隨著空壓機在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用越來越廣泛，壓縮空氣成為工業(yè)領(lǐng)域中泛的動力源之一，但是要得到品質(zhì)優(yōu)良的壓縮空氣需要消耗大量能源，在大多數(shù)生產(chǎn)型企業(yè)中，壓縮空氣的能源消耗占全部電力消耗的10%～35%。
根據(jù)行業(yè)調(diào)查分析，空壓機系統(tǒng)5年的運行費用組成中：系統(tǒng)的初期設(shè)備投資及設(shè)備維護(hù)費用占總費用的23%，電能消耗（電費）占77%，其中15%的能量轉(zhuǎn)換為空氣勢能，85%的能量轉(zhuǎn)換為熱能，通過風(fēng)冷或水冷的方式排放到空氣中去。而排放到空氣中的這部分熱能既加劇了大氣的溫室效應(yīng)，又造成了能量的浪費，這部分熱能可以通過熱回收裝置回收利用。也就是說，可以通過熱回收裝置轉(zhuǎn)換為洗澡用水、鍋爐加熱、空間加熱、工業(yè)純水制造等多種應(yīng)用。
現(xiàn)以英格索蘭無油螺桿式壓縮機熱能回收系統(tǒng)為例介紹其工作原理、產(chǎn)品特點及節(jié)能效果。
無油螺桿式壓縮機熱回收系統(tǒng)產(chǎn)品介紹及工作原理
產(chǎn)品特點介紹:無油螺桿式壓縮機的熱能回收具有很大潛力。在工作過程中，級和第二級的排氣溫度可達(dá)130℃，大部分熱量被中間冷卻器、后冷卻器吸收。通過控制調(diào)節(jié)壓縮機冷卻系統(tǒng)中的冷水量，英格索蘭無油螺桿式熱回收系統(tǒng)輕松捕獲85%的熱量，該熱能和冷卻水進(jìn)行熱交換，可將熱水加至70℃，在保證壓縮機正常運行的前提下，效率地實現(xiàn)了能源熱回收及儲備。
該產(chǎn)品設(shè)計中，熱回收模塊、泵、閥安裝緊湊，占用空間??；采用不銹鋼熱回收模塊使導(dǎo)熱效果達(dá)到，將損失不影響壓縮機的正常運行；閉環(huán)系統(tǒng)使冷卻水循環(huán)達(dá)到；而且操作簡易，維護(hù)簡單，運行人機友好的PLC控制器實現(xiàn)自動控制和監(jiān)管。
工作原理：無油螺桿式壓縮機熱回收系統(tǒng)的原理示意圖如圖所示。在該系統(tǒng)中通過水泵不斷將冷水輸送到無油螺桿壓縮機，壓縮機散熱產(chǎn)生的熱量將冷水加熱，然后輸送到熱回收模塊，熱回收模塊相當(dāng)于換熱器，熱水通過該模塊的時候進(jìn)行換熱，可以達(dá)到用戶想要的溫度。此外該系統(tǒng)中還設(shè)置了保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)熱水溫度不高時，熱水直接通過旁路經(jīng)電動調(diào)節(jié)三通閥繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)；當(dāng)熱水溫度過高時，熱水則通過保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行降溫處理后經(jīng)電動調(diào)節(jié)三通閥繼續(xù)循環(huán)下去。
無油螺桿式壓縮機熱回收系統(tǒng)節(jié)能效果及應(yīng)用場合
節(jié)能效果以沃盾160kW空壓機為例，1h浪費的量11.7萬kcal，1d24h浪費的熱量281萬kcal，1年360d浪費的熱量101160萬kcal。配套熱回收系統(tǒng)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50580萬kcal。相當(dāng)于每年節(jié)省0號柴油46t，折合人民幣32.2萬元；節(jié)省天然氣52800m3，折合人民幣21.1萬元；節(jié)省用電55.3萬kWh，折合人民幣35.9萬元；節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤67.9t。
隨著能源價格的進(jìn)一步上漲，回收空壓機余熱的經(jīng)濟效益將越加明顯?，F(xiàn)將所有型號的熱回收系統(tǒng)節(jié)能效果作粗略估計，如表1所示。
應(yīng)用場合空壓機熱回收系統(tǒng)可以應(yīng)用于以下幾方面
（1）制取熱水，用于洗澡：在鑄造、冶金和礦物開采等工作環(huán)境相對較差的行業(yè)，可將回收的空壓機余熱加熱自來水到50～60℃，供工人洗澡使用。原來需要耗費較高成本的福利，現(xiàn)在可以免費提供。
（2）鍋爐補水預(yù)熱：大多數(shù)的行業(yè)在生產(chǎn)過程中都會用到鍋爐，利用回收的空壓機余熱，將鍋爐補給水在進(jìn)入鍋爐之前由較低的溫度先一步提升，再由鍋爐加熱到設(shè)定溫度，可以大大降低鍋爐的用能及燃料成本。
（3）采暖用熱：很多地區(qū)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?，F(xiàn)回收空壓機的余熱用于采暖，不但節(jié)省能源的消耗，還可以減少鍋爐的裝機容量，進(jìn)一步降低設(shè)備上的投資。
無油螺桿式壓縮機熱回收系統(tǒng)節(jié)能案例
現(xiàn)將HRS-OFS-250和HRS-OFS-160兩種主要型號的無油螺桿壓縮機熱回收系統(tǒng)的節(jié)能案例介紹如下。兩種型號的技術(shù)參數(shù)如表2所示。
案例一
項目背景：客戶擁有一臺250kW的無油螺桿式壓縮機，壓縮機經(jīng)熱能回收改造后回收的熱量供空調(diào)箱采暖使用。
項目實施：宜聚公司成功進(jìn)行了壓縮機熱回收系統(tǒng)的設(shè)計改造，包括壓縮機內(nèi)部水路循環(huán)熱交換系統(tǒng)、熱回收成撬系統(tǒng)、蓄熱水箱和泵送系統(tǒng)。
項目效果：通過對無油螺桿壓縮機的技術(shù)改造，將原先排放到水中的熱量重新回收。熱回收成撬與壓縮機水路串聯(lián)，形成閉式循環(huán)。以開式循環(huán)的方式提供給客戶源源不斷的熱水，出水溫度始終穩(wěn)定在70℃以上，*客戶工藝用水的需求，節(jié)能效果顯著。該項目全部技術(shù)改造投資額約38萬元，建設(shè)期40d，運行5個月即可收回全部成本，為客戶每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤179t，每年可節(jié)省成本89萬元。
案例二
項目背景：客戶擁有一臺160kW的無油螺桿式壓縮機，要求通過余熱回收系統(tǒng)每天將30m3水由20℃加熱至60℃存入蓄熱水箱，再送入燃油鍋爐加熱生成飽和蒸汽或者用作其它用途。
項目實施：宜聚為該公司成功進(jìn)行了壓縮機熱回收系統(tǒng)的設(shè)計改造，包括壓縮機內(nèi)部水路循環(huán)熱交換系統(tǒng)、熱回收成撬系統(tǒng)、蓄熱水箱和泵送系統(tǒng)。
項目效果：經(jīng)過多日跟蹤觀察，現(xiàn)階段進(jìn)水溫度25℃，蓄水溫度由于受到用水量波動的影響，在65℃至70℃之間，客戶反映節(jié)能效果明顯。
本項目投資約15萬元，建設(shè)期30天，運行6個月即可收回全部成本，每年可為客戶節(jié)省成本約34.5萬元。
綜述
空壓機余熱回收系統(tǒng)將空壓機以往浪費的熱能回收利用，降低了其他燃料的消耗，保護(hù)了環(huán)境，實現(xiàn)了真正意義上的節(jié)能環(huán)保，帶來了良好的經(jīng)濟效益和社會環(huán)境效益，在目前甚至未來都有著良好的市場前景。
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