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隨著社會不斷的發展及進步,節能已成為越來越成為人們關心的話題,各行各業都在采取積極有效的節能措施,下面 將空壓機的余熱回收節能改裝方式與大家分享。
余熱回收
一、前言
空壓機、冷凍機耗電量占全國用電量的35%,其中空壓機用電量至少占25%。在工礦企業耗電量較大的往往是空壓機,并且經常占到了全廠用電量的50%,尤其在國內空壓機使用效率普遍較低。我們知道空壓機在運行時要產生大量的熱量,風冷機組要把熱量排入大氣中;水冷機組要通過冷卻塔把熱量排入大氣中。
根據美國能源署統計:壓縮機在運行時,真正用于增加空氣勢能所消耗的電能,在總耗電量中只占很小的一部分15%,大約85%的電能轉化為熱量,通過風冷或者水冷的方式排放到空氣中。
放任這些“多余”熱量排放到空氣中,既影響了環境,制造了“熱”污染,而且現在的生產型企業,求熱若渴,看著不得不放棄掉的熱能,怎能不心疼?
其實對于這些被浪費的熱量,我們大可不必“望熱興嘆”,采用空壓機熱能回收技術,這些看似多余的熱量,其中有50%是可以被回收利用的!
二、為什么要回收空壓機余熱?
由以上圖表我們不難看出,空壓機在工作的時候,真正用于增加空氣勢能所消耗的電能在總耗電量中只占很小的一部分,約20%左右。約80%的耗電轉化為熱量,通過風冷或者水冷的方式排放到空氣中去。
根據流體力學,空氣在壓縮過程中分子的勢能的轉化將產生大量的熱能,壓縮機的熱量如果不排放,將影響空壓機的正常工作,影響壓縮空氣的質量。當然這些熱量如果排放即浪費了大量的熱能(可惜)又加劇大氣“溫室效應”,造成熱污染(可惡)。
我們現在算筆帳:
以160KW空壓機為例:
用于壓縮空氣的消耗的電能
160×20%=32kW
轉化余熱浪費的電能
160×80%=128kW
那么轉化為余熱為:
1小時浪費熱量 11萬大卡
1天24小時浪費熱量 264萬大卡
1年360天浪費熱量 95,040萬大卡
針對空壓機配套熱回收系統大約可以回收余熱的50%左右,即占空壓機軸功率的40%。則160kW空壓機每年可回收熱量95,040×50%=47,520萬大卡
相當于每年:
節省0#柴油 46噸
節省天然氣 52,800立方
節省用 電 55.3萬度
節省標準煤 67.9噸
隨著能源價格的進一步增長,回收空壓機余熱的經濟效益越發明顯:經不完全統計,采用空壓機余熱回收技術后,參照2016.7.1的燃油價格,按空壓機軸功率計算,平均1kW的軸功率每年大約可以節省2,100元RMB。
這說明,提高空壓機使用效率的潛力很大,節能空間巨大。
三、空壓機余熱回收應用范圍:
1、為常見的是制取熱水,用于洗澡等,如鑄造、冶金和礦物開采等工作環境相對較差的行業,可將回收的空壓機余熱加熱自來水到50至60℃,供工人洗澡使用。尤其廠礦企業獨立配置鍋爐供熱的,可以為鍋爐提前預熱,或單獨使用空壓機余熱回收直接供熱,這不僅降低了能耗成本,而且避免了對環境的污染。
2、反滲透純水制取用熱:食品飲料、半導體和醫藥化學等行業在生產過程中,往往用到大量的反滲透純水。純水需要在25℃的特定溫度下制取,當春季、秋季和冬季水的溫度低于25℃時,必須投入設備、消耗燃料為水升溫。回收空壓機的余熱用來生產純水,不但可以減少燃料的消耗,甚至可以減少加熱設備的投入成本。
3、采暖用熱:在長江流域及北方地區,冬季需要供熱采暖,而這部分熱量往往是利用鍋爐加熱提供的。現回收空壓機的余熱用于采暖,不但節省了能源的消耗,還可以減少鍋爐的裝機容量,進一步降低設備上的投資。
空壓機余熱回收是一項非常環保的節能方式,也是目前備受推崇的節能方式。空壓機余熱回收是將空壓機的高溫油經過熱交換等技術處理把熱量傳遞到冷水中,冷水被加熱后流到保溫貯水桶中,這樣就可達到熱能回收的目的。
四、余熱回收經濟效益
目前,大多數空壓機企業用戶,開始回收利用空壓機熱量,將空壓機熱量轉為熱水,供應工廠所需用熱點,停用原有冷卻系統,減少熱能浪費和成本投入。回收余熱,可將能源利用率提高到85%以上,可在5~8個月回收成本;
螺桿噴油式空壓機余熱回收原理
噴油螺桿空壓機,以油氣雙回收為主,先由冷水增壓后經過換熱器和主機,把油、氣溫度降到45℃左右,產出熱水可預先設計控制在50℃~80℃。熱水遠距離輸送進入儲水箱,滿足工廠生活用水、工藝用水。
離心式空壓機余熱回收原理
無油螺桿式空壓機余熱回收原理
無油螺桿、離心式空壓機,以壓縮空氣熱量回收為主。為保證壓縮空氣潔凈度,回收末級壓縮空氣熱量,結合原冷卻系統,冷水增壓先吸收冷卻水熱量,預熱后再進入主機,同樣把壓縮空氣降到40℃左右,產出熱水可設計控制在50℃~80℃。
五、舉例說明:
軸功率×回收率×加載率×熱量轉換=可回收熱量
一臺37kw有油螺桿機,可滿足多少人洗澡用水?
軸功率:37kw/h
回收率:75%(油氣雙回收效率)
加載率:85%
熱量轉換:860kcal/kw
可回收熱量:37kw×75%×85%×860kcal=20285.25(kcal/h)
產水溫差:45℃
產水量:20285.25kcal/÷45℃÷1000kg×24h≈10.8(T/天)
人均用水量:40L/天
熱水可供人數:10.8T÷40L≈270(人)
因此一臺37KW空壓機,如果24小時開機,將可供企業270人員工用熱水洗澡。
如果是75KW,將可供不少于 500名員工用熱水。
而運行能耗只是增加了一臺0.7KW的水泵能耗。
回收空壓機熱量,免費熱水供應,幫助企業合理利用能源,減少不必要的熱能浪費,給企業帶來持續節能經濟效益。
六、余熱回收工程示意圖
七、適用場所
*熱效率高,主要用于空壓機常開之單位。
*工廠等企事業單位生活用熱水。
*工業生產用熱水及中央供暖場所。
*幾十人到幾萬人,幾噸到幾百噸熱水均可使用。
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儲氣罐是指專門用來儲存氣體的設備,同時起穩定系統壓力的作用,根據儲氣罐的承受壓力不同可以分為高壓儲氣罐,低壓儲氣罐,常壓儲氣罐。根據儲氣罐材質不同可以分為:碳素鋼儲氣罐、低合金鋼儲氣罐、不銹鋼儲氣罐。儲氣罐(壓力容器)一般由筒體、封頭、法蘭、接管、密封元件和支座等零件和部件組成。此外,還配有裝置、表計及完成不同生產工藝作用的內件。 儲氣罐的作用 空氣壓縮機是煤礦重要大型固定動力設備之一,在井下、地面均被廣泛使用,主要是供給采掘工作面的風鎬、風鉆、鑿巖機使用。儲氣罐是空氣壓縮機的配套設備,安裝在室外,空氣進入壓縮機通過增壓后送入儲氣罐,然后再由儲氣罐管道供到各個用氣地點,儲氣罐在空氣壓縮系統中的主要作用是保證供氣穩定。壓縮空氣在儲氣罐中沉淀積水,調節氣動設備因用氣量不平衡而造成氣壓波動、增加用氣設備的壓力穩定性,或者儲備一部分壓縮空氣,在空壓機發生故障時,使用戶用此部分壓縮空氣對氣動設備或氣動控制系統作緊急處理之用。
空壓機對潤滑油的要求十分嚴格。因此,正確地選用壓縮機油進行合理的潤滑是保證壓縮機穩定運行的重要措施,而決定壓縮機油品質的因素通常來自以下的幾個方面:
1. 基礎油品質
壓縮機油的基礎油一般占成品油的95% 以上,因此基礎油質量的優劣直接關系到壓縮機油的質量水平,深度精制基礎油的重芳烴、膠質含量少,殘炭低,抗氧劑感受性好,它在壓縮機系統中積炭傾向性小,油水分離性好。基礎油對于回轉式壓縮機油的性能有著較大的影響,因此螺桿空壓機油一般選用優質加氫礦物油或合成油作為基礎油。
2. 氧化安定性
油品在循環使用中,不斷與壓縮空氣中的高溫高壓氧氣接觸,很容易被氧化變質生成各種酸類、膠質、瀝青質等物質,使油品的顏色變深,酸值增高,粘度增大并出現沉積物,從而減少油的噴入量,使油品和機器的溫度升高,產生過量磨損。因此,螺桿空壓機油必須具備極好的氧化安定性,才能保證油品能夠長期使用的性。
3. 積炭傾向性一般低粘度和深度精制的潤滑油殘炭值低,在使用中不易積炭。油品的積炭傾向性能是各項指標的綜合表現,影響因素很多,其中添加劑也應盡量選用無灰型添加劑。
4. 油水分離性
空壓機在運行中不斷與空氣中的冷凝水相遇并被劇烈攪拌,易產生乳化現象,造成油氣分離不清,油耗增大。由于油被乳化而使油膜破壞,造成磨損。乳化的油會促使灰塵、砂礫和污泥分散,影響閥的功能,增加摩擦、磨損和氧化。因此,優質壓縮機油均具有好的抗乳化性能和油水分離性能。
5. 消泡性
螺桿空壓機油在循環使用過程中,循環速度快,油品極易產生泡沫。壓縮機油在啟動或泄壓時,油池中的油也易起泡,大量的油泡沫灌進油氣分離器,使阻力增大,油耗增加,會造成嚴重過載、超溫等異常現象。因此,壓縮機油必須具有極好的消泡性能,保證油品的泡沫傾向性小和泡沫穩定性好。
6. 防銹性與抗腐蝕性
由于空氣中的水分易在間歇操作的壓縮機內冷卻,不利于潤滑并可能產生銹蝕,因此要求壓縮機油應具有良好的防銹蝕作用。油冷卻等部件的材質為易被腐蝕銅或銅金屬,油品出現早期的氧化而變質,生成油泥。這就要求油品具有良好的抗腐蝕能力。
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