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為什么建議螺桿壓縮機(jī)要做熱能回收改造?

發(fā)布時(shí)間:2020-02-28 11:47人氣:

如今,節(jié)能被提到一個(gè)相當(dāng)重要的高度,有人甚至把節(jié)能稱(chēng)為“第二能源”。企業(yè)實(shí)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?gòu)U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(yíng)成本。很多企業(yè)開(kāi)始針對(duì)螺桿式空壓機(jī)運(yùn)行過(guò)程中存在的熱量浪費(fèi)現(xiàn)象,進(jìn)行熱能回收。

 

 
 
螺桿式壓縮機(jī)熱回收概述

 

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(guò)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(shí)會(huì)摩擦發(fā)熱,這些產(chǎn)生的高熱由空壓機(jī)潤(rùn)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(lèi)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(shí)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(duì)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(gè)方面的問(wèn)題:

 

1.能源浪費(fèi)嚴(yán)重

螺桿式壓縮機(jī)在運(yùn)行的過(guò)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(fèi)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(guò)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(lái)冷卻熱量,冷卻的速度比較慢,如果不能及時(shí)降低熱度的話,強(qiáng)大的熱量就會(huì)造成螺桿式壓縮機(jī)陰陽(yáng)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?yàn)槁輻U式壓縮機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中產(chǎn)生了大量的熱量,又不能及時(shí)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(chē)間的氣動(dòng)工具也會(huì)造成連鎖的突然停機(jī)。突如其來(lái)的停機(jī),究竟會(huì)造成怎樣的后果,我們難以預(yù)料,存在很大的安全隱患。

 

 
 
某廠螺桿式壓縮機(jī)現(xiàn)狀

 

某廠有兩個(gè)空壓站,每個(gè)空壓站有四臺(tái)螺桿式壓縮機(jī)(其中三臺(tái)40m³、一臺(tái)20m³,總共八臺(tái)。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(kāi)二臺(tái)40m³、中班開(kāi)一臺(tái)40m³和一臺(tái)20m³、夜班一臺(tái)40m³,其余機(jī)床處于備用狀態(tài)。),空氣壓縮機(jī)在工作時(shí)產(chǎn)生大量熱能,最后以風(fēng)冷的形式將廢熱奢侈的浪費(fèi)到環(huán)境中。

 

1.壓縮機(jī)基本信息及分布情況(見(jiàn)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(fèi)用為34元/噸

用柴油鍋爐制熱水平均費(fèi)用為20元/噸

用太陽(yáng)能熱水器制熱水平均費(fèi)用為12元/噸

用空氣熱泵制熱水平均費(fèi)用為8元/噸

用螺桿式壓縮機(jī)余熱回收制熱水平均費(fèi)用不到0.5元/噸

 

 
 
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(jiàn)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(fèi)=0.6元;

夏季補(bǔ)水溫度25℃,冬季5℃,春秋15℃。

經(jīng)過(guò)驗(yàn)證:每臺(tái)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(jiàn)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(fèi)用:Q1*175*0.6/95%=38015.79元;(見(jiàn)表4)

 

 

4.投資預(yù)算分析;投資回報(bào)分析(見(jiàn)表5)

 

 

5.制定改造方案并實(shí)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(duì)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(duì)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(fèi)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(zhǎng)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(guò)程的設(shè)備;

·PLC控制系統(tǒng);(見(jiàn)圖1)

 

 

高效熱能回收設(shè)備主要可以實(shí)現(xiàn)下列功能

 

·回收空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量;

·進(jìn)/出水溫度、壓力就地監(jiān)測(cè);

·PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控和異常報(bào)警;

·進(jìn)/出油溫度、壓力PLC遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和異常報(bào)警;

·單位時(shí)間節(jié)能量統(tǒng)計(jì)和單位時(shí)間節(jié)省成本統(tǒng)計(jì)(高配);

·累計(jì)節(jié)能量統(tǒng)計(jì)和累計(jì)節(jié)省成本統(tǒng)計(jì)(高配);

·節(jié)能信息報(bào)表生成(高配);

 

空壓機(jī)熱回收系統(tǒng)特點(diǎn)

 

·低運(yùn)行成本:不燒油、煤,充分利用螺桿空壓機(jī)熱能;

·低成本投入:安裝螺桿空壓機(jī)余熱回收熱水器馬上見(jiàn)效,無(wú)需投入其它熱水設(shè)備;

·無(wú)天氣影響:只要空壓機(jī)運(yùn)行,即可供應(yīng)熱水;

·改善空壓機(jī)運(yùn)行狀況:降低故障率,延長(zhǎng)空壓機(jī)使用壽命;

·符合環(huán)保要求:節(jié)能、安全、衛(wèi)生、方便。

 

 
 
改造后總結(jié)分析

 

經(jīng)過(guò)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(shí)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(huì)自動(dòng)停用,同時(shí)可冷卻空壓機(jī)產(chǎn)生出來(lái)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(zhǎng)壽命、安全可靠的目的。同時(shí)也為空壓動(dòng)力開(kāi)辟全新的節(jié)能方案!

 

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(shí)間內(nèi),就明顯提高了螺桿式壓縮機(jī)的產(chǎn)能。

 

2.提高了職員福利

通過(guò)對(duì)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(fèi)用,一次投資就可以得到取之不盡的生活熱水。

 

3.延長(zhǎng)了使用壽命

同時(shí)通過(guò)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(rùn)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(zhǎng)了使用壽命。

 

4.節(jié)能環(huán)保有保障

更重要的是對(duì)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(duì)于裝有螺桿式壓縮機(jī)的企業(yè)有一定借鑒意義。

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