工业空压机余热回收与利用研究.docx

          工业空压机余热回收与利用研究                    【摘要】工业用空压机在工作运转过程中，把绝大部分的电能转换为机械能，机械能转换为热能，而最终的废热被排放处理，势必会造成环境污染本文根据空压机的工作原理，通过自行设计反复实践，安装、调试完成了空压机余热回收系统，达到了空压机安全运行，最大取热，简易维修和长久使用的效果，解决能源浪费的问题关键词】空压机;交换器;余热回收;热能一、空压机余热能耗概况  空压机余热的产生原理是：空气通过进气过滤器将大气中的灰尘或杂质滤除后，由进气控制阀进入压缩机主机，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腔排入油气分离罐，从而分别得到高温高压的油、气由于机器工作温度的要求，这些高温高压的油、气必须送入各自的冷却系统，其中压缩空气经冷却器冷却后，最后送入使用系统；而高温高压的润滑油经冷却器冷却后，返回油路进入下一轮循环因此，空压机运转消耗的电能，仅有15%的能量转换为空气势能用于做功，其余85%的能量转换为热能，热能中的2%辐射到环境中，4%在压缩空气中损失，9%在电机散失，13%存在后冷却系统，72%存在于油冷却系统。

大部分可以进行回收的热量主要存在于后两部分，从而得出电机输入功率的70%左右热量可以进行余热回收在以上过程中，高温高压的油、气所携带的热量大致相当于空气压缩机功率的1/4，其温度通常在80℃—100℃之间空压机通过其自身的散热系统来给高温高压的油、气降温的过程中，大量的热能就被无端的浪费了二、余热回收利用工程技术 一是将空压机的冷却油或高温气体接入换热设备，通过同水的换热将空压机产生的热量回收并产生热水二是用于循环加热、冷水补充到水箱内，同余热回收设备进行循环加热当温度达到设定温度时，再由供水泵泵到远处用水点用水处的水位再加装一个全自动水位控制器当水位低于下水位时，电磁阀接通，为供水处补水当水位浮标达到要求时，电磁阀关闭，停止上水三是供水箱设计当循环加热水箱内水位达到设定温度时，供水泵开始工作（供水位如未达上水位，循环加热水箱便未达下水位），将加热过的热水泵到储水箱中，以便员工使用空压机余热回收利用换热器设计参数为：设计耐热温度：油/气侧：120℃；水侧：100℃；设计水温热度：冬季≥50℃，夏季≥60℃；设计运行耐压：油/气侧：10.0kg/cm2；水侧：22.0kg/cm2；设计试验压力：油/气侧：20.0kg/cm2；水侧：33.0kg/cm2。

1）安装完成后部分冷却液流入换热器及管道中，液位下降，为保证主机正常工作需补充约43L冷却液2）换热器前温度控制阀设置温度以略低于空压机温度控制阀设置温度，一般以80℃为宜，设置温度过高，高于空压机温度控制阀设置温度，则水路完全断开，冷却液全部由空冷通过，该装置则失去意义；若设置太低，则在循环冷却水水温未升至合适温度时，冷却液温度降低过多，油气桶内冷却液温度过低，吸入空压机内部的水蒸汽温度过低，则部分冷凝、集聚至油气桶底部，这样冷却液就失去润滑主机的作用，将损坏主机3）更换空压机时，注意油路阀门的开闭若未打开工作中空压机油路阀门，则油路不通，主机就失去了润滑和冷却作用，将酿成事故；若未关闭停机中空压机油路阀门，则冷却液在压力作用下，全部压至关闭空压机油气桶内，甚至从关闭空压机空滤处溢出，且工作中空压机将失去润滑和冷却作用，酿成事故三、余热回收利用特点和优势 1、特点：一是空压机原有冷却系统与余热利用技术是两套完全独立的系统，使用方无须担心由于系统的原因而影响空压机的运行两套系统的切换由电磁阀控制，在余热利用系统未启用时，空压机使用机身自带冷却系统；当余热利用系统启动时，电磁阀自动切换至余热利用系统；当系统出现故障时，切断系统电源，即可使用空压机原有冷却系统。

二是在保温水箱未满时，使用自来水水压供水，只有在水箱满水时，才启用循环水泵，可最大限度节约能源三是全自动控制系统，无需人为操作，控制系统会根据温度、水位的情况做出判断，自行决定换热方式以及空压机的冷却方式2、优势：一是安全、卫生、方便无污染、一氧化碳、二氧化硫、黑烟和噪音、油污对大气环境的污染一旦安装投入使用，只要空压机在运行，企业职员就随时可以提取到热水使用，不必定时定量供应，系统较大的企业还可以满足企业职员在冬季使用热水同时管道开闭由温度控制阀控制，不需要操作人员就可以正常使用正常温度控制阀开闭温度设定后，基本不需要维护检修二是提高空压机的运行效率，实现空压机的经济运转可以提高产生气量8%，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，是以80℃的温度测量定准的由于产量的提高，供气系统的气压也相应提高，自动化设备中的气动元件，因为气压的升高，气动元件的动作次数也会提高，使生产线的产量也跟着提升气动元件的动作灵敏、稳定，对其生产线的产品质量也提供了可靠保证三是提高空压机的使用寿命空压机工作温度的降低，减少了机器的故障，延长了设备的使用寿命，降低了维修成本，增大了机油、机油隔、油/气分离器更换时限，相应延长了设备的更换期限。

也减少生产中因空压机停机造成的生产损失以及潜在的设备事故四是经济实用，运行可靠安装一台55KW/75PH，有800—1000人用水的空压机上，一年的直接经济效益超过18万元产生的热水供给浴室，可供员工24h使用；夏季取消了锅炉及锅炉工，降低煤耗，冬季能供给暖气，节省大量燃煤，年节约燃煤约350t，仅此一项就可以节约资金30余万元；另外取消锅炉工3名，每年可节约人工工资7万多元节约大量资源、能源，具有良好的经济效益减少废气排放，保护环境，社会效益良好四、结论经过不断实验和改进，将原有的空压机进行了设置改良，不仅极大地减少了更新费，还增强了余热回收和利用的机率，达到了空压机安全运行、最大取热、增加利用和处长使用的目的参考文献：1.空压机余热回收再利用设计与效益分析，李亚军、张士柯，《工业技术》2015年第6期；2.空压机能量系统简介，唐超，《中国科技纵横》2016年第10期  -全文完-。