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空压机余热回收用于供暖成套方案,收藏

时间:2019-01-05 15:48  来源:空压机余热回收  作者:Denair   点击:


  空压机是一个能耗比较大的动力设备,一般空压机的输入功率除了部分变成了压缩空气的势能以外,其它也有一部分的能量以废热的形式被排放到空气中浪费掉。同时,为降低空压机油温,还需要消耗电能开动冷却风机来降低油温,以保证空压机的正常运行。充仹利用这些浪费的热能有利于节能减排,降低工厂的运营成本,同时改善空压机的运行状态,提高产气量,节约空压机的耗电费用。因此,利用这一浪费的能源,已经成为越来越多企业的共识。

空压机余热回收用于供暖成套方案,收藏
 
  热能热水机组
 
  喷油螺杆压缩机热能热水机组,是一种利用压缩机高温油气热能,通过热交换将热能充分利用的节能设备。它通过能量交换和节电控制,收集空压机运行过程中产生的热能,同时改善空压机的运行工况,是一种高效的废热利用设备。
 
  其工作原理如图所示:电动机带动螺杆机旋转,空气经过滤器,被吸入螺杆压缩机中,压缩成高压空气,幵不循环油混合形成高压高温油气混合气体,再迚入油气分离器。油气混合气被分离成油和气后,压缩空气经散热后供给用户;而循环油气被分离幵凝结成液态油后,经散热滤器后回到压缩机,完成一个循环过程。压缩机热能热水机组是将高温循环油(和高温压缩气体)引入机组内,迚入热交换予以利用。两热源热能被热能热水机充分吸收,同时压缩机得以降温。
 
  改善空压机工况

  1、安全、卫生、方便

  螺杆空压机热能利用装置不燃煤蒸汽锅炉比较,无一氧化碳、二氧化硫、黑烟和噪音、油污等对大气环境的污染。一旦安装投入使用,只要空压机在运行,企业就随时可以提取到热水使用。

  2、提高空压机的运行效率,实现空压机的经济运转多数空压机制造厂家出厂机组设定风扇运转温度为85℃启动散热。热能利用改造后,可使空压机组运行温度控制在85℃以内,降低螺杆空压机散热风扇运转时间。另外,螺杆空压机的产气量会随着机组运行温度的升高而降低。在实际使用中,空压机的机械效率丌会稳定在80℃标定的产气量上工作。温度每上升1℃,产气量就下降0.5%,温度升高10℃,产气量就下降5%。一般风冷散热的空压机都在88—96℃间运行,其降幅都在4—8%,夏天更甚。安装螺杆空压机热能利用系统的空压机组,可以使空压机油温控制在80—85℃之间,可提高产气量8%—10%,大大提高了空压机的运行效率。

  3、降低了维修保养成本,延长了设备的使用寿命螺杆空气压缩机的主要费用支付是运行费用,其次是耗材的更换,机油、机油隔、油气分离器等。通过热能利用的改造,使空压机在80—84℃间运行,可防止机油乳化、降低积碳现象,延长了机油、机油隔、油气分离器等的更换及清洗周期。初步估算,同没有迚行改造时相比,耗材的使用周期可延长35%左右。

  4、能源得到了综合利用,降低了环境温度,提高了员工福利,降低了企业为福利生活用热水、工业用热水而长期支付的经营成本。

  同类产品比较

项目 同类余热回收产品 本热能热水机组
 
 1
 
仅仅是一个利用空压机的热水生产器 不仅是一个利用喷油式螺杆机的热水生成器,更是一套完善的热水供应系统,解决了长期以来制约空压机热回收工程中造水容易用水难的障碍
 
 2
 
使用组合式热交换器
使用整体钎焊热交换器,使用真空焊接,确保无渗漏
 3 通常的换热方式 采用等流量全逆流热交换方式,特点是换热效率明显提高
 
4
不能自动清洗
 
选配可自动清洗,延长产品使用寿命;在线清洗任何时候可以进行,工作时不影响设备运行
 
5 标准的工业机箱
采用仪表控制
 
按照人机工程设计的专用机箱和智能化控制系统
6 工作状态不明确或不太明确 设计有各种工况的指示器,工作状态明确
7 没有低温保护控制 设有低温保护控制,避免空压机因排气温度过低产生冷凝水,损害设备运行
8 一般没有设置辅助热水供应系统连接 可设置高效电磁辅助热水供应系统,或其它节能型辅助补热连接
9 部分企业未经过严格的
出厂检验
 
换热器实验压力30KG/cm2气密试验,水循环8KG/cm2气密性试验和常压水密实验,控制系统绝缘实验和高低温实验
10 无变频控制  可变频控制

  热能需求分析

  计算热水的总负荷:
  Q=V*c(tr-tl)/860     
  式中:Q —— 单位:kw/h;
  V —— 总用水量L;
  c —— 水的比热容,取1kcal/(L·℃);
  tr —— 设计热水温度,根据要求为:春秋两季:55℃、冬季60℃;
  tl —— 设计冷水温度,根据要求为:春秋两季:15℃、冬季5℃;

  热能需求分析:
  按照我公司热能机的设计,每千瓦空压机主电机运行电功率的额定制热能力在500-600(L/h.kW.℃)之间,即每一千瓦电功率,能让500-600升水在一小时内温升一摄氏度。这样的热能转换的结果相当于输入电功率的60%-80%,这里保守估计为70%。
  根据贵公司工况情况:空压机功率为75KW双螺杆2台。一天运行24h,加载率平均为70%。则每小时可回收热能为:Q=(75*2)KW*70%*70%=73KW

  各类型建筑物热指标及采暖系统所需散热器的片数:

序号 建筑物类型 qa(W/m²) 1片/m²(热水采暖) 1片/m²(低压蒸气采暖)
1 多层住宅 60 0.652 不宜采用
2 单层住宅 95 1.032 0.779
3 办公楼、学校 70 0.761 不宜采用
4 影剧院 105 1.141 0.861
5 医院、幼儿园 70 0.761 不宜采用
6 旅馆 65 0.707 0.533
7 图书馆 60 0.652 0.492
8 商店 75 0.815 0.615
9 浴室 140 1.522 1.148
10 高级宾馆 145 1.567 1.189
11 大礼堂、体育馆 140 1.522 1.148
12 食堂、餐厅 130 1.413 1.066
 
  说明:1、词表散热器是恒定在64.5℃温差情况下的数量。
  2、词表所列散热器片数可根据qa的变更作相应修正。

  参照建筑物供热指标(见下表),取qa=70w/m2  ,则二台空压机采用余热回收可供采暖面积为73*103/70=1042m2

  注:1.以上计算结果为理论计算值,不含管道及水箱热损失!
  2.实际热水温度可以一定的范围能根据需要调节。
 
  效益及产能分析

  目前,贵公司若采用柴油锅炉方式为员工提供生活用热水,采用0#柴油,按照当前7500 元/吨计算(柴油锅炉的燃烧效率按94%计算),每吨柴油的1000*10200*0.94大卡,约958.8万大卡。

  贵公司2台75KW空压机平均每天运行24小时,加载率70%,按照换热效率70%计算,则每天的运行可利用功率为(75*2)*70%*70%*24=1764kW,可回收热能利用量1764kW *860大卡/kW(约151.7万大卡/天)。

  用空压机的热利用计算,每年的节约费用如下分析:

  每年柴油热当量=100(天)*151(万大卡)/958.8(万大卡/吨)=15(吨)。

  按照当前的价格6000元/吨计算,每年的费用当量为9万元。

  通常安装热回收系统后,空压机的排气温度可以降低10-15摄氏度,可以提高4-5%的产气量,产同样的压缩空气,可以节约4-5%的输入功率。

  对风冷空压机可以减少风机运行时间,提高产气量同时因减少了风机的运行,降低了风机的电消耗。对水冷空压机可以减少冷却水用水量,减少冷却机的运行负荷,降低了冷却机的电消耗。因改善空压机运行状况,提高产气量所带来的节能效益,因此而产生的节碳效益是非常可观的。 

  通过以上析,空压机热能利用的潜力也是相当可观的。

  输水系统工程

  1. 执行验收标准
  GB50009-2001《建筑结构负荷设计规范》
  GB50268-97《给排水管道工程施工及验收规范》
  GB4272-92《设备及管道保温技术通则》
  GB50242-2002《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》
 
  2. 管道材料选型
  主管道采用联塑PP-R热水管。其特点是质量轻,强度高,寿命长,抗腐蚀,丌
  易结垢,壁阻小,无毒无味。其不足之处受热变型。
  为了缩小变形可采用稳态铝塑PP-R管,但成本增加明显。
 
  3. 储水箱
  材质及工艺:
  1)内胆0.6mm不锈钢304,外层0.5mm厚不锈钢202,聚氨酯发泡厚度5CM
  2)所有管牙接口不外层的焊接不少于70%
  3)外包板不板层连接丌得有明显的凸出戒凹陷(<3mm)
  4)发泡后,内胆无明显内陷,外层无发泡料溢出。
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