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压缩空气系统热回收解决方案

[复盛空压机] [复盛空压机] [2012-07-05]



一. 概述
压缩空气是工业领域中应用最广泛的动力源之一。由于其具有安全、无公害、调节性能好、输送方便等诸多优点,使其在现代工业领域中应用越来越广泛。但要得到品质优良的压缩空气需要消耗大量能源。在大多数生产型企业中,压缩空气的能源消耗占全部电力消耗的10%—35%。
根据行业调查分析,空压机系统5年的运行费用组成:系统的初期设备投资及设备维护费用占到总费用的23%,而电能消耗(电费)占到77%,几乎所有的系统浪费最终都是体现在电费上。
根据对全球范围内各个行业的空气系统进行评估,可以发现:绝大多数的压缩空气系统,无论其新或旧,运行的效率都不理想—压缩空气泄漏、人为用气、不正确的使用和不适当的系统控制等等均会导致系统效率的下降,从而导致客户大量的能耗浪费。据统计,空气系统的存在的系统浪费约15—30%。这部分损失,是可以通过全面的系同解决方案来消除的。
在不断提高系统效率的同时,我们发现空压机运行时会产生大量的压缩热,压缩热消耗的能量占机组运行功率的85%,通常这部分能量通过机组的风冷或水冷系统交换到大气当中。所以压缩机的热回收是持续降低空气系统损耗,提高客户生产力的必要手段。
对压缩空气系统节能提供全面的解决方案应该从压缩空气系统能源审计开始。现代化的压缩空气系统运行时所碰到的疑难和低效问题总是让人觉得很复杂和无从下手。其实对压缩空气系统进行正确的能源审计就可以为用户的整个压缩空气系统提供全面的解决方案。对压缩空气系统设备其进行动态管理,使压缩空气系统组件充分发挥效能。
通过复盛集团在压缩空气方面的专业的、全面的空气系统能源审计和分析,采取适合实际的节能解决方案,能够实现为客户的压缩空气系统降低10%—50%的电力消耗,为客户带来新的利润空间。
二、空压机使用的现状
型号 数量 功率 加载比例 运行时间 运行天数
SA185A 4 185kw 80% 24 365

三、空压机余热回收系统要求
贵公司现预购四台SA185A热能回收空气压缩机,机器采用3台常开1台备用,机器24小时运行,负载率80%左右;
空压机房位于主楼底楼,空压房中4台SA185A空气压缩机,空气压缩机与保温水箱水平距离大约20m;贵公司实行三班制,每班大约200人洗澡;
现拟回收利用空压机余热烧热水,将自来水,一次加热到65℃,送到保温水箱储存,从而使该热水系统代替原燃料锅炉加热系统,可以节能减排,保护环境,降低成本,同时也可改善空压机的运行条件。
四、空压机余热回收系统方案
根据贵司要求,贵司空压机运行情况以及贵司浴室与空压机房的相对位置及余热回收热水系统设计计算,详细进行技术、经济比较后,提出如下方案:

 

 


方案:空压机单油余热回收系统
1、单油余热回收系统流程图

按照上述空压机余热系统回收流程,如需四台空压机全部进行热回收,需要4套CHR185S热能回收设备;空压机85-95℃的润滑油在热能回收器中,将冷水直接加热到55~85℃(根据用户的需要任意设定调节),送到保温水箱储存。
当保温水箱(或客户端水箱)水温没有达到要求的温度时,控制系统会停止补充冷水,自动转换为热水循环,进一步回收空压机余热,直到将水箱的水加热到要求的温度后,才再补充冷水。
该系统可以保证客户端时刻有热水使用,确保水箱的水温均可达到用户要求的温度。
按照上述余热回收方案,正常冷水直热运行时,复盛余热回收器的单油余热回收效率达到73%;当热水循环时,热量传递较少,余热回收效率会降低。
由于采用了复盛公司余热回收换热器高效、低阻技术,安装余热回收系统后空压机控制系统不变,工作性能不变,操作维修方式不变,极大的保障了空压机的安全运行。当空压机运行时,热能回收器自动运行。当空压机停止运行时,热能回收器也停止运行。
2、单油余热回收系统设计计算
按照上述单油余热回收系统流程,复盛牌空压机单油余热回收器的回收效率为73%,空压机24小时工作,负载率为80%。
则185kw空压机单油余热回收余热功率为:185*73%*80%=108.04kw;热水产量为(冷水进水温度10℃,出水温度65℃,水的温升按55℃ 计算):
Q=185*73%*80%*0.86/(65-10)=1.689吨/小时。
单油余热回收时,一台空压机每8小时热水产量为:
1.689*8=13.5吨;
据统计,淋浴每人每次用水量为0.1吨,淋浴水温40℃。贵公司采用三班制,每班约200人洗澡,需要40℃热水量20吨,故采用两台余热设备进行回收就可满足条件。
本热能回收产水量1.689吨/小时,单油热回收系统每8小时产出65℃热水13.5吨,折合40℃热水24.7吨;
这样单油热回收系统可以满足贵公司员工洗澡需求,建议贵公司对这两台空压机进行单油余热双回收改造,一台备用;

五、各种热水器相关性能比较
下表为各种热水器经济形状分析:
加热1000kg热水费用对比(温升40℃)
热泵热水机组 电热热水炉 燃油热水锅炉 燃气
热水炉 太阳能热水器+
电辅
(全年阴雨天
以95天计) 空压机
热水器
使用能源 民用电 商用电 民用电 商用电 轻柴油 液化气 阳光+电力 空压机余热
能源热值 860Kcal/度 860Kcal/度 10300
Kcal/kg 24000
Kcal/ m3 860Kcal/度 ——
平均效
能 比 350% 95% 80% 70% 330% 95%
所耗能量 13.31度 48.95度 5.78升 2.38 m3 16.10 0
所需费用 8.92元 11.98元 32.79元 44.05元 40.45元 42.84元 10.78元 14.49元 0
设备使
用寿命 15年 5~6年 5~6年 5~6年 6~8年 20年
环境影
响状况 无任何污染 无任何污染 污染严重,一些大中城市已禁止使用 有燃烧气体排放 无任何污染 节能减排
安全性能 安全可靠 电热管易老化,有漏电隐患 有漏油、火灾、爆炸等安全隐患 有漏气、火灾、爆炸等安全隐患 电热管易老化,有漏电隐患 安全可靠
能源价格按:民用电费:0.67元/度,商用电费:0.90元/度,柴油:7.00元/升,液化气:18.00元/m3。设在相同条件下对1000kg生活用水进行加热,水温从15℃升至55℃,升高40℃。加热热水所需热量:1000kg×40℃×1Kcal/kg.℃=40000 Kcal;