淺論空壓機產生余熱的應用

摘 要：空壓機是工業企業應用較為廣泛的動能設備，其作用是為企業生產提供符合要求的壓縮空氣?？諌簷C在運行過程中產生較多熱量，排放到大氣中。本文從利用空壓機余熱利用設想及對設想的驗證，通過設備造型、論證、方案實施及效果驗證，形成完整的空壓機余熱利用體系，通過實例說明了空壓機余熱應用的有效性。

關鍵詞：空壓機；余熱；改進；應用

中圖分類號：TH45 文獻標識碼：A

現狀：壓縮空氣是工業領域中應用最廣泛的動力源之一，由于其具有安全、無公害、調節性能好、輸送方便等諸多優點，使其在現代工業領域中應用越來越廣泛。但要得到品質優良的壓縮空氣需要消耗大量能源。我廠共有無油螺桿空壓機3臺，兩臺ZR250和一臺ZR110。正常生產過程中，同時運行ZR250和ZR110空壓機才能滿足生產所需壓縮空氣。我廠生產實行三班運行，兩臺空壓機每天運行時間為24小時，每小時耗費電能達370kwh，85%的電能（310kwh）在工作時產生了熱能，每天最多可回收熱量約7430400kca，這些熱量被冷卻系統吸收后排放到空氣中，浪費了能源，造成熱污染。

我廠設備現狀及設備布局

因此，通過對空壓機在運行過程中產生的熱能研究與利用，較好解決電能使用后產生的浪費問題，提高能源有效利用率。

一、初步設想與論證

1初步設想

1）將空壓機產生熱能從空壓機內部導引到空壓機外部；2）新增能量控制裝置，提高空壓機冷卻水供回水溫度，將收集后的熱能通過轉化進行利用；3）新增板式換熱器，通過板式換熱器使軟化水和自來水隔離，讓軟化水對自來水進行加熱，將導引出的熱能予以收集；4）增加儲水箱將利用回收后的熱能循環加熱自來水，用于職工洗浴。

2設想論證

1）空壓機長期運轉中產生高溫的壓縮氣體，空壓機一級轉子出口溫度190℃，二級轉子出口溫度160℃。降低空壓機溫度所需冷卻水量為480噸。我們把這所謂的高溫氣體和液體進行對比性的換熱，進行產生熱水和降低空壓機溫度，改造時只進行水管連接，保證不造成漏油和漏水，不會對空壓機造成損害；2）能量控制裝置主要作用為調節空壓機進出水軟化水溫度，能夠讓軟化水符合空壓機運行要求，有利于熱能的收集；3）板式換熱器具有傳熱效率高、結構緊湊拆洗方便、能實現純逆流換熱、不需要保溫等優點，能夠有效將收集的熱能全運會傳遞給自來水，實現熱能交換；

4）設計儲水箱為30t，加熱至55℃夏季需要5小時，冬季需要6小時，全天能產生55℃熱水90t以上，每人洗浴需水80kg，可滿足1100人洗浴。我廠現有職工不足900人。

二、應用實例

1設備選型

1）泵的選型。根據需要選擇WP1-2泵兩組，兩組泵為自動主、輔切換；2）交換器的形式與選擇。我們采用板式換熱器，因為：板式交換器傳熱效率高、結構緊湊、重量輕，可以設計并流、逆流和錯流等流，可以通過靈活地增減板片的方法，調整所需換熱面積；3）水箱采用不銹鋼板制作，容積為30t。主要特點有重量輕、強度高、耐腐蝕、耐高溫、水質清潔，防滲，抗震，永不生青苔，安裝方便，無需維修，便于清洗等諸多優，適合用于熱水儲存。

2工程施工

實施一、將冷卻水串聯接。 冷卻水進\"油冷\"高壓轉子\"低壓轉子\"中冷后冷\"冷卻水出

冷卻水出口端加裝溫度調節閥，根據冷卻水出口溫度，溫度調節閥調整冷卻水出口溫度控制在60℃以內，防止壓縮機排氣溫度過高的同時，獲得最好的回收熱量品質。冷卻水流量為：1/3～1/4（標準水量）。

實施二、水泵組安裝。水泵采取兩個泵互相備用，或定時切換，系統提供電動機短路器的手動操作裝置。

實施三、熱量轉換裝置。

1根據熱量轉換裝置中轉換熱量的多少，泵機組的二次熱交換器通過二次進水溫度調節閥將全部或部分旁路，調整閥門控制冷卻水回水在35℃以內，以保證空壓機冷卻水進水低于最高溫度要求。

2冷卻水流量調節閥，此閥起到開/關作用，它能夠根據需要進行比例流量調節，通過它的作用對流量進行控制。

3空氣排放閥。設備在初始運行時，由于系統是密閉的，為減少氣阻，利用排放閥排出閉式冷卻系統內的空氣，達到控制冷卻水水，保護和穩定冷卻系統的目的。

4熱水的產生及利用。空壓機循環水吸收空壓機產生熱量升高溫度，通過換熱器不斷加熱水箱內自來水，使自來水溫度達到55℃，由水箱內進入到盤管式熱水器內（若溫度低于洗浴要求，通過盤管熱水器進行加熱），通過泵傳輸到洗浴室供職工洗浴。

三、運行ZR250和ZR110兩臺空壓機，其軸功率為370KW，可回收熱量按85%計算：370 x 90% =314kW。冷卻水量（35℃ 進/60℃ 出，溫升：25℃），314 / （4.2 x 25 ℃）=2.9 l/s，一天能夠產生從15℃加熱55℃熱水100噸以上。全年可回收空壓機熱能：Q= 7430400×310=2.3×109kcal，相當于2.7×105m3天然氣產生熱量，可節約成本87萬元，減少相應燃料燃燒產生的CO2的排量，約為632t，對環境改善起到積極的推動作用。計算投入成本約為80萬元，一年可收回成本。

結語

空壓機作為制造行業的能耗大戶，節能潛力巨大，空壓機余熱回收不會對環境造成影響，也不會對空壓機和車間的生產造成影響；可以延長空壓機的使用壽命，使空壓機各個零部件正常的運轉；可以產生熱水和暖氣，供企業自有利用，是真正的必備節能工程。此項技術主要應用于工業企業，結合企業實際情況將這些熱源進行利用，變廢為寶，將原本排入環境的熱量收集利用，減少相應的燃料消耗，達到節能減排的目的。

參考文獻

[1] 吳世鳳. 空氣壓縮機系統余熱回收在空調系統中的應用[J].價值工程， 2012（24）.

[2]螺桿空壓機余熱回收利用技術的應用[J].產業與科技論壇，2011（14）.