一、前言
【壓縮機(jī)網(wǎng)】如今，節(jié)能被提到一個相當(dāng)重要的高度，有人甚至把節(jié)能稱為“第二能源”。企業(yè)實施節(jié)能改進(jìn)，不僅可以緩解政府能源供應(yīng)和建設(shè)壓力，減少廢氣污染保護(hù)環(huán)境，更重要的是可以讓企業(yè)降低能耗，減少企業(yè)自身運(yùn)營成本。很多企業(yè)開始針對螺桿式空壓機(jī)運(yùn)行過程中存在的熱量浪費現(xiàn)象，進(jìn)行熱能回收。
螺桿式壓縮機(jī)是廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)領(lǐng)域的通用機(jī)械，把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，機(jī)械能轉(zhuǎn)換為熱能，在機(jī)械能轉(zhuǎn)換為熱能過程中，空氣得到強(qiáng)烈的高壓壓縮，使之溫度驟升，這是普通物理學(xué)機(jī)械能量轉(zhuǎn)換現(xiàn)象。機(jī)械螺桿的高速旋轉(zhuǎn)，同時會摩擦發(fā)熱，這些產(chǎn)生的高熱由空壓機(jī)潤滑油的加入混合成油/氣蒸汽排出機(jī)體，這部分高溫油/氣流的熱量相當(dāng)于空壓機(jī)輸入功率的3/4，它的溫度通常在80℃（冬季）～100℃（夏秋季）。這些熱能都由于機(jī)器運(yùn)行溫度的要求，被各種冷卻器及排風(fēng)扇帶走并排放到環(huán)境中。根據(jù)相應(yīng)類型壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行改造，將其熱量回收，結(jié)合企業(yè)實際情況將這些熱源進(jìn)行利用，那么就可以變廢為寶，將原本排入環(huán)境的熱量收集利用，減少用于其它用途加熱的燃料消耗量。對螺桿式壓縮機(jī)現(xiàn)狀的了解，我發(fā)現(xiàn)了此設(shè)備主要存在以下幾個方面的問題：
1.能源浪費嚴(yán)重
螺桿式壓縮機(jī)在運(yùn)行的過程中產(chǎn)生了大量的熱量，可是這些熱量都被各種冷卻器及排風(fēng)扇帶走并排放到環(huán)境中。這么多的熱量就這樣白白地浪費掉，非常可惜。
2.損耗機(jī)器壽命
螺桿式壓縮機(jī)在運(yùn)行的過程中產(chǎn)生了大量的熱量，而由于我們現(xiàn)在只是采取了用排風(fēng)扇來冷卻熱量，冷卻的速度比較慢，如果不能及時降低熱度的話，強(qiáng)大的熱量就會造成螺桿式壓縮機(jī)陰陽轉(zhuǎn)子溫度的上升。從而造成設(shè)備的損壞，減少壓縮機(jī)的使用壽命。
3.存在安全隱患
因為螺桿式壓縮機(jī)在運(yùn)行的過程中產(chǎn)生了大量的熱量，又不能及時地排除這些熱量，很容易引起壓縮機(jī)的突然停機(jī)，生產(chǎn)車間的氣動工具也會造成連鎖的突然停機(jī)。突如其來的停機(jī)，究竟會造成怎樣的后果，我們難以預(yù)料，存在很大的安全隱患。
三、某廠螺桿式壓縮機(jī)現(xiàn)狀
某廠有兩個空壓站，每個空壓站有四臺螺桿式壓縮機(jī)（其中三臺40m3、一臺20m3，總共八臺。每年12月6日～次年6月5日第二空壓站運(yùn)行、6月6日～12月5日第三空壓站運(yùn)行。正常情況下日班開二臺40m3、中班開一臺40m3和一臺20m3、夜班一臺40m3，其余機(jī)床處于備用狀態(tài)。），空氣壓縮機(jī)在工作時產(chǎn)生大量熱能，最后以風(fēng)冷的形式將廢熱奢侈的浪費到環(huán)境中。
1.壓縮機(jī)基本信息及分布情況(見表1)
2、加熱1噸水所需熱量的比較（同樣把1噸水從20度加熱到55度）：
用電熱水器制熱水平均費用為34元/噸
用柴油鍋爐制熱水平均費用為20元/噸
用太陽能熱水器制熱水平均費用為12元/噸
用空氣熱泵制熱水平均費用為8元/噸
用螺桿式壓縮機(jī)余熱回收制熱水平均費用不到0.5元/噸
四、螺桿式壓縮機(jī)熱能改造的嘗試
1.第二空壓站某品牌20m3壓縮機(jī)運(yùn)行現(xiàn)狀(見表2)
2.可行性分析
1噸水每升高1℃，所需要熱量為1,000kcal；
1度電=1KWH=860Kcal；
1年運(yùn)行175天；
1度電費=0.6元；
夏季補(bǔ)水溫度25℃，冬季5℃，春秋15℃。
經(jīng)過驗證：每臺螺桿式空壓機(jī)功率的40%可以熱回收?？諌簷C(jī)投入運(yùn)行后，空壓機(jī)每天最多可回收熱量（見表3）。
3.節(jié)能效益分析
全天可回收空壓機(jī)熱能：Q=Q1×860=303580kcal；
夏季每天可生產(chǎn)60℃熱水8.67噸；
春秋季每天可生產(chǎn)60℃熱水6.74噸；
冬季每天可生產(chǎn)60℃熱水5.52噸；
全年可回收空壓機(jī)熱能，換算成電量，電鍋爐的效率為95%，則每年可節(jié)省電的費用：Q1*175*0.6/95%=38015.79元；（見表4）
4.投資預(yù)算分析；投資回報分析（見表5）
5.制定改造方案并實施
根據(jù)以上分析，充分利用螺桿式空氣壓縮機(jī)所產(chǎn)生的余熱，經(jīng)推算和論證，改造方案定為對第二空壓站某品牌SA-120A螺桿式壓縮機(jī)采用余熱利用裝置——高效熱回收裝置，對螺桿式空氣壓縮機(jī)所產(chǎn)生的高溫高壓的氣體進(jìn)行冷卻，不僅可以提高空氣壓縮機(jī)的產(chǎn)氣效率，而且將回收的熱能用于企業(yè)員工福利生活熱水加熱或企業(yè)生產(chǎn)需要流體預(yù)熱等領(lǐng)域，環(huán)保節(jié)能，零運(yùn)行費用，一次投資，永遠(yuǎn)受益，從而解決了企業(yè)為福利生活熱水長期經(jīng)濟(jì)制服的承重負(fù)擔(dān)。
一套完整的適用于SA-120A機(jī)型的能量回收裝置包括：
SA-120A壓縮機(jī)內(nèi)部油路改造；
熱量吸收裝置：用于將能量傳遞到生產(chǎn)過程的設(shè)備；
PLC控制系統(tǒng)；(見圖1)
4.1高效熱能回收設(shè)備主要可以實現(xiàn)下列功能
4.1.1回收空壓機(jī)運(yùn)行時產(chǎn)生的熱量；
4.1.2進(jìn)/出水溫度、壓力就地監(jiān)測；
4.1.3PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控和異常報警；
4.1.4進(jìn)/出油溫度、壓力PLC遠(yuǎn)程監(jiān)測和異常報警；
4.1.5單位時間節(jié)能量統(tǒng)計和單位時間節(jié)省成本統(tǒng)計（高配）；
4.1.6累計節(jié)能量統(tǒng)計和累計節(jié)省成本統(tǒng)計（高配）；
4.1.7節(jié)能信息報表生成（高配）；
4.2空壓機(jī)熱回收系統(tǒng)特點
4.2.1低運(yùn)行成本：不燒油、煤，充分利用螺桿空壓機(jī)熱能；
4.2.2低成本投入：安裝螺桿空壓機(jī)余熱回收熱水器馬上見效，無需投入其它熱水設(shè)備；
4.2.3無天氣影響：只要空壓機(jī)運(yùn)行，即可供應(yīng)熱水；
4.2.4改善空壓機(jī)運(yùn)行狀況：降低故障率，延長空壓機(jī)使用壽命；
4.2.4符合環(huán)保要求：節(jié)能、安全、衛(wèi)生、方便。
五、改造后總結(jié)分析
經(jīng)過改造后，熱能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由于不改變空壓機(jī)原有的工作狀態(tài)，充分利用空壓機(jī)工作時的余熱，空壓機(jī)散熱風(fēng)機(jī)（因油溫、氣溫降低在80～88℃合適的條件下）會自動停用，同時可冷卻空壓機(jī)產(chǎn)生出來的氣體，從而達(dá)到空壓機(jī)省電、節(jié)能、環(huán)保、減排、降低磨損、延長壽命、安全可靠的目的。同時也為空壓動力開辟全新的節(jié)能方案！
5.1 增加了單位產(chǎn)量
在基本相同的運(yùn)行工況條件下，安裝了熱能回收裝置后，溫度也下降了，產(chǎn)氣量也上升了。溫度每下降1%，產(chǎn)氣量就上升0.5%。在相同的工作時間內(nèi)，就明顯提高了螺桿式壓縮機(jī)的產(chǎn)能。
5.2提高了職員福利
通過對螺桿式壓縮機(jī)熱能回收改造把保持機(jī)溫正常外的廢熱全部回收造熱水，產(chǎn)熱水量大，用于企業(yè)職員福利洗澡用水的加熱，不需另外費用，一次投資就可以得到取之不盡的生活熱水。
5.3延長了使用壽命
同時通過改造機(jī)油溫度降低，粘度增高，氣密封性增加，也因此提高了產(chǎn)氣量；機(jī)油不易高溫變質(zhì)，潤滑良好、減低零部件磨損，保證了空壓機(jī)在優(yōu)良的工況下運(yùn)行，延長了使用壽命。
5.4節(jié)能環(huán)保有保障
更重要的是對螺桿式壓縮機(jī)改造后，停止了向環(huán)境排放廢熱，減排達(dá)到了100%，符合當(dāng)前節(jié)能減排的要求。這種熱能回收方法對于裝有螺桿式壓縮機(jī)的企業(yè)有一定借鑒意義。
參考文獻(xiàn)
[1] 復(fù)盛空壓機(jī)用戶手冊。
[2] 中國空壓機(jī)網(wǎng)。
[3] 《熱能開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)》,作者：朱家玲 等編著。
來源：本站原創(chuàng)
【壓縮機(jī)網(wǎng)】如今，節(jié)能被提到一個相當(dāng)重要的高度，有人甚至把節(jié)能稱為“第二能源”。企業(yè)實施節(jié)能改進(jìn)，不僅可以緩解政府能源供應(yīng)和建設(shè)壓力，減少廢氣污染保護(hù)環(huán)境，更重要的是可以讓企業(yè)降低能耗，減少企業(yè)自身運(yùn)營成本。很多企業(yè)開始針對螺桿式空壓機(jī)運(yùn)行過程中存在的熱量浪費現(xiàn)象，進(jìn)行熱能回收。
螺桿式壓縮機(jī)是廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)領(lǐng)域的通用機(jī)械，把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，機(jī)械能轉(zhuǎn)換為熱能，在機(jī)械能轉(zhuǎn)換為熱能過程中，空氣得到強(qiáng)烈的高壓壓縮，使之溫度驟升，這是普通物理學(xué)機(jī)械能量轉(zhuǎn)換現(xiàn)象。機(jī)械螺桿的高速旋轉(zhuǎn)，同時會摩擦發(fā)熱，這些產(chǎn)生的高熱由空壓機(jī)潤滑油的加入混合成油/氣蒸汽排出機(jī)體，這部分高溫油/氣流的熱量相當(dāng)于空壓機(jī)輸入功率的3/4，它的溫度通常在80℃（冬季）～100℃（夏秋季）。這些熱能都由于機(jī)器運(yùn)行溫度的要求，被各種冷卻器及排風(fēng)扇帶走并排放到環(huán)境中。根據(jù)相應(yīng)類型壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行改造，將其熱量回收，結(jié)合企業(yè)實際情況將這些熱源進(jìn)行利用，那么就可以變廢為寶，將原本排入環(huán)境的熱量收集利用，減少用于其它用途加熱的燃料消耗量。對螺桿式壓縮機(jī)現(xiàn)狀的了解，我發(fā)現(xiàn)了此設(shè)備主要存在以下幾個方面的問題：
1.能源浪費嚴(yán)重
螺桿式壓縮機(jī)在運(yùn)行的過程中產(chǎn)生了大量的熱量，可是這些熱量都被各種冷卻器及排風(fēng)扇帶走并排放到環(huán)境中。這么多的熱量就這樣白白地浪費掉，非常可惜。
2.損耗機(jī)器壽命
螺桿式壓縮機(jī)在運(yùn)行的過程中產(chǎn)生了大量的熱量，而由于我們現(xiàn)在只是采取了用排風(fēng)扇來冷卻熱量，冷卻的速度比較慢，如果不能及時降低熱度的話，強(qiáng)大的熱量就會造成螺桿式壓縮機(jī)陰陽轉(zhuǎn)子溫度的上升。從而造成設(shè)備的損壞，減少壓縮機(jī)的使用壽命。
3.存在安全隱患
因為螺桿式壓縮機(jī)在運(yùn)行的過程中產(chǎn)生了大量的熱量，又不能及時地排除這些熱量，很容易引起壓縮機(jī)的突然停機(jī)，生產(chǎn)車間的氣動工具也會造成連鎖的突然停機(jī)。突如其來的停機(jī)，究竟會造成怎樣的后果，我們難以預(yù)料，存在很大的安全隱患。
三、某廠螺桿式壓縮機(jī)現(xiàn)狀
某廠有兩個空壓站，每個空壓站有四臺螺桿式壓縮機(jī)（其中三臺40m3、一臺20m3，總共八臺。每年12月6日～次年6月5日第二空壓站運(yùn)行、6月6日～12月5日第三空壓站運(yùn)行。正常情況下日班開二臺40m3、中班開一臺40m3和一臺20m3、夜班一臺40m3，其余機(jī)床處于備用狀態(tài)。），空氣壓縮機(jī)在工作時產(chǎn)生大量熱能，最后以風(fēng)冷的形式將廢熱奢侈的浪費到環(huán)境中。
1.壓縮機(jī)基本信息及分布情況(見表1)
2、加熱1噸水所需熱量的比較（同樣把1噸水從20度加熱到55度）：
用電熱水器制熱水平均費用為34元/噸
用柴油鍋爐制熱水平均費用為20元/噸
用太陽能熱水器制熱水平均費用為12元/噸
用空氣熱泵制熱水平均費用為8元/噸
用螺桿式壓縮機(jī)余熱回收制熱水平均費用不到0.5元/噸
四、螺桿式壓縮機(jī)熱能改造的嘗試
1.第二空壓站某品牌20m3壓縮機(jī)運(yùn)行現(xiàn)狀(見表2)
2.可行性分析
1噸水每升高1℃，所需要熱量為1,000kcal；
1度電=1KWH=860Kcal；
1年運(yùn)行175天；
1度電費=0.6元；
夏季補(bǔ)水溫度25℃，冬季5℃，春秋15℃。
經(jīng)過驗證：每臺螺桿式空壓機(jī)功率的40%可以熱回收?？諌簷C(jī)投入運(yùn)行后，空壓機(jī)每天最多可回收熱量（見表3）。
3.節(jié)能效益分析
全天可回收空壓機(jī)熱能：Q=Q1×860=303580kcal；
夏季每天可生產(chǎn)60℃熱水8.67噸；
春秋季每天可生產(chǎn)60℃熱水6.74噸；
冬季每天可生產(chǎn)60℃熱水5.52噸；
全年可回收空壓機(jī)熱能，換算成電量，電鍋爐的效率為95%，則每年可節(jié)省電的費用：Q1*175*0.6/95%=38015.79元；（見表4）
4.投資預(yù)算分析；投資回報分析（見表5）
5.制定改造方案并實施
根據(jù)以上分析，充分利用螺桿式空氣壓縮機(jī)所產(chǎn)生的余熱，經(jīng)推算和論證，改造方案定為對第二空壓站某品牌SA-120A螺桿式壓縮機(jī)采用余熱利用裝置——高效熱回收裝置，對螺桿式空氣壓縮機(jī)所產(chǎn)生的高溫高壓的氣體進(jìn)行冷卻，不僅可以提高空氣壓縮機(jī)的產(chǎn)氣效率，而且將回收的熱能用于企業(yè)員工福利生活熱水加熱或企業(yè)生產(chǎn)需要流體預(yù)熱等領(lǐng)域，環(huán)保節(jié)能，零運(yùn)行費用，一次投資，永遠(yuǎn)受益，從而解決了企業(yè)為福利生活熱水長期經(jīng)濟(jì)制服的承重負(fù)擔(dān)。
一套完整的適用于SA-120A機(jī)型的能量回收裝置包括：
SA-120A壓縮機(jī)內(nèi)部油路改造；
熱量吸收裝置：用于將能量傳遞到生產(chǎn)過程的設(shè)備；
PLC控制系統(tǒng)；(見圖1)
4.1高效熱能回收設(shè)備主要可以實現(xiàn)下列功能
4.1.1回收空壓機(jī)運(yùn)行時產(chǎn)生的熱量；
4.1.2進(jìn)/出水溫度、壓力就地監(jiān)測；
4.1.3PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控和異常報警；
4.1.4進(jìn)/出油溫度、壓力PLC遠(yuǎn)程監(jiān)測和異常報警；
4.1.5單位時間節(jié)能量統(tǒng)計和單位時間節(jié)省成本統(tǒng)計（高配）；
4.1.6累計節(jié)能量統(tǒng)計和累計節(jié)省成本統(tǒng)計（高配）；
4.1.7節(jié)能信息報表生成（高配）；
4.2空壓機(jī)熱回收系統(tǒng)特點
4.2.1低運(yùn)行成本：不燒油、煤，充分利用螺桿空壓機(jī)熱能；
4.2.2低成本投入：安裝螺桿空壓機(jī)余熱回收熱水器馬上見效，無需投入其它熱水設(shè)備；
4.2.3無天氣影響：只要空壓機(jī)運(yùn)行，即可供應(yīng)熱水；
4.2.4改善空壓機(jī)運(yùn)行狀況：降低故障率，延長空壓機(jī)使用壽命；
4.2.4符合環(huán)保要求：節(jié)能、安全、衛(wèi)生、方便。
五、改造后總結(jié)分析
經(jīng)過改造后，熱能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由于不改變空壓機(jī)原有的工作狀態(tài)，充分利用空壓機(jī)工作時的余熱，空壓機(jī)散熱風(fēng)機(jī)（因油溫、氣溫降低在80～88℃合適的條件下）會自動停用，同時可冷卻空壓機(jī)產(chǎn)生出來的氣體，從而達(dá)到空壓機(jī)省電、節(jié)能、環(huán)保、減排、降低磨損、延長壽命、安全可靠的目的。同時也為空壓動力開辟全新的節(jié)能方案！
5.1 增加了單位產(chǎn)量
在基本相同的運(yùn)行工況條件下，安裝了熱能回收裝置后，溫度也下降了，產(chǎn)氣量也上升了。溫度每下降1%，產(chǎn)氣量就上升0.5%。在相同的工作時間內(nèi)，就明顯提高了螺桿式壓縮機(jī)的產(chǎn)能。
5.2提高了職員福利
通過對螺桿式壓縮機(jī)熱能回收改造把保持機(jī)溫正常外的廢熱全部回收造熱水，產(chǎn)熱水量大，用于企業(yè)職員福利洗澡用水的加熱，不需另外費用，一次投資就可以得到取之不盡的生活熱水。
5.3延長了使用壽命
同時通過改造機(jī)油溫度降低，粘度增高，氣密封性增加，也因此提高了產(chǎn)氣量；機(jī)油不易高溫變質(zhì)，潤滑良好、減低零部件磨損，保證了空壓機(jī)在優(yōu)良的工況下運(yùn)行，延長了使用壽命。
5.4節(jié)能環(huán)保有保障
更重要的是對螺桿式壓縮機(jī)改造后，停止了向環(huán)境排放廢熱，減排達(dá)到了100%，符合當(dāng)前節(jié)能減排的要求。這種熱能回收方法對于裝有螺桿式壓縮機(jī)的企業(yè)有一定借鑒意義。
參考文獻(xiàn)
[1] 復(fù)盛空壓機(jī)用戶手冊。
[2] 中國空壓機(jī)網(wǎng)。
[3] 《熱能開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)》,作者：朱家玲 等編著。
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