螺桿空氣壓縮機(jī)熱能回收的原理及利用

李章

摘 要：空氣壓縮機(jī)在實(shí)際工作中，若處在持續(xù)運(yùn)作的狀態(tài)中，排氣溫度常常會(huì)上升到很高的溫度，并在里面儲(chǔ)備著很多的熱量，在熱量還沒(méi)有被開(kāi)發(fā)時(shí)，把它稱之為廢熱。在對(duì)空氣壓縮機(jī)的熱量?jī)?chǔ)備程序進(jìn)行改進(jìn)后，很多的熱量都能夠得到再次使用，不僅可以保護(hù)大氣環(huán)境，還可以減少熱量的損耗，同時(shí)還會(huì)提高空氣壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。本文主要是針對(duì)螺桿空氣壓縮機(jī)熱能回收的原理及利用進(jìn)行分析，并研究他們?cè)趯?shí)際工作中的效果。

關(guān)鍵詞：螺桿；空氣壓縮機(jī)；熱能回收

中圖分類號(hào)：TH45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

空氣壓縮機(jī)在實(shí)際工作中，若處在持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)中，就會(huì)使?jié)櫥偷臏囟戎鸩缴仙艢鉁囟纫矔?huì)上升到很高的溫度，并在里面儲(chǔ)備著很多的熱量，在熱量還沒(méi)有被開(kāi)發(fā)時(shí)，把它稱之為廢熱。當(dāng)這部分廢熱通過(guò)風(fēng)扇等工具被釋放到周邊的空氣中時(shí)，就會(huì)引起溫室效應(yīng)，污染空氣。在對(duì)空氣壓縮機(jī)的熱量?jī)?chǔ)備程序進(jìn)行改進(jìn)后，很多的熱量都能夠得到再次使用，不僅可以保護(hù)大氣環(huán)境，還可以減少熱量的損耗，同時(shí)還會(huì)提高空氣壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。

1.空氣壓縮機(jī)熱能回收的必要性

根據(jù)原先的工作狀態(tài)以及構(gòu)造而生產(chǎn)出來(lái)的空氣壓縮機(jī)，它的絕熱性能一般都處在0.65～0.85之間。而改進(jìn)后的空氣壓縮機(jī)，它的供油溫度一般處在54℃～64℃之間，實(shí)際工作中的排氣溫度常常處在84℃～94℃之間。過(guò)高的排氣溫度容易致使大多數(shù)的潤(rùn)滑油呈現(xiàn)氣相的狀態(tài)，給油氣相離的工作帶來(lái)了很大的麻煩，還會(huì)減少潤(rùn)滑油的工作年限。小部分熱能的消耗是因?yàn)樵O(shè)備的工作摩擦，但大部分還是由于空氣壓縮機(jī)在擠壓氣體時(shí)產(chǎn)生熱能轉(zhuǎn)變而造成的消耗，壓縮機(jī)的絕熱性能一般是處在60%～80%之間。通過(guò)查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，空氣壓縮機(jī)在實(shí)際工作時(shí)，真正因?yàn)檫\(yùn)行而損失的電能在損失的總電能中只有很小的比重，大概有18%。而剩下大概82%的電能就會(huì)轉(zhuǎn)變成熱量，并通過(guò)風(fēng)扇等工具釋放到環(huán)境中。因此，很多空氣壓縮機(jī)在生產(chǎn)時(shí)會(huì)添加散熱程序，使機(jī)器工作時(shí)出現(xiàn)的熱能可以得到及時(shí)釋放，從而保障機(jī)器的正常工作。過(guò)剩的熱能倘若不能得到及時(shí)釋放，不但會(huì)造成空氣壓縮機(jī)無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)，還會(huì)致使機(jī)器內(nèi)部溫度過(guò)高，減少工作年限，甚至損壞?？諝鈮嚎s機(jī)內(nèi)部空氣的溫度太高，就會(huì)造成其他相關(guān)機(jī)器的工作強(qiáng)度過(guò)大，從而降低壓縮空氣的質(zhì)量。

2.空氣壓縮機(jī)熱能回收的原理

2.1 無(wú)油空氣壓縮機(jī)的熱能回收設(shè)備

2.1.1 無(wú)油空氣壓縮機(jī)熱能回收的工作原理

無(wú)油空氣壓縮機(jī)熱能回收設(shè)備由空氣壓縮機(jī)釋放出的84℃的熱水，在用戶利用后，再次回到熱能回收設(shè)備的轉(zhuǎn)換程序時(shí)，就會(huì)轉(zhuǎn)換成34℃的冷水，等它再次回到空氣壓縮機(jī)時(shí)，空氣壓縮機(jī)一定不會(huì)由于溫度過(guò)高而出現(xiàn)問(wèn)題。空氣壓縮機(jī)和熱能回收設(shè)備之間循環(huán)用到的水都是由水泵產(chǎn)生的?？諝鈮嚎s機(jī)產(chǎn)生的熱水會(huì)直接跟應(yīng)用端相連，用戶所用到的熱水都是由應(yīng)用端產(chǎn)生的。而用戶用過(guò)的熱水也會(huì)再次回到應(yīng)用端，從而到達(dá)熱能回收設(shè)備中進(jìn)行冷卻。

2.1.2 無(wú)油空氣壓縮機(jī)熱能回收設(shè)備的零件

（1）板式換熱裝置

它由很多表面呈現(xiàn)波紋形狀的金屬片，進(jìn)行相互累加而形成的一個(gè)新型的、運(yùn)轉(zhuǎn)速度快的換熱裝置。

（2）水泵

水泵選取的是葉輪泵，且要準(zhǔn)備兩臺(tái)，確保一臺(tái)水泵出現(xiàn)故障時(shí)，另一臺(tái)水泵可以繼續(xù)運(yùn)行。

（3）比例調(diào)動(dòng)按鈕

比例調(diào)動(dòng)按鈕和電動(dòng)設(shè)備協(xié)調(diào)運(yùn)作，用來(lái)判斷合流或分流的操作指令，從而操控溫度。

（4）電控裝置

電控裝置選取的是系統(tǒng)邏輯操控設(shè)備，可以按照實(shí)際指令來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)。操控設(shè)備可以對(duì)比例調(diào)動(dòng)按鈕進(jìn)行持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，保證水溫的恒定。

（5）安全按鈕

它的作用就是安全保護(hù)，當(dāng)設(shè)備里的水壓過(guò)高時(shí)，機(jī)器就會(huì)自動(dòng)往外釋放水。安全按鈕在這個(gè)過(guò)程中可以保護(hù)人身安全和機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)。

無(wú)油螺桿空氣壓縮機(jī)的熱能回收設(shè)備技術(shù)已經(jīng)在實(shí)際工作中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，效果較好，可以被企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)中使用。

2.2 噴油螺桿空氣壓縮機(jī)的熱能回收設(shè)備

該設(shè)備的工作原理如圖1所示。

空氣壓縮機(jī)主機(jī)1里盛放的油通過(guò)油氣相離設(shè)備2到達(dá)板式換熱設(shè)備7實(shí)現(xiàn)降溫后，再經(jīng)過(guò)放油通道上的溫控按鈕4發(fā)送指令，判斷該溫度有沒(méi)有到達(dá)溫控按鈕制定的溫度。倘若溫度大于事先制定的溫度，就要由油冷卻設(shè)備5進(jìn)行冷卻，冷卻后的油通過(guò)油濾設(shè)備3再次到達(dá)主機(jī)1；倘若由熱回收設(shè)備釋放出來(lái)的油溫小于事先制定的溫度，就會(huì)直接從油濾設(shè)備3到達(dá)主機(jī)1。在熱回收設(shè)備的另一邊會(huì)設(shè)置進(jìn)水口和出水口按鈕，經(jīng)過(guò)熱回收設(shè)備中的溫度輸送設(shè)備8給溫控按鈕6發(fā)送指令，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)整水溫的目標(biāo)。

注意要點(diǎn)：

（1）空氣壓縮機(jī)依靠雄厚的生產(chǎn)技術(shù)，獨(dú)一無(wú)二的3路通道特點(diǎn)，把空氣壓縮機(jī)的冷卻的通道相互分離開(kāi)，從而保障了空氣壓縮機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）熱回收設(shè)備選取獨(dú)特的熱轉(zhuǎn)換設(shè)備，即不銹鋼熱轉(zhuǎn)換設(shè)備。讓熱能在傳輸過(guò)程中的速度最快，消耗最低，如圖2所示。

該熱回收設(shè)備程序簡(jiǎn)單、使用方便，得到很多企業(yè)的青睞。該熱回收設(shè)備的安裝非常容易，全部的模塊都可以單獨(dú)拆卸，有利于后期的維修。該熱回收設(shè)備在生產(chǎn)時(shí)，選取模塊化生產(chǎn)，共用部分可以在各種熱轉(zhuǎn)換設(shè)備中替換使用，方便于后期的檢查和維修。

該熱能回收設(shè)備已經(jīng)在實(shí)際工作中經(jīng)過(guò)試用，取得了較好的結(jié)果，目前已經(jīng)被很多家企業(yè)使用。

3.經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)計(jì)算可知，一臺(tái)250kW無(wú)油螺桿空氣壓縮機(jī)，如果把它全年的工作時(shí)間照7500h來(lái)計(jì)算，它能夠回收的熱量大概有4600MJ；每小時(shí)能夠節(jié)省的電能大概有1300000kW；大概可以為企業(yè)或相關(guān)單位減少90萬(wàn)元的損失；工作半年左右就能夠收回所有的成本費(fèi)用。

結(jié)論

目前，國(guó)家正在提倡節(jié)能減排，注重保護(hù)環(huán)境，避免溫室效應(yīng)的產(chǎn)生。而空氣壓縮機(jī)經(jīng)過(guò)改進(jìn)以后，不但能夠增長(zhǎng)用戶保護(hù)環(huán)境的責(zé)任感，也對(duì)綠色地球的形成貢獻(xiàn)出了自己的力量。企業(yè)或單位在實(shí)際工作中使用螺桿空氣壓縮機(jī)進(jìn)行熱能回收，不但可以提高設(shè)備的工作效率，延長(zhǎng)設(shè)備的使用年限，保護(hù)使用者的人身安全，減少設(shè)備的損耗和維修；還可以降低能量的損失，避免浪費(fèi)，這不僅給企業(yè)或單位自身帶來(lái)有利之處，給社會(huì)、國(guó)家都帶來(lái)了很大的影響。

參考文獻(xiàn)

[1]張霞，鄒江.螺桿空氣壓縮機(jī)熱能回收的原理及應(yīng)用[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化，2012，2（14）：22-23.

[2]趙峰.螺桿空氣壓縮機(jī)熱能回收的原理及利用[J].商品與質(zhì)量，2014，4（18）：15-16.

[3]郁永章，孫嗣瑩.容積式壓縮機(jī)技術(shù)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008，4（2）：20-22.