空压机余热回收不仅仅是节能【案例分析】

目前空压机余热回收广泛应用于采矿、纺织、医药、电子元件制造、汽车制造、印钞等，应用行业没有限制，市场非常广阔。在了解本次两个案例之前我们可以对其原理及存在问题进行简单了解，方便我们更加深入的理解案例。

 

根据喷油螺杆式空压机原理及空压机运行规律，空压机润滑油在喷油螺杆式空压机中有润滑、冷却、密封三大作用及功能。这三大功能的正常发挥，是空压机正常运行的核心保证。

 

 

为保证空压机润滑油三大功能正常发挥，空压机运行工作温度有一合理、最佳温度范围：60℃～85℃。如果空压机工作超过85℃，则空压机机油有老化、结焦趋向，润滑效果降低，密封效果变差，从而导致空压机故障，影响空压机正常运行；而当空压机工作温度低于60℃时，压缩空气中的水分有凝结于润滑中的趋向，润滑油中的水份使油品乳化变质，润滑效果变差，影响空压机的正常运行。因此，在空压机工作温度合理范围内，工作温度相对趋定，有利于空压机趋定运行，有利于延长空压机的使用寿命。

 

另外，多数空压机制造厂家出厂机组设定风扇运转温度为85℃启动，风扇运转温度为75℃停止。螺杆空压机的产气量会随着机组运行温度的升高而降低。在实际使用中，空压机的机械效率不会稳定在80℃标定的产气量上工作。温度每上升1℃，产气量就下降0.5%；温度升高10℃，产气量就下降5%。一般风冷散热的空压机都在88—96℃间运行，其降幅在4—8%，夏天更甚。

 

因此，热能利用改造后，若使空压机组排气运行温度和油温均控制在最佳温度范围以内，降低螺杆空压机散热风扇运转时间，可节约电能，同时，能更好的保证出气量。

 

为了充分利用螺杆式空压机所产生的余热, 笔者公司提供了一种余热利用技术，利用该技术对螺杆式空气压缩机所产生的高温油进行冷却，不仅可以提高空气压缩机的产气效率，而且可使用户企业获得生产和生活所需的热水，严冬可加热到≥50℃，夏秋季节≥60℃，从而解决了企业主为福利生活热水长期支付的沉重负担。

 

从简单层面理解，目前最为明显的好处就是空压机的高温解决和节能效益，所以我们今天就主要摘取了这两种情况的客户案例供大家参考。

 

1

空压机温度过高问题

 

客户案例1

客户2015年开始试生产，由于工期紧张，在空压机散热管道未安装的情况下开机生产，造成空压机房室温高于50℃，空压机频频跳停，岗位人员须密切注意空压机运行情况，严防酿成生产事故。

 

后来为了改善生产，利用停机间隙安装散热管道，但由于设计不太合理，散热管道出口未开在屋顶而开在侧面墙上，并且5台空压机只预留4个散热出口，做不到每台空压机一个散热出口。为了方便安装散热管道，用户决定串联所有散热出口。安装后再次开机运行，空压机房室温仍旧居高不下，检查发现整个散热管道温度都较高，在空压机房室内形成了一个大大的暖气管道，使整个空压机房温度依旧偏高，高温问题仍旧存在。

 

此后决定封堵空压机串联部分散热管道，使运行的空压机每个都单独散热。利用停机时间在串联管道中加入挡板，隔开该部分散热管道。

 

这在实际运行中起到一定的效果，但随之而来出现了新的问题。由于只有4个散热出口而有5台空压机，势必有两台空压机共用一个散热管道，若该两台空压机同时运转，依旧会造成空压机温度高而跳停；另外，散热管道在侧面墙上，未充分利用热空气上升的特性，且管道较长，给空压机顶部散热风机造成很大负担。主要原因是热空气温度较高、散热管道较长，散热风机在推着热空气排出室内时工况不良，时常导致风机跳停，进而使空压机跳停。

 

在了解了余热回收装置之后，该用户迅速采购了一批回收装置，彻底解决了温度过高而导致的跳停问题。

 

2

节能效益分析

 

客户案例2

项目概况：我们通过现场勘察了解到，其厂区目前有1台110kW空压机，每天开机时间24h。预计加载率100%。

 

空压机在夏季的时候容易出现高温故障报警，从而导致空压机油品出现变质情况，增加保养频率，无形中给企业增加维保成本。

 

结合实际情况，本工程用1台空压机余热回收装置生产免费热水，供企业生产工艺使用。

 

设计流程图如下：

 

油管路改造：润滑油在气油分离器中分离后，将高温的润滑油经过管道引出，进入到换热设备内。在换热设备内，与水换热后，再由管道引出。为保证空压机的运行稳定，避免因换热设备维护检修等问题，在设计过程中，另外再设计一条回路即旁通，直接将高温油连接到换热设备的回油端。

 

节能效益分析：

（1）加载率按100%估算

（2）运行时间按每天24个小时

（3）废热可回收效率按65％保守估算

全年平均进水温度10℃，出水温度30℃

 

计算可利用量：

 

1台空压机每小时可回收的功率为：

P1=110kW×n1×n2

=110kW×65％×100％

≈71.5kW/H

 

备注：1台110kW空压机加载率100%的工况下每小时可回收功率为71.5kW，可回收功率由空压机实际运行情况决定。

 

每天运行时间24h，可回收功率为:

P1n=p1×24

=71.5kW×24

=1716kW

 

电能转化为热能：1kW=860kcal

 

则1台110kW空压机每天可回收热量：

Q1=P1n×860kcal

=1716kW×860kcal

=1475760kcal

 

根据热量计算公式：

1吨10℃的水升温到30℃水需要热量：

Qn=CM（T2-T1）

=1kcal/kg/℃×1000kg×(30℃-10℃)

=20000kcal

 

则1台110kW空压机热回收机每天回收的热量可产升温30℃的热水为：

T=Q1/Qn

=1475760kcal÷20000kcal

≈73吨

 

综上计算可知：1台110kW空压机加载率100%工况下24小时可生产温升30℃热水约为73T。

注：以上产水量条件是额定压力下，油温75度-90度之间，若油温偏低，产水量有误差。

 

 

由上表对比，我们可以明确看出节能改造给用户带来的巨大效益。在新形势下，国家对节能减排与环境保护的要求日益增加，要想达到节能减排、保护生态环境的要求，必须从环境保护、节约能源，从不同的行业入手，建立节约型社会。而空压机改造项目节能效果非常明显，不消耗任何能源，不耗电，不烧油，零损耗。既满足国家保护生态环境的要求，又为企业节省了大量能源费用。