1、無油空壓機(jī)冷卻工作原理
【壓縮機(jī)網(wǎng)】空氣通過過濾器進(jìn)入第一級低壓轉(zhuǎn)子的加壓和中間冷卻器冷卻，再通過管路系統(tǒng)進(jìn)入第二級高壓轉(zhuǎn)子的加壓和后冷卻器冷卻，使高油的壓縮空氣降低到可接受的程度。外界的冷卻水進(jìn)入后冷卻器、中間冷卻器和油冷卻器，冷卻高溫壓縮空氣和高溫油。油通過管路系統(tǒng)冷卻低壓轉(zhuǎn)子和高壓轉(zhuǎn)子，高溫油進(jìn)入油冷卻器冷卻后，在內(nèi)部循環(huán)使用。對于空壓機(jī)空氣經(jīng)過第二級高壓轉(zhuǎn)子的壓縮，一般可以達(dá)到180℃～190℃的溫度，經(jīng)過冷卻后，壓縮空氣溫度一般控制在40℃～45℃進(jìn)入干燥機(jī)干燥，空壓機(jī)的輸入功率大約有90%（大部分為軸功率）是作為熱量通過冷卻器帶走，消耗在環(huán)境中的。
2、現(xiàn)狀分析
2.1 空壓機(jī)系統(tǒng)現(xiàn)狀分析
2臺ZR200回收熱水情況。
ZR200熱能回收分析：
回收的效率為85%，加載率為90%，則該2臺ZR200空壓機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行20小時可供每天回收的熱量為：
6120kWH（400×85%×90%×20=6120kWH.）。
2.2 用熱系統(tǒng)現(xiàn)狀分析
?、俣?。取暖應(yīng)用+洗澡水=綜合應(yīng)用
a.取暖應(yīng)用
冬季取暖管道回水溫度為50度左右，進(jìn)水溫度為65度左右，空壓機(jī)可回收溫度：最高90度，空壓機(jī)允許冷卻進(jìn)水溫度最高35度?？諌簷C(jī)熱能回收加熱取暖出水溫度高于65度（可到90度），回水溫度低于35度，90%加載、回收85%。熱能回收水每天循環(huán)量=174.86噸。400*0.85*0.9*3.6/4.2/（65-35）*20=174.86噸。
每小時可用采暖熱量=174.86*1.17/24*（65-50）=153.44kW。
?。ǘ竟┡蟪鏊疁囟?5度，回水溫度50度。）可用采暖面積為：153.44/0.12=1278。（根據(jù)暖通規(guī)定采暖面積 按照120W/計算）。
每天用于取暖的熱量為：
3068.8kWH.（153.44*20=3068.8kWH）
3068.8kWH相當(dāng)于11047兆焦
180噸蒸汽的熱值為：2520兆焦/噸
每天折合節(jié)省蒸汽為：5.5噸。（蒸汽80%的熱效率利用計算）
蒸汽按照250元/噸，每天則可以節(jié)?。?375元。
130天取暖計算，一個冬季則可以取暖節(jié)省178750元。
b.洗澡應(yīng)用
自來水冬季溫度約為0度，需要加熱到50度供工人洗澡。
經(jīng)過取暖加熱后，空壓機(jī)熱水回收的溫度約為50-55度左右，可把洗澡水加熱到45度。
2臺ZR200空壓機(jī)每小時可回收熱量：306kWH（400*0.85*0.9=306）
取暖每小時用掉：153.44kWH
每小時可用于洗澡水加熱的熱量為：152kWH。
洗澡水從0度到45度每天可以加熱量為：2.9噸/小時。
全天可以生產(chǎn)加熱洗澡水為：58噸/天（2.9*20）
冬季加熱洗澡水可以節(jié)省蒸汽：5.5噸。
一個取暖冬季綜合應(yīng)用每天可以節(jié)省蒸汽：11噸。
一個取暖冬季綜合應(yīng)用可以節(jié)省蒸汽：357500元。（130天計算）
冬季熱量用于取暖和洗澡應(yīng)用，洗澡水箱加熱完畢后，全部熱量用于取暖應(yīng)用。
?、谄溆嗉竟?jié) 洗澡水=綜合應(yīng)用
洗澡應(yīng)用
自來水溫度約為15度，需要加熱到50度供工人洗澡。
2臺ZR200空壓機(jī)每小時可回收熱量：306kWH （400*0.85*0.9=306）
洗澡水從15度到50度熱水量為：7.5噸/小時。
全天可以生產(chǎn)加熱洗澡水為：150噸/天（7.5*20）
其余季節(jié)關(guān)閉取暖系統(tǒng)，滿足洗澡系統(tǒng)的應(yīng)用。
其余季節(jié)（200天計算）如果熱量全部利用，則可以節(jié)省蒸汽：2200噸。（200*11）節(jié)省蒸汽：550000元。
?、廴旯?jié)省費用計算：
2臺ZR200熱能全部利用，全年可以節(jié)省蒸汽：907500元。
?、芾鋮s補(bǔ)充水夏季可大大降低，按照每天減少30噸補(bǔ)充量，每噸1.5元，150天計算可節(jié)?。?0×150×1.5=6750元。
?、菘傆嬁晒?jié)省費用：
空壓機(jī)熱量應(yīng)用+冷卻水減少量=91.3萬元。
3、改造方案
此次改造的主要內(nèi)容：空壓機(jī)提供優(yōu)質(zhì)的熱源，通過改造和控制使之出口水溫度達(dá)到要求溫度，改造空壓機(jī)內(nèi)部冷卻水系統(tǒng)，循環(huán)泵系統(tǒng)，熱交換系統(tǒng)。
空壓機(jī)經(jīng)過改造后，熱能通過熱能輸出模塊C進(jìn)行輸出，當(dāng)外部不用熱量時，通過備用冷卻水（原冷水塔的水）進(jìn)行散熱，保證空壓機(jī)的正常運(yùn)行?？諌簷C(jī)的空氣出口溫度經(jīng)過再加的后冷器A進(jìn)行降溫，保證空氣出口溫度達(dá)到干燥機(jī)的入口要求。當(dāng)空壓機(jī)開時，相應(yīng)的電動閥DF開啟，提取熱量?？諌簷C(jī)關(guān)閉時，相應(yīng)的DF關(guān)閉但留10%的開度，保證空壓機(jī)的余熱散發(fā)。洗澡換熱應(yīng)用，洗澡水箱和洗澡的板式換熱器F1換熱，出口溫度由J1進(jìn)行控制，當(dāng)水箱內(nèi)的溫度達(dá)到要求時，水泵組G1停止運(yùn)行。洗澡應(yīng)用，洗澡前15分鐘，回水電子閥門H2開啟，定壓水泵G3運(yùn)行，把管道內(nèi)的水預(yù)熱?；厮娮娱y門H2在15分鐘延時后關(guān)閉，洗澡進(jìn)行，洗澡完畢定壓水泵G3關(guān)閉。洗澡水箱內(nèi)的水位降到一定的比例時，補(bǔ)水電子閥門H1開啟，也可手動補(bǔ)水。軟水箱加熱，軟水箱的水由原先的水泵到達(dá)F2換熱器后，流回軟水箱。當(dāng)軟水箱的水溫達(dá)到一定的溫度時，溫控電子閥門H2關(guān)閉。冬季取暖時，關(guān)閉取軟水箱的閥門，打開G2水泵，把取暖的回水到換熱器F1進(jìn)行加熱，溫度由溫控閥門J2進(jìn)行控制，然后再回到取暖的回水管路上。
空氣壓縮機(jī)是目前市場上普遍使用的一種動力設(shè)備，只需進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?，可以提供品位較高的熱源，用于鍋爐進(jìn)水預(yù)熱、生活熱水、空調(diào)供熱等。在保證熱回收效率最大化的同時，也使設(shè)備的油溫控制在正常合理的范圍，保障了設(shè)備的正常運(yùn)行，對空壓機(jī)不會產(chǎn)生任何負(fù)面影響。
參考文獻(xiàn)
[1]張瑋，李廣華.空壓機(jī)熱能回收與應(yīng)用的探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（13）.
[2]張瑋，李廣華.空氣壓縮機(jī)熱能回收改造分析與應(yīng)用[J].硅谷，2013（04）.
[3]葉聿漳.空壓機(jī)熱能回收器的應(yīng)用[J].能源與環(huán)境，2012（06）.
【壓縮機(jī)網(wǎng)】空氣通過過濾器進(jìn)入第一級低壓轉(zhuǎn)子的加壓和中間冷卻器冷卻，再通過管路系統(tǒng)進(jìn)入第二級高壓轉(zhuǎn)子的加壓和后冷卻器冷卻，使高油的壓縮空氣降低到可接受的程度。外界的冷卻水進(jìn)入后冷卻器、中間冷卻器和油冷卻器，冷卻高溫壓縮空氣和高溫油。油通過管路系統(tǒng)冷卻低壓轉(zhuǎn)子和高壓轉(zhuǎn)子，高溫油進(jìn)入油冷卻器冷卻后，在內(nèi)部循環(huán)使用。對于空壓機(jī)空氣經(jīng)過第二級高壓轉(zhuǎn)子的壓縮，一般可以達(dá)到180℃～190℃的溫度，經(jīng)過冷卻后，壓縮空氣溫度一般控制在40℃～45℃進(jìn)入干燥機(jī)干燥，空壓機(jī)的輸入功率大約有90%（大部分為軸功率）是作為熱量通過冷卻器帶走，消耗在環(huán)境中的。
2、現(xiàn)狀分析
2.1 空壓機(jī)系統(tǒng)現(xiàn)狀分析
2臺ZR200回收熱水情況。
ZR200熱能回收分析：
回收的效率為85%，加載率為90%，則該2臺ZR200空壓機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行20小時可供每天回收的熱量為：
6120kWH（400×85%×90%×20=6120kWH.）。
2.2 用熱系統(tǒng)現(xiàn)狀分析
?、俣?。取暖應(yīng)用+洗澡水=綜合應(yīng)用
a.取暖應(yīng)用
冬季取暖管道回水溫度為50度左右，進(jìn)水溫度為65度左右，空壓機(jī)可回收溫度：最高90度，空壓機(jī)允許冷卻進(jìn)水溫度最高35度?？諌簷C(jī)熱能回收加熱取暖出水溫度高于65度（可到90度），回水溫度低于35度，90%加載、回收85%。熱能回收水每天循環(huán)量=174.86噸。400*0.85*0.9*3.6/4.2/（65-35）*20=174.86噸。
每小時可用采暖熱量=174.86*1.17/24*（65-50）=153.44kW。
?。ǘ竟┡蟪鏊疁囟?5度，回水溫度50度。）可用采暖面積為：153.44/0.12=1278。（根據(jù)暖通規(guī)定采暖面積 按照120W/計算）。
每天用于取暖的熱量為：
3068.8kWH.（153.44*20=3068.8kWH）
3068.8kWH相當(dāng)于11047兆焦
180噸蒸汽的熱值為：2520兆焦/噸
每天折合節(jié)省蒸汽為：5.5噸。（蒸汽80%的熱效率利用計算）
蒸汽按照250元/噸，每天則可以節(jié)?。?375元。
130天取暖計算，一個冬季則可以取暖節(jié)省178750元。
b.洗澡應(yīng)用
自來水冬季溫度約為0度，需要加熱到50度供工人洗澡。
經(jīng)過取暖加熱后，空壓機(jī)熱水回收的溫度約為50-55度左右，可把洗澡水加熱到45度。
2臺ZR200空壓機(jī)每小時可回收熱量：306kWH（400*0.85*0.9=306）
取暖每小時用掉：153.44kWH
每小時可用于洗澡水加熱的熱量為：152kWH。
洗澡水從0度到45度每天可以加熱量為：2.9噸/小時。
全天可以生產(chǎn)加熱洗澡水為：58噸/天（2.9*20）
冬季加熱洗澡水可以節(jié)省蒸汽：5.5噸。
一個取暖冬季綜合應(yīng)用每天可以節(jié)省蒸汽：11噸。
一個取暖冬季綜合應(yīng)用可以節(jié)省蒸汽：357500元。（130天計算）
冬季熱量用于取暖和洗澡應(yīng)用，洗澡水箱加熱完畢后，全部熱量用于取暖應(yīng)用。
?、谄溆嗉竟?jié) 洗澡水=綜合應(yīng)用
洗澡應(yīng)用
自來水溫度約為15度，需要加熱到50度供工人洗澡。
2臺ZR200空壓機(jī)每小時可回收熱量：306kWH （400*0.85*0.9=306）
洗澡水從15度到50度熱水量為：7.5噸/小時。
全天可以生產(chǎn)加熱洗澡水為：150噸/天（7.5*20）
其余季節(jié)關(guān)閉取暖系統(tǒng)，滿足洗澡系統(tǒng)的應(yīng)用。
其余季節(jié)（200天計算）如果熱量全部利用，則可以節(jié)省蒸汽：2200噸。（200*11）節(jié)省蒸汽：550000元。
?、廴旯?jié)省費用計算：
2臺ZR200熱能全部利用，全年可以節(jié)省蒸汽：907500元。
?、芾鋮s補(bǔ)充水夏季可大大降低，按照每天減少30噸補(bǔ)充量，每噸1.5元，150天計算可節(jié)?。?0×150×1.5=6750元。
?、菘傆嬁晒?jié)省費用：
空壓機(jī)熱量應(yīng)用+冷卻水減少量=91.3萬元。
3、改造方案
此次改造的主要內(nèi)容：空壓機(jī)提供優(yōu)質(zhì)的熱源，通過改造和控制使之出口水溫度達(dá)到要求溫度，改造空壓機(jī)內(nèi)部冷卻水系統(tǒng)，循環(huán)泵系統(tǒng)，熱交換系統(tǒng)。
空壓機(jī)經(jīng)過改造后，熱能通過熱能輸出模塊C進(jìn)行輸出，當(dāng)外部不用熱量時，通過備用冷卻水（原冷水塔的水）進(jìn)行散熱，保證空壓機(jī)的正常運(yùn)行?？諌簷C(jī)的空氣出口溫度經(jīng)過再加的后冷器A進(jìn)行降溫，保證空氣出口溫度達(dá)到干燥機(jī)的入口要求。當(dāng)空壓機(jī)開時，相應(yīng)的電動閥DF開啟，提取熱量?？諌簷C(jī)關(guān)閉時，相應(yīng)的DF關(guān)閉但留10%的開度，保證空壓機(jī)的余熱散發(fā)。洗澡換熱應(yīng)用，洗澡水箱和洗澡的板式換熱器F1換熱，出口溫度由J1進(jìn)行控制，當(dāng)水箱內(nèi)的溫度達(dá)到要求時，水泵組G1停止運(yùn)行。洗澡應(yīng)用，洗澡前15分鐘，回水電子閥門H2開啟，定壓水泵G3運(yùn)行，把管道內(nèi)的水預(yù)熱?；厮娮娱y門H2在15分鐘延時后關(guān)閉，洗澡進(jìn)行，洗澡完畢定壓水泵G3關(guān)閉。洗澡水箱內(nèi)的水位降到一定的比例時，補(bǔ)水電子閥門H1開啟，也可手動補(bǔ)水。軟水箱加熱，軟水箱的水由原先的水泵到達(dá)F2換熱器后，流回軟水箱。當(dāng)軟水箱的水溫達(dá)到一定的溫度時，溫控電子閥門H2關(guān)閉。冬季取暖時，關(guān)閉取軟水箱的閥門，打開G2水泵，把取暖的回水到換熱器F1進(jìn)行加熱，溫度由溫控閥門J2進(jìn)行控制，然后再回到取暖的回水管路上。
空氣壓縮機(jī)是目前市場上普遍使用的一種動力設(shè)備，只需進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?，可以提供品位較高的熱源，用于鍋爐進(jìn)水預(yù)熱、生活熱水、空調(diào)供熱等。在保證熱回收效率最大化的同時，也使設(shè)備的油溫控制在正常合理的范圍，保障了設(shè)備的正常運(yùn)行，對空壓機(jī)不會產(chǎn)生任何負(fù)面影響。
參考文獻(xiàn)
[1]張瑋，李廣華.空壓機(jī)熱能回收與應(yīng)用的探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（13）.
[2]張瑋，李廣華.空氣壓縮機(jī)熱能回收改造分析與應(yīng)用[J].硅谷，2013（04）.
[3]葉聿漳.空壓機(jī)熱能回收器的應(yīng)用[J].能源與環(huán)境，2012（06）.
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