直接經(jīng)濟效益超過180000元。其系統(tǒng)主體部分采用耐高壓,高導熱復(fù)合材料組成。產(chǎn)品承諾三年保修,控制部分一年內(nèi)包換!
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