空压站余热回收 热泵机组显效

李冬云，方 哲 ，黄晓明

（上海外高桥造船有限公司工务保障部，上海 2 00137）

一、改造前状况

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)

图1 原理图

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 055kW·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)

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

改造前全年蒸汽耗量2 310t，年能耗费用为55万元。余热回收项目实施后，系统全年耗电量为29 200kW·h，年能耗费用为23万元，年节约能耗费用32万元。目前使用效果良好，完全达到预期目的。