空压机余热利用 篇1
为采矿场井下凿岩钻机供风的GA250-8.5型固定式螺杆空压机, 运行时主机出口温度>110℃, 通过风扇散热, 大量热能未得到利用。余热利用系统通过PLC自动控制水位、水温, 通过控制散热风扇的启动和停止调节空压机出口温度, 空压机得到有效散热的同时, 余热满足了洗浴用水的温度要求和工作服装的快速风干。
(1) 系统组成。系统的热交换器是使用直径20 mm的软铜管紧凑缠绕于空压机主机出口管壁上, 再用保温材料密闭, 通过热传递使水温升高。2台1.5 k W (1用1备) 循环泵驱动水循环加热, 水位传感器H负责实时监测水箱的水位, 温度传感器T1、T2负责实时监测空压机主机口和热水温度, 保证水温在使用要求的范围内, 见图1。
(2) 程序控制。系统在保证空压机散热良好的情况下, 合理利用余热, 因此需要合理的控制程序。控制过程包括手动和自动, 手动主要方便调试和单独启停某个电机或电磁阀。启动自动运行, 程序检测空压机的运行状态。当空压机关闭时, 循环泵应该延时后停止运行, 因为主机口没有持续的热量, 继续循环水温也不会升高, 相反还会加快水温降低。为了避免散热风扇、水位电磁阀和循环泵的频繁启停, 主机温度温度T1、水温T2和水位H都设定上下限, 当主机温度T1大于上限时开启散热风扇, 小于下限温度时风扇停机;当水温T2大于上限时停循环泵, 小于下限时启动循环泵;当水位H小于下限时打开水位电磁阀, 大于上限时关闭水位开关。系统控制流程见图2, PLC梯形图见图3。
2. 应用效果
(1) 原系统把洗浴用水加热至60℃, 4台功率3 k W、容量80 L的电热水器处于常开状态, 每年用电6万k W·h;改造后, 由于循环水对空压机有冷却效果, 散热风扇开启次数减少, 每年节电折合人民币5万余元。
(2) 班衣房引入空压机热风后, 衣服两小时左右就能风干, 取缔了用电火炉烤衣服的方法, 给职工带来很大方便, 消除了安全隐患。
摘要：PLC自动控制系统水位、水温, 控制散热风扇的启动和停止以调节空压机出口温度, 保证空压机散热的同时, 运行中产生的热量得到有效利用。
空压机余热利用 篇2
1 螺杆式空压机余热回收原理
喷油螺杆风冷式空压机是目前市场占有率较高的一种空压机, 其喷油的主要作用是冷却吸收压缩热、密封和润滑。空压机工作时存在2个循环回路。
(1) 气路。
空气进入机头经过主机压缩并与冷却剂混合后, 由压缩腔从主机排气口排出。高温的压缩空气经过管路系统和油气分离系统, 温度降至允许范围, 再排到压缩空气管道被利用。
(2) 油路。
油气混合物由主机排气口排出后, 进入油气分离器, 对冷却剂和压缩空气进行分离, 然后经油冷却器将高温油冷却, 并通过相应的管路系统带走热量, 冷却后的油再经过油路系统重新喷回到主机, 完成冷却、润滑和密封等环节, 如此反复[2]。
喷油螺杆式空压机主机的排气温度范围为90~105 ℃, 经过冷却后重新回到主机的油温范围为60~70 ℃, 空压机的输入功率有85%转化成了热量。可通过相应手段回收被油冷却器带走的部分热量, 经实际项目计算得出, 回收的热量占机组总输入功率的60%以上。空压机余热利用的基本改造如图1所示。
对于煤矿而言, 矿用锅炉一年四季都在运行, 除采暖季以外, 锅炉的运行主要为工人洗浴服务。以250 kW空压机为例, 假设单台机组每天运行24 h, 平均加载率为95%, 则每台空压机每天最多可回收热量约12 311.427 375 MJ。若用这些热量给水加热, 以补水温度为15 ℃、热水温度50 ℃计算, 则每天可以提供的热水为84.03 m3。
2 项目概况
刘河煤矿是河南神火集团公司的下属矿井, 核定生产能力为45 万t/a, 共有5台空压机, 总装机容量为1 250 kW, 平时运行3~4台, 平均应用负荷在750~900 kW。矿井采用地面空压机房向井下集中供风的设备配置方式, 随着井下巷道的不断延伸, 空压机使用量越来越大, 且基本上24 h不间断运行。以刘河煤矿最小容量运行方式理论计算, 3台250 kW的空压机加载率均为95%, 利用回收余热每天可得50 ℃热水252 m3。空压机房至职工浴室距离为230 m, 这为余热回收用于工人洗浴提供了便利条件。
3 系统总体设计
供热源热量提供和用热端合理匹配是构成余热利用系统的2大核心部分。本次系统设计针对刘河煤矿5台空压机, 采用英格索兰余热回收利用技术, 将水加热后保存在蓄热水箱和保温水箱, 余热回收总体系统设计如图2所示。在职工浴室上部水箱 (供淋浴) 和浴池内安设液位及温度控制系统, 实现远距离自动控制, 一旦水箱及大池内水位、水温与设定参数不一致, 可自动开启保温水箱水泵, 自动补水、补热。
(1) 空压机的改造及用热不影响原来的运行参数和指标。
安装余热回收系统后, 空压机的控制、工作性能、操作维修方式均不变, 对空压机的正常运行没有影响。
(2) 余热控制系统实现热水与冷水的自动循环与转换。
在出水管上装设电动截止阀, 以防止单台空压机余热回收系统停机时发生冷却水反流。
(3) 完全实现自动控制。
系统使用西门子300PLC, 增加通信模块, 可与用户上位机实现通信传输;控制面板采用触摸屏液晶显示器, 方便操作;集控系统具备多点温度监测 (进出水温度、进出油温度、热能交换比、蓄热水箱水温、保温水箱水温) 、流量计量、能源回收在线统计及查询功能。
(4) 余热回收系统与空压机原冷却系统协调工作。
当余热回收系统不工作时, 空压机仍能依靠原有的冷却系统正常运行。
4 经济效益分析
(1) 余热回收系统每天可为刘河煤矿提供50 ℃热水252 m3, 包括160 m3的大池用水和92 m3的淋浴用水, 仅淋浴用水就可以满足1 000多人洗浴。全年回收热量折合标准煤460 t, 按800元/t计算, 可实现经济效益36.8万元。
(2) 节约了锅炉运行的成本。其中, 运行锅炉时每班需要6人, 每天3班共18人, 平均工资2 500元/月, 每年需要运行9个月, 则节约人工成本40.5万元;锅炉的运行成本还包括给煤系统, 送、引风机系统, 水处理系统, 灰渣清除系统等电耗和水耗。据统计, 这些成本每月10万元左右, 则每年可节约约90万元。
(3) 采用该余热回收系统后, 原来的5台空压机冷却系统停止运行即可保证水温不超过空压机的允许温度。冷却塔内通风机的功率为5.5 kW, 则每年节约费用约14.5万元。
根据以上计算, 余热回收系统替代锅炉运行后, 全年可实现经济效益约181.6万元。
5 结语
空压机余热回收节能系统充分利用现有设备资源, 为职工提供充足的洗浴热水, 可节约大量的标准煤, 降低设备维护检修成本, 减少资源浪费, 创造可观的经济效益。
根据煤矿生产能力、空压机使用量及工人数量的不同, 可灵活设计空压机余热回收节能系统。对于空压机数量较多的煤矿企业, 如果供热大于工人洗浴用热量, 还可用于冬季井口采暖。另外, 该系统与吸收式热泵一起组成的中央空调系统, 可用于办公和生活区域的夏季制冷, 这些都将大大节约能源。由此可见, 余热回收节能系统具有广阔的应用前景。
摘要：以螺杆式空压机输入能量转化原理为基础, 结合刘河煤矿的实际情况, 提出了将空压机余热回收用于工人洗浴的总体系统设计方案, 并指出了该系统应用于煤矿的优点及系统设计的关键点, 展望了该项技术在煤矿生产中的发展前景。
关键词：螺杆式空压机,余热回收,节能,HRS热能回收系统
参考文献
[1]朱立民, 闵圣恺.喷油螺杆空压机热回收节能实践[J].通用机械, 2009 (2) :79-81.
螺杆式空压机余热回收及节能分析 篇3
关键词：螺杆式空气压缩机；余热回收；节能分析
Waste Heat Recovery and Energy Efficient Analysis of Screw Air Compressors
Guo Zhongzhong
414509 Hunan HuangJinDong Mining Co.， Ltd Hunan Yueyang
Abstract：waste heat recovery of screw air compressor is Introduced， four aspects of waste heat recovery are emphatically analyzed， including significance， energy-efficient computing energy space and market prospect. Take a factory as an example， energy-efficient is computed.
Keywords：Screw Air Compressors；Waste Heat Recovery； Energy Conservation Analysis
引言
螺杆式空气压缩机在矿山上是一种很普及的供风设备，其特点是高性能、高效率、维护费用低，但是缺点之一就是很大部分能量被无可避免的转化成了废热而被浪费掉，而余热回收却刚好弥补了这一方面的缺陷，可谓变废为宝，成就了一个很有市场前景的新型项目。
1.空气压缩机热回收工作原理
螺杆式空压机在长期、连续的运行过程中，把电能转换为机械能，机械能转换为高压压缩空气。在机械能转换为高压压缩空气过程中，空压机螺杆的高速旋转产生的大量热量，经润滑油带出机体外，最后以风冷或水冷的形式把热量散发出去。空压机的润滑油温度通常在80℃（冬季）-97℃（夏秋季），这些热能都通过空压机的散热系统作为废热白白地排放到环境中。
螺杆式空气压缩机余热回收节能设备，采用冷热交换原理，将高温润滑油热量转换为55℃-75℃热水，从而解除了企业为解决员工生活热水及供暖系统所长期承受的经济负担。
按工程热力学理论分析，气体在等温压缩过程中，外界对气体的功将全部被转化为热量，图1所示的是喷油螺杆压缩机在工作时能量转化的分布比例以下。
压缩机在工作过程中所耗电能转变热量后大部分被压缩后的油气混合物带走，这些混合物经过分离，分别在各自的冷却器（油冷却和气冷却）中被冷却介质（水或空气）带走，白白浪费了，从理论上讲，除了4%损耗外，有93%的热量可以被回收。
2.空压机余热工程系统规划前后之对比
2.1 节能规划前，存以下能量浪费
（1）空压机所产生的高能量的热能白白浪费掉、无法合理利用；
（2）空压机因高温而引起的机油碳化，橡胶油管老化，轴油封漏油等一系列故障，带来的高成本的维修费，并且还影响生产。
2.2 节能规划后，从以下方面实现节能
（1）无运行成本： 不用烧油、不用耗电，完全利用螺杆空压机热能，同时散热风机很少运转，对空压机本身省电。
（2）低成本投入：安装余热回收设备后马上见效，无需再投入其它热水设备，投资回收期约一年。
2.3 无天气影响，只要空压机运行，即可供应免费无成本的热水。
2.4 改善空压机运行状况-安装余热回收设备后，可以大大的降低空压机的油温，提高产气率，延长空压机使用寿命，减少运行费用。（空气动力学家和空压机制造厂家给出厂机组额定的每分钟产气量m3/min是以80℃的温度测量定准的，温度每上升1℃，产气量就下降0.5%，温度越高，空压机效率越低）
2.5 符合环保要求-废热零排放，设备稳定，全自动运行，节能、环保、
3.余热回收的节能分析
以我公司湖南黄金洞矿业有限责任公司为例，我矿区选矿厂有两台SA-220A螺杆式空气压缩机（一备一用），下面我们就对其进行余热回收的所产生的效益来算一笔帐。该压风机额定功率为220KW，根据矿区实际生产情况，单台压缩机一年约有340天处于工作状态，每天工作时间约为20小时，其中包括加载时间约15小时，卸载时间5小时，而加载功率为220KW，卸载功率为加载功率*50%。根据权威测算，空压机压缩空气时可回收废热消耗的能量约占总功率的97%，浪费之巨大甚是让人乍舌，而若为其配置一台配套的单油路热回收机（回收率约为70%），以现今煤价1000元/吨，电费0.65元/Kwh为基准做以下计算。
其一：未配置热回收装置的SA-220A空压机每年因废热浪费的能量为Q1=（220*15+220*0.5*5）340*97%=1269730KWh=4571028MJ，而热能回收机每年能回收的热能Q2=Q1*70%=3197120MJ。而公司生活所用热水一般为燃煤锅炉所获取，一吨标准煤能产生的热量约为Q=29306MJ，而锅炉煤热利用率约为η=40%，热回收机所回收的热能相当于 Q2/（ηQ）=272.96吨，也就是说每年可以节约27.296万元燃煤费用。
其二：若采用了热回收装置，则可以取代压缩机7.5Kw的冷却风扇电机，一年则可以节约的电量为：340*20*7.5=51000KWh，也就是说这里可以节约3.3万元用电费用。
由上可知，单从节能方面余热回收项目每年就可以创造出30.596万元的效益，经济之可观可谓毋庸多言。
4.余热回收的应用范围
余热回收最常用的功能就是制取热水，能够利用压风机余热将普通水加温到55至75度，提供给人们生活用水所需。我司锅炉进水就取用余热回收后的热水，大大节约了煤的使用。
5.余热回收对空气压缩机的影响
5.1 保证机油温度恒定在一定范围，不易变质，润滑良好，设备磨损减小，可以延长寿命；
5.2压风机机温不高，延长空压机零部件的使用寿命；
5.3机房温度低，进气温度也降低，进气量増加，可提高产气率；
5.4机头运行温度低，增加了承载能力，延长了机头的使用寿命。
6.热回收原理图（单油路）
6.结语
结合热回收系统对原有的空气压缩系统进行改造，不但减少燃煤类燃料的消耗，还减少了燃煤等对大气的污染，将余热回收所制热的普通水用于锅炉进水预热、生活热水、生产厂房冬季取暖、生活区供暖等，可以取得很好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]徐树风，螺杆压缩机的能量回收[J]，流体机械，2000.10，35-36
[2]熊伟，冯全科，螺杆压缩机研究现状与热点[J]，流体机械，2005.33（3）：30-33
余热回收利用报告 篇4
11月1号有幸参加了“第八届余热回收利用研讨会”，通过参加此次研讨会了解了国内外在余热回收利用方面的新技术，其中一些技术已经用于实践生产，并取得了良好的经济效益，以下是本次报告主要的内容：
1、介绍余热综合利用的潜力及必要性；
2、介绍国内外关于钢厂余热回收利用的最新技术。
3、总结适用于我公司的余热再回收技术。
一、余热综合利用的潜力及必要性。
钢铁工业是能源消耗的大户，我国钢铁工业生产过程中的能源有效利用率仅为30%左右，能源使用效率的低下造成钢铁企业能源成本增加，产品竞争力下降。钢铁行业在生产过程中产生大量余热能源，吨钢产生的余热总量约占吨钢能耗的37%。
我国大型钢铁联合企业余热、余能资源的回收利用率约为30%-50%，但与国际先进水平相比仍有很大的差距。国际平均利用率达80%以上，我们的节能工作仍有很大的空间，大量的余热资源可以回收产生蒸汽，做好余热蒸汽的回收和科学利用可以使钢铁企业对一次能源的需求量减少约8%。
当前，在钢铁行业面临产能过剩、结构调整、资料能源成本和环保代价日益加大，回收余热、余能越来越受到关注，成为钢铁企业节能降耗、降低成本的重点。
二、现国内在余热回收方面的研究及应用于实际工业生产的最新技术。研究一：提高换热器的换热效率，改善换热器的换热结构及材质，使换热器能
够在更加恶劣的换热环境下使用。
在节能减排的新形势下天津大学朱教授发明了新一代高效节能平行流管壳式换热器，实现了换热器管/壳程空间可控的纯逆流，提高了总传热效率30%-60%,降低运行阻力20%-70%，大大降低了动力设备的能耗，节能15%-40%、节材20%-40%、节地30%-70%，此项研究成果已获得国家相关部门认可并已应用于实际生产当中。设计原理：传统管壳式换热器由折流板改变流体方向，通过冷热介质在管内外的换热，使工质达到冷却或加热的目的，而朱教授摒弃了这种以碰撞形式进行换热的方式，改变管子表面形状，优化换热器结构，使管内外流体形成纯逆流流动，这样大大降低了运行工质的阻力，使阻力仅为原来运行的40%-50%，达到节能的效果。
产品适用范围：
各种规格壳管式水冷冷凝器、壳管式干式蒸发器、低加、油冷却器和大型冷凝凝汽器。应用实例：
1、2、研究二: ORC有机工质余热回收利用技术
对于温度介于100至300℃的低温余热，除去少量可直接热利用之外，大部分很难得到有效的利用，近年来通过ORC来发电的方式，成为低温余热有效利用的主要或唯一途径。现在国内高校都在进行ORC的研究，而ORC的研究核心技术就是膨胀机的研究，因为传统汽轮机无法将低品位饱和蒸汽、热流体和工作在两相区工质内所蕴含的能量的利用。
国内ORC技术仍处在研究试验阶段，真正用于实践的是浙江开山压缩机有限股份公司引用国外技术研制的螺杆膨胀机，其发电原理如下：
以0.5mpa饱和蒸汽膨胀做功为例，0.5mpa的饱和蒸汽中有12.5%左右的压力能和87.5%左右的潜热组成，而对于传统凝气式汽轮机只能利用其热能中的压力能而无法利用其大量的潜热，而ORC技术很好的解决这个技术难题，有效的利用了低品质蒸汽的潜热。
以下是开山ORC发电技术在实际生产运行数据：
应用实例： 1、2、3、总之，螺杆膨胀机在余热回收利用中是一个比较有效的技术，通过有机工质的朗肯循环过程，能够将低品位的余热加以利用，以下是此循环的适用场合：
研究三：热泵技术
热泵实质上是一种热量提升装置，热泵的作用是从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热的对象（温度较高的物体），其工作原理与制冷机相同，都是按照逆卡诺循环工作的，所不同的只是工作温度范围不一样。热泵在工作时，把环境介质中贮存的能量QA在蒸发器中加以吸收；它本身消耗一部分能量，即压缩机耗电QB；通过工质循环系统在冷凝器中进行放热QC，QC=QA+QB，由此可以看出，热泵输出的能量为压缩机做的功QB和热泵从环境中吸收的热量QA；其制热系数为cop=QC / QB，可见cop值恒大于1。因此，采用热泵技术可以节约大量的电能。
现在国内热泵技术做的比较好的是天津大学张宇峰教授研制的高效热泵，其热泵最多能将水加热到110℃，对于110℃的压力水在工业生产也能有很大的用途，其热泵cop能够达到5，即使用1单位的高位能量，可以将4单位的低位能量加以利用。
循环原理如图：
实际应用：
在供热、空调行业用的较多，可以将高炉冲渣水的热量再回收用于供暖或发电。其有以下优点：高效、节能、环保、安全，无可燃、可爆气体，无电器推动元件，绝对安全；无任何废气、废水、废渣排放，绝对环保，热泵机组全年平均运行成本只需电直接加热的1/4，燃油、燃气加热的1/3~1/2。
研究
四、利用烟气余热对污泥的处理
经研究发现，污泥中含有大量的有机物，其发热量在1500—2500大卡之间，然而污泥中含水量较大，大多在90%以上，这时的混合物是不具有发热量的，只有将污泥中的水分降到30%以下时，才可以利用。浙江大学的翁教授，致力于污泥处理方面的研究，他研发了烟气干燥污泥的系统，他使用锅炉排放的120℃左右废烟气，烘干污泥，干化后的污泥可以作为锅炉的辅助燃料进行燃烧。
这项技术已在城市中的污泥水处理厂中得到推广，它投用后降低了污泥处理成本，回收的干化污泥再燃烧，降低了锅炉的燃料消耗。
研究
五、热管技术
热管的原理和特点：
1、热管是一种新型高效的传热元件，即在一个抽成真空的封闭的体系内，依赖装入内部的流体的相态变化（液态变为汽态和汽态变为液态）来传递热量的装置。
2、传热原理：热管放在热源部分的称之为蒸发段，放在冷却部分的称之为冷凝段，当蒸发段吸热把能量传递给工质后，工质吸热由液态变为汽态，发生相变，吸收汽化潜热。在馆内压差的作用下，汽体携带潜热由蒸发段流到冷凝段，把热量传递给管外的冷流体，放出凝结潜热，管内工质又由汽态凝结为液态，在重力作用下，又回到蒸发段，继续吸热汽化。如此周而复始，将热量不断的由热流体传给冷流体。如下图所示：
3、3、热管的特点： 金属、非金属材料本身的导热率取决于材料的导热系数、温度梯度，以金银为例，其值为415w/m*k，经测定，热管的导热系数是银的几百倍甚至上千倍，故热管有超导体之称。经过热管换热器进行交换的两种换热介质，中间由一块管板隔开，换热介质各走各的通道，运行中即使有个别换热管损坏，也不会造成两种换热介质相混，不必停车堵漏，因此，热管换热设备具有使用周期长、安全可靠的优点。
4、应用：
热管可以更高效的将热量提取出来，现代工业可以利用热管回收废烟气、热水中的热量，再将热量传递给其它工质，高效的利用工业生产中的余热资源。
研究
六、氟塑料烟气余热回收换热器
一、应用背景：
为了防止锅炉尾部受热面腐蚀和堵灰，标准状态排烟温度一般在135℃ ~ 150℃之间，冶炼炉烟气温度可达到 400℃ ~ 600℃，这样产生的高温烟气直接排放不但造成大量热能浪费，同时也污染环境。锅炉热损失诸多因素中，排烟损失占全部热损失的 70 ~ 80％，而排烟温度高则是排烟损失的最主要原因。一般情况下，排烟温度每降低10℃，排烟热损失减少 0.6% ~1.0%，相同负荷下省煤 1.2% ~2.4%，锅炉热效率提高 1%。因此，锅炉排烟是一个潜力很大的热力资源。
二、应用方向：
烟气余热的应用方向主要分为预热并干燥燃料、预热助燃空气、加热热网水、凝结水等。
三、，烟气余热回收换热器在应用的过程中，出现了诸多需要解决的问题：
1、换热材料的低温腐蚀问题。
锅炉尾部出口排烟温度过低会使换热器的壁温低于硫酸蒸汽的凝结点(称为酸露点)，引起金属换热管受热面的严重腐蚀。一般工程应用所选择的低温省煤器的最低壁温应超过烟气露点温度 10℃ 左右，从而达到防止低温结露腐蚀，从而导致金属材料的换热器只能回收约 120℃以上排烟温度的锅炉烟气，不能充分利用排烟余热，限制了低温省煤器的应用范围。
2、换热管的积灰问题。
烟气余热换热器由于工作温度低，烟气中SO2、SO3、HF 及 HCl 等成份会与表面的凝结积水混合并粘附在低温受热面表面，不仅污染传热管表面，影响传热效率，严重还会堵塞烟气流动通道，增加烟气流动阻力，甚至影响锅炉安全运行，而导致不得不停炉清灰。
3、换热管的磨损问题。燃煤锅炉烟气中含有大量的飞灰，换热器在这种工况下长时间工作，会产生磨损，以至损坏。金属烟气余热回收换热器低温腐蚀、磨损严重，从而严重影响使用寿命，长则一两年，短则不到半年。
四、氟塑料（PFAFEP）烟气余热回收换热器的应用 陕西瑞特热工机电设备科技有限公司生产的烟气余热回收换热设备分高温烟气余热回收换热器、中温烟气余热回收换热器、低温烟气余热回收换热器。高温烟气余热回收换热设器适用于烟气温度在220℃ ~ 420℃范围内，中温烟气余热回收换热设器适用于烟气温度在140℃~ 220℃范围内，低温烟气余热回收换热设器适用于烟气温度在 80℃ ~ 140℃范围内。
尤其是 PFAFEP 氟塑料烟气余热回收换热器具有明显的优势。“PFAFEP 氟塑料烟气余热回收换热器”选用美国杜邦 PFAFEP 氟塑料管束，采用德国先进的制作工艺加工而成。整套 PFAFEP 氟塑料烟气余热回收换热设备可以将烟气余热回收范围扩大到烟气酸露点以下，从而更充分地回收烟气余热。该设备具有耐高低温（-80℃ ~ 260℃）、极耐腐蚀、耐磨损、热效率高、热交换速度快、使用寿命长（5 年 ~ 8 年）、节能降耗、二次除尘净化烟气、环保等特点。
三、适用于我公司的余热再回收技术。
余热利用分为2个过程：（1）通过换热器将废气、废水中的余热提取出来。（2）将提取出来的低品位的水或蒸汽，通过膨胀机做功用于发电或驱动设备，或者直接利用这些低品位的能源供热或用于工业生产。
以下是钢铁生产的余热资源分布图：
我公司完全可以利用以上介绍的技术，对整个公司进行整体的节能改造：
1、通过换热器回收锅炉、烧结、加热炉的废烟气中的热量，在通过ORC螺杆膨胀机将废热做功发电。
2、回收一些工业排放的热水，通过热泵轻微的加热，就可以再利用，大大减少了，能源的消耗。
3、通过废水污泥干化技术可以充分的利用污泥中的热量，并降低了环境的污染。
4、利用新型的换热器，更换现有的换热器，提高换热效率并降低管道阻力，节省电耗。
空压站余热回收热泵机组显效 篇5
空压站运行时会产生大量热能, 这些热能需经冷却塔后释放到大气中, 造成浪费。上海外高桥造船有限公司生活热水加热系统原采用蒸汽盘管入水箱直接加热, 换热效率比较低。为了节能, 需对空压站废热进行回收, 用于生活热水的加热。
二、设计要求
(1) 余热回收系统设计以空压站循环冷却水为热源 (夏季温度在32℃, 冬季温度在28℃) , 以水源热泵为换热装置, 配以循环泵组和管路组成加热系统。
(2) 系统水源热泵的选型及容量按照8h加热完成100t热水进行设计选型。
(3) 系统设计配套1个中央热水箱 (容水100t) , 储备系统预热的热水温度60℃。水箱材质为不锈钢, 保温层为聚氨酯整体发泡。
(4) 预热水储存在中央热水箱中, 经变频泵组加压后通过热水管道送至原供热水箱。
(5) 系统热媒水管道为无缝钢管。
(6) 热泵至中央水箱、中央水箱至热水管道材质均为内衬塑钢制管道, 设计热水管道热水温度应高于60℃, 所有供热水管道采用铝皮外保温, 内保温材料为聚氨酯整体发泡。
(7) 系统控制系统应能实现自动运行, 包括液位自动控制、压力自动控制和温度自动控制等。
三、系统原理图 (图1)
四、改造方案
项目通过安装水源热泵系统, 将空压站的冷却循环水作为热源, 以水源热泵为换热装置, 配以循环泵组和管路组成加热系统。加热系统和中央热水箱安装在空压站外绿化带上。加热系统由3个小系统组成, 即热泵加热系统、补水系统、供水系统。整个系统为自动运行。
热泵加热系统由水箱、循环泵、空气源热泵热水器 (以下简称“主机”) 3大部分组成, 受主控柜控制。当系统检测到水箱水位低时给主机开关信号, 主机接到开机信号后命令循环泵工作, 加热水箱里的水, 当控制系统检测到水箱水位和温度达标后, 自动停止运行, 进入待机状态。
补水系统由液位检测器、液位控制器、电动阀3部分组成, 系统同时设有强行补水和补水旁通管道, 以备应急使用。
工作过程:空压站循环水通过加压泵组连接到水源热泵进水口, 热泵出水送到空压站冷却水池, 加压泵组安装在原空压站砂虑装置平台上。预热水储存在中央热水箱中, 经变频泵组加压后送至生产辅助楼的原供热水箱。原热水箱进出口之间分别都增加旁路, 以实现两种供水方式: (1) 输送至原热水箱, 由原热水箱流向浴室供水; (2) 可通过水箱旁路以变频泵压力直接向浴室供水。原热水箱下游的配水管网不变。加热设备通过夜间低谷电段加热生活热水, 以降低成本。
五、经济效益分析
1. 能耗计算
(1) 热泵系统。实际每天运行时间6.9h, 实际每天耗电量1 055k W·h。
(2) 蒸汽系统。实际每天耗气量8.25t, 蒸汽全年运行耗气量3 011t。
2. 能耗对比 (表1)
根据表1计算, 使用热泵余热回收系统与原系统相比, 每年可节约费用41万元, 2年多就可收回改造项目的投资。
六、实际效果