一、前言

　　【壓縮機網(wǎng)】如今，節(jié)能被提到一個相當重要的高度，有人甚至把節(jié)能稱為“第二能源”。企業(yè)實施節(jié)能改進，不僅可以緩解政府能源供應和建設壓力，減少廢氣污染保護環(huán)境，更重要的是可以讓企業(yè)降低能耗，減少企業(yè)自身運營成本。很多企業(yè)開始針對螺桿式空壓機運行過程中存在的熱量浪費現(xiàn)象，進行熱能回收。

 

　　二、螺桿式壓縮機熱回收概述

　　螺桿式壓縮機是廣泛應用于生產(chǎn)領域的通用機械，把電能轉(zhuǎn)換為機械能，機械能轉(zhuǎn)換為熱能，在機械能轉(zhuǎn)換為熱能過程中，空氣得到強烈的高壓壓縮，使之溫度驟升，這是普通物理學機械能量轉(zhuǎn)換現(xiàn)象。
       機械螺桿的高速旋轉(zhuǎn)，同時會摩擦發(fā)熱，這些產(chǎn)生的高熱由空壓機潤滑油的加入混合成油/氣蒸汽排出機體，這部分高溫油/氣流的熱量相當于空壓機輸入功率的3/4，它的溫度通常在80℃（冬季）～100℃（夏秋季）。
      這些熱能都由于機器運行溫度的要求，被各種冷卻器及排風扇帶走并排放到環(huán)境中。根據(jù)相應類型壓縮機的結(jié)構(gòu)和原理適當?shù)剡M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。對螺桿式壓縮機現(xiàn)狀的了解，我發(fā)現(xiàn)了此設備主要存在以下幾個方面的問題：

　　1.能源浪費嚴重

　　螺桿式壓縮機在運行的過程中產(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.損耗機器壽命

　　螺桿式壓縮機在運行的過程中產(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，強大的熱量就會造成螺桿式壓縮機陰陽轉(zhuǎn)子溫度的上升。從而造成設備的損壞，減少壓縮機的使用壽命。

　　3.存在安全隱患

　　因為螺桿式壓縮機在運行的過程中產(chǎn)生了大量的熱量，又不能及時地排除這些熱量，很容易引起壓縮機的突然停機，生產(chǎn)車間的氣動工具也會造成連鎖的突然停機。突如其來的停機，究竟會造成怎樣的后果，我們難以預料，存在很大的安全隱患。

　　三、某廠螺桿式壓縮機現(xiàn)狀

　　某廠有兩個空壓站，每個空壓站有四臺螺桿式壓縮機（其中三臺40m3、一臺20m3，總共八臺。每年12月6日～次年6月5日第二空壓站運行、6月6日～12月5日第三空壓站運行。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，其余機床處于備用狀態(tài)。），空氣壓縮機在工作時產(chǎn)生大量熱能，最后以風冷的形式將廢熱奢侈的浪費到環(huán)境中。

　　1.壓縮機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

　　用螺桿式壓縮機余熱回收制熱水平均費用不到0.5元/噸

 

　　四、螺桿式壓縮機熱能改造的嘗試

　　1.第二空壓站某品牌20m3壓縮機運行現(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年運行175天；

　　1度電費=0.6元；

　　夏季補水溫度25℃，冬季5℃，春秋15℃。

　　經(jīng)過驗證：每臺螺桿式空壓機功率的40%可以熱回收。空壓機投入運行后，空壓機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螺桿式壓縮機采用余熱利用裝置——高效熱回收裝置。
       對螺桿式空氣壓縮機所產(chǎn)生的高溫高壓的氣體進行冷卻，不僅可以提高空氣壓縮機的產(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)需要流體預熱等領域，環(huán)保節(jié)能，零運行費用，一次投資，永遠受益，從而解決了企業(yè)為福利生活熱水長期經(jīng)濟制服的承重負擔。

　　一套完整的適用于SA-120A機型的能量回收裝置包括：

　　SA-120A壓縮機內(nèi)部油路改造；

　　熱量吸收裝置：用于將能量傳遞到生產(chǎn)過程的設備；

　　PLC控制系統(tǒng)；(見圖1)
 

 

　　4.1高效熱能回收設備主要可以實現(xiàn)下列功能

　　4.1.1回收空壓機運行時產(chǎn)生的熱量；

　　4.1.2進/出水溫度、壓力就地監(jiān)測；

　　4.1.3PLC遠程監(jiān)控和異常報警；

　　4.1.4進/出油溫度、壓力PLC遠程監(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空壓機熱回收系統(tǒng)特點

　　4.2.1低運行成本：不燒油、煤，充分利用螺桿空壓機熱能；

　　4.2.2低成本投入：安裝螺桿空壓機余熱回收熱水器馬上見效，無需投入其它熱水設備；

　　4.2.3無天氣影響：只要空壓機運行，即可供應熱水；

　　4.2.4改善空壓機運行狀況：降低故障率，延長空壓機使用壽命；

　　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)由于不改變空壓機原有的工作狀態(tài)，充分利用空壓機工作時的余熱，空壓機散熱風機（因油溫、氣溫降低在80～88℃合適的條件下）會自動停用，同時可冷卻空壓機產(chǎn)生出來的氣體，從而達到空壓機省電、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的產(chǎn)能。

　　5.2提高了職員福利

　　通過對螺桿式壓縮機熱能回收改造把保持機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，保證了空壓機在優(yōu)良的工況下運行，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改造后，停止了向環(huán)境排放廢熱，減排達到了100%，符合當前節(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的企業(yè)有一定借鑒意義。

 

　　參考文獻

　　[1] 復盛空壓機用戶手冊。

　　[2] 中國空壓機網(wǎng)。

　　[3] 《熱能開發(fā)與應用技術(shù)》,作者：朱家玲 等編著。

 

來源：本站原創(chuàng)