空压机余热回收利用技术研究

石翔宇

摘要：空气压缩机在工作过程中所耗电能转变成热量后，大部分被压缩后的油气混合物带走。分别在各自的冷却器（油冷却器和气冷却器）中被冷却介质（水或空气）带走，热量白白地浪费了，除了2%的辐射热量和4%的势能不能回收外，其余94%的热量均可以被回收利用。

关键词：空压机;余热

一、空压机余热回收利用的优点

1、 零运行成本、不需要能源输入就可以产生热水：

2 、可以减少空压机原冷却系统和冷却运行设备、运行成本;

3 、不受天气等其他因素影响，空压机运行就有热水;

4 、可以改善空压机运行状况，降低故障率，延长空压机使用寿命;

5、 符合国家节能环保要求，是国家政策鼓励的节能减排项目，有专项奖励。

二、工程概况

1、现状

公司现有8台螺杆空压机，分别为（表1）：

目前空压机冷却方式为水冷却，冷却水在冷却塔冷却后循环重复利用。

2、热能回收系统制作

对空压机房3台320KW螺杆空压机及一台250KW变频螺杆空压机各制作一套热能回收热水系统，以现行使用的空压机为例空压机使用情况如（表2）：

2.1设计温度范围：

出水温度55℃±5℃

2.2热水产量计算

空压机的热水产量Q水 （m3/H）= 机组热负荷（KW/H）×3600千焦耳÷水的比热容4.2千焦耳‰÷水的温升At×热效率V%。

Q水m3/H = KW/H×3600÷4.2‰÷At×V%

1）水的比热容是4.2×103焦/千克·摄氏度，

2）1千瓦·时（kW·h）=3.6*106焦耳

设定设备加载率为85%，回收的效率80%，则该套空压机满负荷运行每天可回收的能量为：

18800KW.H * 85% * 80%  = 12784KWH

折合热量为：12784 KWH÷11.6=1102（万大卡）利用该热量（1KWH=860大卡）

1立方水从0度热到55度所需热能为：

Q=CM（T2-T1）

=1 * 1000 *（55-20）

=35000卡

≈3.5（万大卡）

1102（万大卡）÷ 3.5（万大卡）=314吨

折合成蒸汽为

12784KW.H÷11.6=1102（万大卡）

1102（万大卡）÷ 60（万大卡）=18吨（蒸汽）

即：

1） 系统改造后每天可产55℃热水314吨;

2） 相当于每工作日可节约蒸汽使用18吨;

3）当回水温度升高时，产水量也会同比增加。

2.3热水用途

1） 在冬季将55℃热水通过辅助加热到85℃后管道输送到配件公司厂房取暖，可以使厂房内室温达到11℃以上，满足精加工设备对环境温度的要求;

2） 在夏季将55℃热水通过管道直接输送到公司内11个浴室及长江公司常州分公司台车、钢结构2个浴室（按吨位收取热水费），供职工洗澡（公司每工作日浴室洗澡55℃热水量200吨，长江公司55℃热水量100吨，产量满足需量要求）;

3） 在其它季节，将55℃热水通过辅助加热到75℃后管道输送到公司内11个浴室及长江公司常州分公司2个浴室（按吨位收取热水费），供职工洗澡;

4） 冬季浴室用水继续由外购热水供应。

三、投资规模

四、经济效益分析

通过以上分析，按蒸汽使用核算经济效益，空压机余热回收利用系统的实施，公司每年可节约蒸汽使用18吨/天×300天×200元/吨=108万元，去除项目运行人工费用、维修费用等10万元，年节约98万元。项目总投资需300万（包括余热回收系统、辅助加热系统、控制系统和管道输送系统、浴室改造），投资回收期300/98=3.06年。

空压机余热回收利用是国家鼓励的节能减排和绿色发展项目，同时可以得到政府补贴和优惠，也可减轻蒸汽限供对公司生产造成的影响程度。

通过空压机余热回收利用项目的实施，同时可以对公司浴室设施加以整修，达到整齐、清洁、完整的效果，进一步提升公司现场管理的水平和员工的作业环境。

五、投资模式

1、公司直接投资。

需投资300万元，包括余热回收系统、辅助加热系统、控制系统和管道输送系统、浴室改造等，年可节约费用98万元，投资回收期3.06年;

优点：具有明显的经济效益和社会效益，可以减少蒸汽限供的影响程度

缺点：投资数额较大

2、 合同能源管理模式。

所有投资（不包括浴室改造）、运行、维护均由能源投资公司负责，对生产的热水双方按比例分成，预计按20%（公司）：80%分成，合同期8年。公司平均每年经济效益为：98万元×20%=19.6万元。能源投资公司平均每年经济效益为：98万元×80%=78.4万元。

优点：公司不用投资就可取得较大的经济效益和社会效益。

缺点：大部分收益由能源投资公司享受，同时公司必须对产生的热水全量使用，没有调节的余地，如果不能全部使用就达不到预期的经济效果。

六、 结束语

空压机余热回收系统的设计技术成熟稳定，改造简单易操作，控制完全自动化，回收节能效果显著，因此可推廣应用，必将为企业带来可观的经济效益和社会效益。

参考文献

[1] 陆爱军，陈慈平，钱进 空压机余热应用实例[J].上海节能，2011，（8）：27-30.

[2] 岑曦.空气压缩机热能回收系统的开发[D].上海：上海交通大学，2010.