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空压机能耗及热回收效益数据分析

    【压缩机网】一、压缩空气能耗及费用分析
 
  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的能源,在大多数生产企业,压缩空气消耗的一次性能源电量是非常大的。
 
  一台空压机系统5年运行费用组成:系统的初期投资费用及设备维护费用占到总费用的25%,而对电能的消耗占到75%,几乎所有系统浪费都是体现在电费上的。
 
  根据对各个行业的空气压缩系统进行评估,可以发现绝大多数的压缩空气系统,无论其新旧,运行效率都不理想。压缩空气泄漏、人为用气不正确使用和不适当的系统控制等等均会导致系统效率下降,从而导致客户电费的不断增加,能源二次浪费。大量实验也证明,压缩机用于增加空气势能所消耗的电能只占到运行效率的15%左右,85%的电能转化为热能,通过空压机机壳和冷却器排放到大气中去。
 
  1)喷油螺杆式空压机热能回收系统,在保证空压机稳定运行的情况下,回收空压机高温冷却油中压缩热,并确保流回转子冷却油温度符合要求且稳定;回收的压缩热约占空压机输入功率的60%以上。
 
  2)无油螺杆空压机热能回收系统,提高空压机冷却水排水温度至80℃,利用外部回收成撬回收其中压缩热,并确保重新流回空压机中冷、后冷的冷却水温度符合要求且稳定;回收的压缩热约占空压机输入功率的70%。
 
  3)离心式空压机热能回收系统,在保证空压机稳定运行的情况下,可回收离心式空压机末级排气中的压缩热,回收的压缩热约占空压机输入功率的18%。
 
  二、压缩空气系统余热分析
 
  压缩机在运行时,真正用于增加空气势能所消耗的电能,在总耗电量中占很小一部分,大部分转换为热量,通过风冷或者水冷的方式排放到空气中,使得这些热量被白白浪费,没有很好的被利用,其实这部分热量还是有很大可能利用。经对空压机压缩过程中动能与热能转换产生热量分析,100%的输入功率;约2%为辐射热量,约4%为留在空压机的热量,约有94%的热量是可以回收利用的。
  可回收热量分析:100%的电能消耗,电机散热约为5%,润滑油带走热量约为75%,压缩空气带走热量为10%,其它热量损失为10%,可以回收的为85%。
 
  三、压缩空气系统热量回收节能解决方案
 
  空压机的工作流程:空气通过进气过滤器将大气中灰尘或杂质滤除后,由进气控制进入压缩机主机,在压缩过程中与喷入的冷却润滑油混合,经压缩后的混合气体从压缩机排入到油气分离储罐,从而分别得到高温、高压的油、气必须进入各自的冷却器。其中压缩空气经冷却器冷却后,最后送入系统使用。而高温高压的润滑油经过冷却器冷却后,返回油路进入下一轮循环。根据计算,在上述过程中,高温高压油气所携带的热量大约相当于空气压缩机功耗的85%的转化热量,余热温度通常在80℃~100℃之间。空压机运行产生的余热,如果不交换,可引起润滑结焦、产气量下降、电机功率增大,严重者压缩机主机抱死,无法正常进行空气继续压缩。为了充分利用空压机产生的余热,利用余热回收装置对空气压缩机产生的高温高压的压缩空气进行冷却,不仅可以提高空压机的产气效率,还可以使企业获得不错的社会效益。压缩空气余热可以制取生活所需的热水,提高能源的利用率。
 
  压缩空气系统热回收应用范围:
 
  温度在90℃可用于锅炉预热;
 
  温度在70℃可用于工艺用水;
 
  温度在60℃可用于卫生用水;
 
  温度在50℃可用于楼宇采暖;
 
  温度在50℃可用于RO纯水。
 
  四、能量回收系统
 
  针对温度在60℃用于卫生和温度50℃用于楼宇采暖做能量回收系统分析。
 
  4.1现有160kW空压机4台,预计4台全开,每天运行24H,按照回收效率75%计算,每小时可节能:160kW×2.5×100%×75%=300kW。
 
  现计划将空压机余热进行热回收改造,回收热量用于公司单身公寓楼洗浴用水加热,其余热量供给工业空调使用。
 
  洗浴用热需求如下表。
空压机能耗及热回收效益数据分析
 
  供暖用热需求如下表。
 
空压机能耗及热回收效益数据分析
 
  空压机运行中产生的废热可以同时满足洗浴和空调用水加热,每年节约能耗如下表。
 
空压机能耗及热回收效益数据分析
 
  4.2采用直热式能量回收系统,全天自动运行,完全可以实现无人值守。能量回收系统每台空压机配置一台,开机后自动运行,判别油温,高于设定值给控制柜信号启动循环。能量回收系统根据出水温度自动调节出水流量,温度高于设定值出水流量增大,反之出水流量减小。
 
  控制柜检测闭式循环水压、水温及循环水箱温度、液位、控制循环、供暖泵等。
空压机能耗及热回收效益数据分析
 
  系统检测每天能量回收系统运行状态:任何一台油温超过设定值循环泵启动工作,系统进入板式换热器进行交换热量,系统中温度超过设定值,系统待机补水。电磁控制热水水箱的水位,二次循环泵对换热以后热水进行加压,以满足供水压力要求,制取的热水可以随时使用。
 
  通过这次大胆尝试,我们体验到利用空压机热回收装置可以对公司生活热水进行优化,将利用空压机的热水进行二次利用,减少能源的浪费。既节省了电费、水费,燃料等一次能源的使用量,又为公司生产生活节约了成本,也减少了碳排放,社会效益明显。

标签: 空压机数据分析能耗  

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