1、無油空壓機冷卻工作原理

 

　　【壓縮機網】空氣通過過濾器進入第一級低壓轉子的加壓和中間冷卻器冷卻，再通過管路系統進入第二級高壓轉子的加壓和后冷卻器冷卻，使高油的壓縮空氣降低到可接受的程度。外界的冷卻水進入后冷卻器、中間冷卻器和油冷卻器，冷卻高溫壓縮空氣和高溫油。油通過管路系統冷卻低壓轉子和高壓轉子，高溫油進入油冷卻器冷卻后，在內部循環使用。對于空壓機空氣經過第二級高壓轉子的壓縮，一般可以達到180℃～190℃的溫度，經過冷卻后，壓縮空氣溫度一般控制在40℃～45℃進入干燥機干燥，空壓機的輸入功率大約有90%（大部分為軸功率）是作為熱量通過冷卻器帶走，消耗在環境中的。

 

　　2、現狀分析

 

　　2.1 空壓機系統現狀分析

 

　　2臺ZR200回收熱水情況。

 

　　ZR200熱能回收分析：

 

　　回收的效率為85%，加載率為90%，則該2臺ZR200空壓機滿負荷運行20小時可供每天回收的熱量為：

 

　　6120kWH（400×85%×90%×20=6120kWH.）。

 

　　2.2 用熱系統現狀分析

 

　　①冬季。取暖應用+洗澡水=綜合應用

 

　　a.取暖應用

 

　　冬季取暖管道回水溫度為50度左右，進水溫度為65度左右，空壓機可回收溫度：最高90度，空壓機允許冷卻進水溫度最高35度。空壓機熱能回收加熱取暖出水溫度高于65度（可到90度），回水溫度低于35度，90%加載、回收85%。熱能回收水每天循環量=174.86噸。400*0.85*0.9*3.6/4.2/（65-35）*20=174.86噸。

 

　　每小時可用采暖熱量=174.86*1.17/24*（65-50）=153.44kW。

 

　　（冬季供暖要求出水溫度65度，回水溫度50度。）可用采暖面積為：153.44/0.12=1278。（根據暖通規定采暖面積 按照120W/計算）。

 

　　每天用于取暖的熱量為：

 

　　3068.8kWH.（153.44*20=3068.8kWH）

 

　　3068.8kWH相當于11047兆焦

 

　　180噸蒸汽的熱值為：2520兆焦/噸

 

　　每天折合節省蒸汽為：5.5噸。（蒸汽80%的熱效率利用計算）

 

　　蒸汽按照250元/噸，每天則可以節省：1375元。

 

　　130天取暖計算，一個冬季則可以取暖節省178750元。

 

　　b.洗澡應用

 

　　自來水冬季溫度約為0度，需要加熱到50度供工人洗澡。

 

　　經過取暖加熱后，空壓機熱水回收的溫度約為50-55度左右，可把洗澡水加熱到45度。

 

　　2臺ZR200空壓機每小時可回收熱量：306kWH（400*0.85*0.9=306）

 

　　取暖每小時用掉：153.44kWH

 

　　每小時可用于洗澡水加熱的熱量為：152kWH。

 

　　洗澡水從0度到45度每天可以加熱量為：2.9噸/小時。

 

　　全天可以生產加熱洗澡水為：58噸/天（2.9*20）

 

　　冬季加熱洗澡水可以節省蒸汽：5.5噸。

 

　　一個取暖冬季綜合應用每天可以節省蒸汽：11噸。

 

　　一個取暖冬季綜合應用可以節省蒸汽：357500元。（130天計算）

 

　　冬季熱量用于取暖和洗澡應用，洗澡水箱加熱完畢后，全部熱量用于取暖應用。

 

　　②其余季節 洗澡水=綜合應用

 

　　洗澡應用

 

　　自來水溫度約為15度，需要加熱到50度供工人洗澡。

 

　　2臺ZR200空壓機每小時可回收熱量：306kWH （400*0.85*0.9=306）

 

　　洗澡水從15度到50度熱水量為：7.5噸/小時。

 

　　全天可以生產加熱洗澡水為：150噸/天（7.5*20）

 

　　其余季節關閉取暖系統，滿足洗澡系統的應用。

 

　　其余季節（200天計算）如果熱量全部利用，則可以節省蒸汽：2200噸。（200*11）節省蒸汽：550000元。

 

　　③全年節省費用計算：

 

　　2臺ZR200熱能全部利用，全年可以節省蒸汽：907500元。

 

　　④冷卻補充水夏季可大大降低，按照每天減少30噸補充量，每噸1.5元，150天計算可節省：30×150×1.5=6750元。

 

　　⑤總計可節省費用：

 

　　空壓機熱量應用+冷卻水減少量=91.3萬元。

 

　　3、改造方案

 

　　此次改造的主要內容：空壓機提供優質的熱源，通過改造和控制使之出口水溫度達到要求溫度，改造空壓機內部冷卻水系統，循環泵系統，熱交換系統。

 

　　空壓機經過改造后，熱能通過熱能輸出模塊C進行輸出，當外部不用熱量時，通過備用冷卻水（原冷水塔的水）進行散熱，保證空壓機的正常運行。空壓機的空氣出口溫度經過再加的后冷器A進行降溫，保證空氣出口溫度達到干燥機的入口要求。當空壓機開時，相應的電動閥DF開啟，提取熱量。空壓機關閉時，相應的DF關閉但留10%的開度，保證空壓機的余熱散發。洗澡換熱應用，洗澡水箱和洗澡的板式換熱器F1換熱，出口溫度由J1進行控制，當水箱內的溫度達到要求時，水泵組G1停止運行。洗澡應用，洗澡前15分鐘，回水電子閥門H2開啟，定壓水泵G3運行，把管道內的水預熱。回水電子閥門H2在15分鐘延時后關閉，洗澡進行，洗澡完畢定壓水泵G3關閉。洗澡水箱內的水位降到一定的比例時，補水電子閥門H1開啟，也可手動補水。軟水箱加熱，軟水箱的水由原先的水泵到達F2換熱器后，流回軟水箱。當軟水箱的水溫達到一定的溫度時，溫控電子閥門H2關閉。冬季取暖時，關閉取軟水箱的閥門，打開G2水泵，把取暖的回水到換熱器F1進行加熱，溫度由溫控閥門J2進行控制，然后再回到取暖的回水管路上。

 

　　空氣壓縮機是目前市場上普遍使用的一種動力設備，只需進行適當的改造，可以提供品位較高的熱源，用于鍋爐進水預熱、生活熱水、空調供熱等。在保證熱回收效率最大化的同時，也使設備的油溫控制在正常合理的范圍，保障了設備的正常運行，對空壓機不會產生任何負面影響。

 

　　參考文獻

　　[1]張瑋，李廣華.空壓機熱能回收與應用的探討[J].科技創新與應用，2013（13）.

　　[2]張瑋，李廣華.空氣壓縮機熱能回收改造分析與應用[J].硅谷，2013（04）.

　　[3]葉聿漳.空壓機熱能回收器的應用[J].能源與環境，2012（06）.