【壓縮機網】一、壓縮空氣能耗及費用分析

 

　　壓縮空氣是工業領域中應用最廣泛的動力源之一，由于其具有安全、無公害、調節性能好，輸送方便等諸多優點，使其在現代工業領域中應用越來越廣泛。但要得到品質優良的壓縮空氣需要消耗大量的能源，在大多數生產企業，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5年運行費用組成：系統的初期投資費用及設備維護費用占到總費用的25%，而對電能的消耗占到75%，幾乎所有系統浪費都是體現在電費上的。

 

　　根據對各個行業的空氣壓縮系統進行評估，可以發現絕大多數的壓縮空氣系統，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的系統控制等等均會導致系統效率下降，從而導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，在保證空壓機穩定運行的情況下，回收空壓機高溫冷卻油中壓縮熱，并確保流回轉子冷卻油溫度符合要求且穩定；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，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，在保證空壓機穩定運行的情況下，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，大部分轉換為熱量，通過風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。經對空壓機壓縮過程中動能與熱能轉換產生熱量分析，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、壓縮空氣系統熱量回收節能解決方案

 

　　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。其中壓縮空氣經冷卻器冷卻后，最后送入系統使用。而高溫高壓的潤滑油經過冷卻器冷卻后，返回油路進入下一輪循環。根據計算，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%的轉化熱量，余熱溫度通常在80℃～100℃之間。空壓機運行產生的余熱，如果不交換，可引起潤滑結焦、產氣量下降、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壓縮。為了充分利用空壓機產生的余熱，利用余熱回收裝置對空氣壓縮機產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氣效率，還可以使企業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。

 

　　壓縮空氣系統熱回收應用范圍：

 

　　溫度在90℃可用于鍋爐預熱；

 

　　溫度在70℃可用于工藝用水；

 

　　溫度在60℃可用于衛生用水；

 

　　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

 

　　針對溫度在60℃用于衛生和溫度50℃用于樓宇采暖做能量回收系統分析。

 

　　4.1現有160kW空壓機4臺，預計4臺全開，每天運行24H，按照回收效率75%計算，每小時可節能：160kW×2.5×100%×75%=300kW。

 

　　現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，其余熱量供給工業空調使用。

 

　　洗浴用熱需求如下表。

 

　　供暖用熱需求如下表。
 

 

　　空壓機運行中產生的廢熱可以同時滿足洗浴和空調用水加熱，每年節約能耗如下表。
 

 

　　4.2采用直熱式能量回收系統，全天自動運行，完全可以實現無人值守。能量回收系統每臺空壓機配置一臺，開機后自動運行，判別油溫，高于設定值給控制柜信號啟動循環泵。能量回收系統根據出水溫度自動調節出水流量，溫度高于設定值出水流量增大，反之出水流量減小。

 

　　控制柜檢測閉式循環水壓、水溫及循環水箱溫度、液位、控制循環泵、供暖泵等。

 

　　系統檢測每天能量回收系統運行狀態：任何一臺油溫超過設定值循環泵啟動工作，系統進入板式換熱器進行交換熱量，系統中溫度超過設定值，系統待機補水。電磁閥控制熱水水箱的水位，二次循環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。既節省了電費、水費，燃料等一次能源的使用量，又為公司生產生活節約了成本，也減少了碳排放，社會效益明顯。