【壓縮機(jī)網(wǎng)】一、壓縮空氣能耗及費(fèi)用分析

 

　　壓縮空氣是工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的動(dòng)力源之一，由于其具有安全、無公害、調(diào)節(jié)性能好，輸送方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，使其在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用越來越廣泛。但要得到品質(zhì)優(yōu)良的壓縮空氣需要消耗大量的能源，在大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)，壓縮空氣消耗的一次性能源電量是非常大的。

 

　　一臺(tái)空壓機(jī)系統(tǒng)5年運(yùn)行費(fèi)用組成：系統(tǒng)的初期投資費(fèi)用及設(shè)備維護(hù)費(fèi)用占到總費(fèi)用的25%，而對(duì)電能的消耗占到75%，幾乎所有系統(tǒng)浪費(fèi)都是體現(xiàn)在電費(fèi)上的。

 

　　根據(jù)對(duì)各個(gè)行業(yè)的空氣壓縮系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，可以發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的壓縮空氣系統(tǒng)，無論其新舊，運(yùn)行效率都不理想。壓縮空氣泄漏、人為用氣不正確使用和不適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)控制等等均會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)效率下降，從而導(dǎo)致客戶電費(fèi)的不斷增加，能源二次浪費(fèi)。大量實(shí)驗(yàn)也證明，壓縮機(jī)用于增加空氣勢(shì)能所消耗的電能只占到運(yùn)行效率的15%左右，85%的電能轉(zhuǎn)化為熱能，通過空壓機(jī)機(jī)殼和冷卻器排放到大氣中去。

 

　　1）噴油螺桿式空壓機(jī)熱能回收系統(tǒng)，在保證空壓機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，回收空壓機(jī)高溫冷卻油中壓縮熱，并確保流回轉(zhuǎn)子冷卻油溫度符合要求且穩(wěn)定；回收的壓縮熱約占空壓機(jī)輸入功率的60%以上。

 

　　2）無油螺桿空壓機(jī)熱能回收系統(tǒng)，提高空壓機(jī)冷卻水排水溫度至80℃，利用外部回收成撬回收其中壓縮熱，并確保重新流回空壓機(jī)中冷、后冷的冷卻水溫度符合要求且穩(wěn)定；回收的壓縮熱約占空壓機(jī)輸入功率的70%。

 

　　3）離心式空壓機(jī)熱能回收系統(tǒng)，在保證空壓機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，可回收離心式空壓機(jī)末級(jí)排氣中的壓縮熱，回收的壓縮熱約占空壓機(jī)輸入功率的18%。

 

　　二、壓縮空氣系統(tǒng)余熱分析

 

　　壓縮機(jī)在運(yùn)行時(shí)，真正用于增加空氣勢(shì)能所消耗的電能，在總耗電量中占很小一部分，大部分轉(zhuǎn)換為熱量，通過風(fēng)冷或者水冷的方式排放到空氣中，使得這些熱量被白白浪費(fèi)，沒有很好的被利用，其實(shí)這部分熱量還是有很大可能利用。經(jīng)對(duì)空壓機(jī)壓縮過程中動(dòng)能與熱能轉(zhuǎn)換產(chǎn)生熱量分析，100%的輸入功率；約2%為輻射熱量，約4%為留在空壓機(jī)的熱量，約有94%的熱量是可以回收利用的。

　　可回收熱量分析：100%的電能消耗，電機(jī)散熱約為5%，潤(rùn)滑油帶走熱量約為75%，壓縮空氣帶走熱量為10%，其它熱量損失為10%，可以回收的為85%。

 

　　三、壓縮空氣系統(tǒng)熱量回收節(jié)能解決方案

 

　　空壓機(jī)的工作流程：空氣通過進(jìn)氣過濾器將大氣中灰塵或雜質(zhì)濾除后，由進(jìn)氣控制閥進(jìn)入壓縮機(jī)主機(jī)，在壓縮過程中與噴入的冷卻潤(rùn)滑油混合，經(jīng)壓縮后的混合氣體從壓縮機(jī)排入到油氣分離儲(chǔ)罐，從而分別得到高溫、高壓的油、氣必須進(jìn)入各自的冷卻器。其中壓縮空氣經(jīng)冷卻器冷卻后，最后送入系統(tǒng)使用。而高溫高壓的潤(rùn)滑油經(jīng)過冷卻器冷卻后，返回油路進(jìn)入下一輪循環(huán)。根據(jù)計(jì)算，在上述過程中，高溫高壓油氣所攜帶的熱量大約相當(dāng)于空氣壓縮機(jī)功耗的85%的轉(zhuǎn)化熱量，余熱溫度通常在80℃～100℃之間?？諌簷C(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的余熱，如果不交換，可引起潤(rùn)滑結(jié)焦、產(chǎn)氣量下降、電機(jī)功率增大，嚴(yán)重者壓縮機(jī)主機(jī)抱死，無法正常進(jìn)行空氣繼續(xù)壓縮。為了充分利用空壓機(jī)產(chǎn)生的余熱，利用余熱回收裝置對(duì)空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的高溫高壓的壓縮空氣進(jìn)行冷卻，不僅可以提高空壓機(jī)的產(chǎn)氣效率，還可以使企業(yè)獲得不錯(cuò)的社會(huì)效益。壓縮空氣余熱可以制取生活所需的熱水，提高能源的利用率。

 

　　壓縮空氣系統(tǒng)熱回收應(yīng)用范圍：

 

　　溫度在90℃可用于鍋爐預(yù)熱；

 

　　溫度在70℃可用于工藝用水；

 

　　溫度在60℃可用于衛(wèi)生用水；

 

　　溫度在50℃可用于樓宇采暖；

 

　　溫度在50℃可用于RO純水。

 

　　四、能量回收系統(tǒng)

 

　　針對(duì)溫度在60℃用于衛(wèi)生和溫度50℃用于樓宇采暖做能量回收系統(tǒng)分析。

 

　　4.1現(xiàn)有160kW空壓機(jī)4臺(tái)，預(yù)計(jì)4臺(tái)全開，每天運(yùn)行24H，按照回收效率75%計(jì)算，每小時(shí)可節(jié)能：160kW×2.5×100%×75%=300kW。

 

　　現(xiàn)計(jì)劃將空壓機(jī)余熱進(jìn)行熱回收改造，回收熱量用于公司單身公寓樓洗浴用水加熱，其余熱量供給工業(yè)空調(diào)使用。

 

　　洗浴用熱需求如下表。

 

　　供暖用熱需求如下表。
 

 

　　空壓機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生的廢熱可以同時(shí)滿足洗浴和空調(diào)用水加熱，每年節(jié)約能耗如下表。
 

 

　　4.2采用直熱式能量回收系統(tǒng)，全天自動(dòng)運(yùn)行，完全可以實(shí)現(xiàn)無人值守。能量回收系統(tǒng)每臺(tái)空壓機(jī)配置一臺(tái)，開機(jī)后自動(dòng)運(yùn)行，判別油溫，高于設(shè)定值給控制柜信號(hào)啟動(dòng)循環(huán)泵。能量回收系統(tǒng)根據(jù)出水溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)出水流量，溫度高于設(shè)定值出水流量增大，反之出水流量減小。

 

　　控制柜檢測(cè)閉式循環(huán)水壓、水溫及循環(huán)水箱溫度、液位、控制循環(huán)泵、供暖泵等。

 

　　系統(tǒng)檢測(cè)每天能量回收系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)：任何一臺(tái)油溫超過設(shè)定值循環(huán)泵啟動(dòng)工作，系統(tǒng)進(jìn)入板式換熱器進(jìn)行交換熱量，系統(tǒng)中溫度超過設(shè)定值，系統(tǒng)待機(jī)補(bǔ)水。電磁閥控制熱水水箱的水位，二次循環(huán)泵對(duì)換熱以后熱水進(jìn)行加壓，以滿足供水壓力要求，制取的熱水可以隨時(shí)使用。

 

　　通過這次大膽嘗試，我們體驗(yàn)到利用空壓機(jī)熱回收裝置可以對(duì)公司生活熱水進(jìn)行優(yōu)化，將利用空壓機(jī)的熱水進(jìn)行二次利用，減少能源的浪費(fèi)。既節(jié)省了電費(fèi)、水費(fèi)，燃料等一次能源的使用量，又為公司生產(chǎn)生活節(jié)約了成本，也減少了碳排放，社會(huì)效益明顯。