螺杆式空压机余热利用技术简介

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螺杆式空压机余热利用技术简介

如今，节能被提到一个相当重要的高度，有人甚至把节能称为“第二能源”。企业实施节能改进,不仅可以缓解政府能源供应和建设压力，减少废气污染保护环境，更重要的是可以让企业降低能耗，减少企业自身运营成本。本着此目的，我公司着力于企业的能耗研究，并针对螺杆式空压机运行过程中存在的热量浪费现象，开发出了专用的螺杆式空压机余热利用装置，可用于企业员工福利生活热水加热或企业生产需要流体预热等领域，不需要运行费用，一次投资，受惠无穷。

一、技术背景

现行螺杆式空气压缩机的工作流程如下：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。

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。螺杆式空气压缩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。

为了充分利用螺杆式空压机所产生的余热, 本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高压的气体进行冷却，不仅可以提高空气压缩机的产气效率，而且可使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≥65℃，从而解决了企业主为福利生活热水长期经济支付的沉重负担。

现行企业的生活热水大多都采用燃油锅炉供应热水，而且必须是限量定时供给。从调查三十几家企业的供水资料显示：就是采用节能型的燃油锅炉烧水，人均每天的热水费用是：冬天0.8元/人，夏天0.5元/人，平均为：0.65元/人，月支付19.5元/人，一名职员的年供热费用是：234.00元/人，一个1000人的企业光热水一项经济支付就达234000元。使用我们的余热利用装置，就可以得到方便可观的经济实用价值。

表一  空压机热泵与燃油锅炉的经济价值比较（1000人用水企业）

供热方式	节能环保性	一年运行费用	管理维护费用	供热程度	总开支
空压机热泵	节能环保安全	无运行费用	清洗费300	不限量不定时	300
燃油锅炉	燃油污染环境	234000	8000	限量、定时	242000

二、技术方案简介

1、换热器设计参数

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

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℃

2、换热器集热集热效应表

表二  换热器集热效应表

空压机功率KW	集热量Kcai/H	热负荷KW	油/气流量L/min	热水产量L/min
15	15000	17	40	10/5
22	22000	25	58	14/7
30	30000	34	80	20/10
37	37000	42	98	24/12
45	45000	52	120	30/15
55	55000	63	146	36/18
75	75000	86	200	50/25

3、余热利用系统特点简要介绍：

（1）、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，使用企业无须担心由于我方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；当我方系统出现故障时，切断我方系统电源，即可使用空压机原有冷却系统。

（2）、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。

（3）、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。

三、本余热利用系统优点

1、安全、卫生、方便

螺杆空压机余热利用装置与燃油锅炉比较，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来活泼衣服、被褥。为创建资源节约型环境友好型企业奠定基础。

2、提高空压机的运行效率，实现空压机的经济运转

安装螺杆空压机余热利用装置的空压机组，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/min是以80℃的温度测量定准的。

螺杆空压机的产气量m3/min会随着机组运行温度的升高而降低，当然，空压机的机械效率肯定不会稳定在以80℃标定的产气量上工作。它的反比程度是：温度每上升1℃，产气量就下降0.5%，温度升高10℃，产气量就降5%。一般风冷散热的空压机都在88—96℃间运行，其降幅都在4—8%，夏天更甚。空压机余热利用装置足可以使空压机温度降8—12℃，为此它的经济效益就更显著了。下表体现8.0kg/cm2工作压力下，80→90℃日产气经济性能比较：

表三  空压机不同温度下的产气率与经济效益

气泵功率    KW/PH	80℃产气m3/min    90℃产气m3/min	±M3/H	±M3/24H	KWH/天	0.65元/KWH    电费（元）/天
15/20	2.30/2.185	6.5	156.0	17.0	11.05
22/30	3.4/3.23	10.2	245.0	26.0	16.9
30/40	5.0/4.75	15.0	360.0	36.0	23.4
37/50	6.0/5.7	18.0	432.0	44.4	28.86
45/60	7.1/6.74	21.3	510.0	53.8	34.97
55/75	10.0/9.5	30.0	720.0	66.0	42.9
75/100	12.0/11.4	36.0	864.0	90.0	58.5

一台55KW/75HP的空压机,在90℃温度中运行一天就少产气720 m3，产出720 m38..0KG/ cm2高压气体55KW/75PH机组1.2小时才能完成，需要66KWH的电能，按0.65元/KWH一天多耗电能就是42.9元/天，一个月1287元，一年15444元。空压机热泵可以使运行温度在80—84℃间运行。如果多台气泵运行，其经济效益更为显著。

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。

3、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。

4、经济实用，运行可靠。

在螺杆式空压机旁安装余热利用系统，对空压机的正常运行、维护、保养绝无影响。选择这项安全高效节能环保的实用技术是贤明之举措。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180000无。其系统主体部分采用耐高压，高导热复合材料组成。

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