【壓縮機網(wǎng)】一、壓縮空氣能耗及費用分析

 

　　壓縮空氣是工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的動力源之一，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，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。

 

　　一臺空壓機系統(tǒng)5年運行費用組成：系統(tǒng)的初期投資費用及設(shè)備維護費用占到總費用的25%，而對電能的消耗占到75%，幾乎所有系統(tǒng)浪費都是體現(xiàn)在電費上的。

 

　　根據(jù)對各個行業(yè)的空氣壓縮系統(tǒng)進行評估，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?shù)南到y(tǒng)控制等等均會導(dǎo)致系統(tǒng)效率下降，從而導(dǎo)致客戶電費的不斷增加，能源二次浪費。大量實驗也證明，壓縮機用于增加空氣勢能所消耗的電能只占到運行效率的15%左右，85%的電能轉(zhuǎn)化為熱能，通過空壓機機殼和冷卻器排放到大氣中去。

 

　　1）噴油螺桿式空壓機熱能回收系統(tǒng)，在保證空壓機穩(wěn)定運行的情況下，回收空壓機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輸入功率的60%以上。

 

　　2）無油螺桿空壓機熱能回收系統(tǒng)，提高空壓機冷卻水排水溫度至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輸入功率的70%。

 

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

 

　　二、壓縮空氣系統(tǒng)余熱分析

 

　　壓縮機在運行時，真正用于增加空氣勢能所消耗的電能，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，沒有很好的被利用，其實這部分熱量還是有很大可能利用。經(jīng)對空壓機壓縮過程中動能與熱能轉(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，電機散熱約為5%，潤滑油帶走熱量約為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

 

　　空壓機的工作流程：空氣通過進氣過濾器將大氣中灰塵或雜質(zhì)濾除后，由進氣控制閥進入壓縮機主機，在壓縮過程中與噴入的冷卻潤滑油混合，經(jīng)壓縮后的混合氣體從壓縮機排入到油氣分離儲罐，從而分別得到高溫、高壓的油、氣必須進入各自的冷卻器。其中壓縮空氣經(jīng)冷卻器冷卻后，最后送入系統(tǒng)使用。而高溫高壓的潤滑油經(jīng)過冷卻器冷卻后，返回油路進入下一輪循環(huán)。根據(jù)計算，在上述過程中，高溫高壓油氣所攜帶的熱量大約相當于空氣壓縮機功耗的85%的轉(zhuǎn)化熱量，余熱溫度通常在80℃～100℃之間。空壓機運行產(chǎn)生的余熱，如果不交換，可引起潤滑結(jié)焦、產(chǎn)氣量下降、電機功率增大，嚴重者壓縮機主機抱死，無法正常進行空氣繼續(xù)壓縮。為了充分利用空壓機產(chǎn)生的余熱，利用余熱回收裝置對空氣壓縮機產(chǎn)生的高溫高壓的壓縮空氣進行冷卻，不僅可以提高空壓機的產(chǎn)氣效率，還可以使企業(yè)獲得不錯的社會效益。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4臺，預(yù)計4臺全開，每天運行24H，按照回收效率75%計算，每小時可節(jié)能：160kW×2.5×100%×75%=300kW。

 

　　現(xiàn)計劃將空壓機余熱進行熱回收改造，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。
 

 

　　空壓機運行中產(chǎn)生的廢熱可以同時滿足洗浴和空調(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)，全天自動運行，完全可以實現(xiàn)無人值守。能量回收系統(tǒng)每臺空壓機配置一臺，開機后自動運行，判別油溫，高于設(shè)定值給控制柜信號啟動循環(huán)泵。能量回收系統(tǒng)根據(jù)出水溫度自動調(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)檢測每天能量回收系統(tǒng)運行狀態(tài)：任何一臺油溫超過設(shè)定值循環(huán)泵啟動工作，系統(tǒng)進入板式換熱器進行交換熱量，系統(tǒng)中溫度超過設(shè)定值，系統(tǒng)待機補水。電磁閥控制熱水水箱的水位，二次循環(huán)泵對換熱以后熱水進行加壓，以滿足供水壓力要求，制取的熱水可以隨時使用。

 

　　通過這次大膽嘗試，我們體驗到利用空壓機熱回收裝置可以對公司生活熱水進行優(yōu)化，將利用空壓機的熱水進行二次利用，減少能源的浪費。既節(jié)省了電費、水費，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，社會效益明顯。