壓縮空氣系統熱能回收的環保應用

王侃（深圳市百斯特環保工程有限公司，廣東深圳 518055）

節能環保與生態建設

壓縮空氣系統熱能回收的環保應用

王侃
（深圳市百斯特環保工程有限公司，廣東深圳 518055）

提供Solutionizing 實際解決方案，能夠實現為客戶的壓縮空氣系統降低10%—50%的電力消耗，并將空壓機運行中產生的壓縮熱轉換利用，從而進一步節約能源，為公司帶來新的利潤空間和節能減排工作。針對五溝煤礦的空壓機系統、鍋爐供暖系統及浴池現狀，分析了壓縮空氣系統的運行和耗能情況，如能將該系統投入安裝使用，也將產生很大的節能空間。

壓縮空氣系統 環保 應用 回收

1　調研背景

皖北煤電集團五溝煤礦壓縮空氣系統主要由3臺 IR MM300 和2臺無錫壓縮機廠LGFD250/337GT2噴油螺桿式空壓機及其后處理組成。為滿足全礦生產用風，我礦壓風系統需正常使用2—3臺壓風機進行供風，月度耗電量高達50萬kwh，但消耗的電能中約85%的能量轉變為壓縮熱，并被冷卻器及排風扇帶走并排放到環境中。據英格索蘭公司推薦，其提供Solutionizing 實際解決方案，能夠實現為客戶的壓縮空氣系統降低10%—50%的電力消耗，并將空壓機運行中產生的壓縮熱轉換利用，從而進一步節約能源，為公司帶來新的利潤空間和節能減排工作。針對五溝煤礦的空壓機系統、鍋爐供暖系統及浴池現狀，分析了壓縮空氣系統的運行和耗能情況，如能將該系統投入安裝使用，也將產生很大的節能空間，為此，該礦技術人員協同機電處、英格索蘭廠家技術人員對空壓機余熱利用回收系統應用進行了調研。經過韓國喜星電子公司及中國南車集團實地考察，該兩家企業，通過回收空壓機多余熱量，用于空調、工人洗澡用水的加熱等，從而達到節省能源，節約成本的目的，也基本驗證了其提供方案的可運行性。

2　五溝礦現狀分析

空壓機系統現狀分析表1：

用熱系統現狀分析：

五溝煤礦員工浴池共有洗浴水池12個，共計容量140立方，淋浴水箱一個180立方。

根據生產及員工工作狀況需要，集中洗浴時段大體分為四個時段，早中晚三班交接班時間前后及大班班后時間，據現場使用實際情況統計，洗浴水池及淋浴水箱每24小時進行一個循環全面換水，每天需洗浴熱水140+180=320立方。

為保證這些熱水的供應，在非供暖期間（4—10月份），鍋爐房每天需對浴池進行集中供氣3—4次，共計供氣時間約為8—9小時，則4 —10月份，共計消耗燃煤約1200噸，用電量約為21萬kwh，其中4—10月維護及主材費用約為15萬元。

3　余熱應用分析

根據實地調研，空壓機余熱回收系統HRS高效熱能回收設備可以大量回收空壓機運行過程中產生的熱能，并將回收的熱能用于浴池用水加熱，達到節約能源，降低成本的目的。

數據分析：

數據分析基本參數：

1噸水每升高1℃，所需要熱量為1000kcal；洗澡水蓄熱溫度60℃；夏季補水溫度25℃，冬季5℃，春秋15℃；淋浴水箱容積180m3；洗浴水池容積140m3；更換洗浴用水頻率為24小時；鍋爐燃煤（灰份27%）發熱量：5800cal/kg；標準煤發熱量7000cal/kg。鍋爐燃煤噸煤價格：1000—1100元/噸；壓風機月度電耗：50萬kwh；壓風機集控系統：壓風機在線監測系統空壓機綜合加載率：95%；鍋爐房年用電量60萬kwh，其中4—10月份用電量21萬kwh。

數據計算：

在正常生產的情況下，空壓機投入運行后，綜合計算95%加載運行，則我礦空壓機房每天可將回收熱量；Q1=功率*運行時間*加載率*電熱轉換率*熱回收效率；電熱轉換率數值860kcal/kwh，HRS系統熱回收效率0.6—0.7；Q1=500000/30*95%*860*0.6=8170000kcal；Q1在夏季可生產洗浴熱水233噸；Q1在春秋季可生產洗浴熱水181噸；Q1在冬季可生產洗浴熱水148噸。

根據上述數據可得，余熱回收所生產的熱水不能完全滿足浴池、淋浴用水在4—10月份必須保持鍋爐每天運行1—3小時，既保證了浴池的正常用水量，又保證了鍋爐的必要保養。

節能分析：

每年我礦壓風機余熱回收總能量為Q1*330=2.69*109kcal；鍋爐效率為70%計算，每年可節約燃煤質量=節約能量/發熱量/效率=2.69*109/5800/0.7/1000=664噸；燃煤成本節約=664*1000=664000元；鍋爐維修成本節約：每年（4—10月份）更換爐排、維修等費用共計約15萬元，壓風機余熱利用投入使用前，在每年的4—10月份每天平均使用鍋爐供氣時間為8—9小時，使用壓風機余熱利用后，每天鍋爐投入使用約2—3小時，且完全滿足了鍋爐的保養需要，在該期間綜合節約鍋爐使用率約為6 2%--7 7%。維修費用可節約成本約為15*62%=9.3萬元；節約用電量=21*62%=276324*62%=13萬kwh；節約用電費用=13*0.69=9萬元；其他可節約成本有鍋爐噸水水處理成本、壓風機用電消耗等；壓風機余熱回收系統系統每年可節約成本約為=66.4+9.3+9=85萬元；初步理想估計每年可節約成本85萬元，投入成本約130萬元，投資回報期約為19個月。