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螺桿式空壓機(jī)余熱利用技術(shù)簡(jiǎn)介
一、技術(shù)背景
現(xiàn)行螺桿式空氣壓縮機(jī)的工作流程如下：空氣通過進(jìn)氣過濾器將大氣中的灰塵或雜質(zhì)濾除后，由進(jìn)氣控制閥進(jìn)入壓縮機(jī)主機(jī)，在壓縮過程中與噴入的冷卻潤滑油混合，經(jīng)壓縮后的混合氣體從壓縮腔排入油氣分離罐，從而分別得到高溫高壓的油、氣。由于機(jī)器工作溫度的要求，這些高溫高壓的油、氣必須送入各自的冷卻系統(tǒng)，其中壓縮空氣經(jīng)冷卻器冷卻后，最后送入使用系統(tǒng)；而高溫高壓的潤滑油經(jīng)冷卻器冷卻后，返回油路進(jìn)入下一輪循環(huán)。
在以上過程中，高溫高壓的油、氣所攜帶的熱量大致相當(dāng)于空氣壓縮機(jī)功率的1/4，其溫度通常在80℃—100℃之間。螺桿式空氣壓縮機(jī)通過其自身的散熱系統(tǒng)來給高溫高壓的油、氣降溫的過程中，大量的熱能就被無端的浪費(fèi)了。
為了充分利用螺桿式空壓機(jī)所產(chǎn)生的余熱,空壓機(jī)熱泵熱水器提供了一種余熱利用技術(shù)，利用該技術(shù)對(duì)螺桿式空氣壓縮機(jī)所產(chǎn)生的高溫高壓的氣體進(jìn)行冷卻，不僅可以提高空氣壓縮機(jī)的產(chǎn)氣效率，而且可使企業(yè)獲得生產(chǎn)和生活所需的熱水，嚴(yán)冬可加熱到≥ 50℃，夏秋季節(jié)≥65℃，從而解決了企業(yè)主為福利生活熱水長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)支付的沉重負(fù)擔(dān)。
現(xiàn)行企業(yè)的生活熱水大多都采用燃油鍋爐供應(yīng)熱水，而且必須是限量定時(shí)供給。從調(diào)查三十幾家企業(yè)的供水資料顯示：就是采用節(jié)能型的燃油鍋爐燒水，人均每天的熱水費(fèi)用是：冬天0.8元/人，夏天0.5元/人，平均為：0.65元/人，月支付19.5元/人，一名職員的年供熱費(fèi)用是：234.00元/人，一個(gè)1000人的企業(yè)光熱水一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)支付就達(dá)234000元。使用我們的余熱利用裝置，就可以得到方便可觀的經(jīng)濟(jì)實(shí)用價(jià)值。
表一 空壓機(jī)熱泵與燃油鍋爐的經(jīng)濟(jì)價(jià)值比較（1000人用水企業(yè)）
供熱方式 |
節(jié)能環(huán)保性 |
一年運(yùn)行費(fèi)用 |
管理維護(hù)費(fèi)用 |
供熱程度 |
總開支 |
空壓機(jī)熱泵 |
節(jié)能環(huán)保安全 |
無運(yùn)行費(fèi)用 |
清洗費(fèi)300 |
不限量不定時(shí) |
300 |
燃油鍋爐 |
燃油污染環(huán)境 |
234000 |
8000 |
限量、定時(shí) |
242000 |
二、空壓機(jī)熱泵技術(shù)方案簡(jiǎn)介
1、換熱器設(shè)計(jì)參數(shù)
設(shè)計(jì)運(yùn)行耐壓：油/氣側(cè)：10.0kg/cm2；水側(cè)：22.0kg/cm2
設(shè)計(jì)試驗(yàn)壓力：油/氣側(cè)：20.0kg/cm2；水側(cè)：33.0kg/cm2
設(shè)計(jì)耐熱溫度：油/氣側(cè)：120℃；水側(cè)：100℃
設(shè)計(jì)水溫?zé)岫龋憾尽?0℃，夏季≥60℃
2、換熱器集熱效應(yīng)表
表二 換熱器集熱效應(yīng)表
空壓機(jī)功率KW |
集熱量Kcai/H |
熱負(fù)荷KW |
油/氣流量L/min |
熱水產(chǎn)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 |
空壓機(jī)余熱利用系統(tǒng)特點(diǎn)簡(jiǎn)要介紹：
（1）、空壓機(jī)原有冷卻系統(tǒng)與余熱利用技術(shù)是兩套完全獨(dú)立的系統(tǒng)，使用企業(yè)無須擔(dān)心由于我方系統(tǒng)的原因而影響空壓機(jī)的運(yùn)行。兩套系統(tǒng)的切換由電磁閥控制，在余熱利用系統(tǒng)未啟用時(shí)，空壓機(jī)使用機(jī)身自帶冷卻系統(tǒng)；當(dāng)余熱利用系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，電磁閥自動(dòng)切換至余熱利用系統(tǒng)；當(dāng)我方系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，切斷我方系統(tǒng)電源，即可使用空壓機(jī)原有冷卻系統(tǒng)。
（2）、在保溫水箱未滿時(shí)，使用自來水水壓供水，只有在水箱滿水時(shí)，才啟用循環(huán)水泵，可最大限度節(jié)約能源。
（3）、全自動(dòng)控制系統(tǒng)，無需人為操作，控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)溫度、水位的情況做出判斷，自行決定換熱方式以及空壓機(jī)的冷卻方式。
工作原理
熱能熱水機(jī)組，是利用壓縮中的高溫油氣熱能，通過熱交換將熱能傳遞給常溫?zé)崴�，�?shí)現(xiàn)熱能利用。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺桿機(jī)旋轉(zhuǎn)，空氣經(jīng)過濾器，被吸入螺桿壓縮機(jī)中壓縮成高壓空氣，并與循環(huán)油混合形成高壓高溫油氣混合氣體，進(jìn)入油氣分離器。油氣混合氣被分離成油氣和空氣后，其中的壓縮空氣經(jīng)后冷卻器散熱后供給用戶；而循環(huán)油氣在油氣分離器中被分離，凝結(jié)成液態(tài)后，再經(jīng)前冷卻器散熱及過濾器過濾，回到壓縮機(jī)，完成一個(gè)循環(huán)過程。壓縮機(jī)熱能熱水機(jī)組是將高溫循環(huán)油(和高溫壓縮氣體)引入熱能熱水機(jī)組內(nèi)，空壓機(jī)運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的熱能被熱能熱水機(jī)充分吸收，同時(shí)壓縮機(jī)得以降溫。
噴油螺桿壓縮機(jī)熱能熱水機(jī)組，是一種利用壓縮機(jī)高溫油氣熱能，通過熱交換將熱能充分利用的節(jié)能設(shè)備。它通過能量交換和節(jié)電控制，收集空壓機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱能，同時(shí)改善空壓機(jī)的運(yùn)行工況，是一種高效廢熱利用、零成本運(yùn)行的節(jié)能設(shè)備。
重慶賽邦動(dòng)力（壓縮機(jī)事業(yè)部）專業(yè)致力于節(jié)能產(chǎn)品和技術(shù)應(yīng)用及推廣。公司依托大專院校技術(shù)，與科研機(jī)構(gòu)緊密合作，始終站在節(jié)能技術(shù)的前沿。結(jié)合近年來廣大企業(yè)能耗設(shè)備的現(xiàn)實(shí)需求和保護(hù)我們地球的共同社會(huì)責(zé)
任，公司引進(jìn)國外先進(jìn)節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品，自主研發(fā)了高效熱能利用節(jié)能設(shè)備。公司采用世界先進(jìn)的合同能源管理（EMC）模式，結(jié)合世界銀行全球基金（GEF）中國促進(jìn)項(xiàng)目，為企業(yè)節(jié)能降耗找到一種新的融資途徑。
三、空壓機(jī)余熱利用系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)
1、安全、衛(wèi)生、方便
螺桿空壓機(jī)余熱利用裝置與燃油鍋爐比較，無污染、一氧化碳、二氧化硫、黑煙和噪音、油污對(duì)大氣環(huán)境的污染。一旦安裝投入使用，只要空壓機(jī)在運(yùn)行，企業(yè)職員就隨時(shí)可以提取到熱水使用，不必定時(shí)定量供應(yīng)，系統(tǒng)較大的企業(yè)還可以滿足企業(yè)職員在冬季使用熱水來活潑衣服、被褥。為創(chuàng)建資源節(jié)約型環(huán)境友好型企業(yè)奠定基礎(chǔ)。
2、提高空壓機(jī)的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)
安裝螺桿空壓機(jī)余熱利用裝置的空壓機(jī)組，可以提高產(chǎn)生氣量8%，空氣動(dòng)力學(xué)家和空壓機(jī)制造廠家給出廠機(jī)組額定的每分鐘產(chǎn)氣量m3/min是以80℃的溫度測(cè)量定準(zhǔn)的。
螺桿空壓機(jī)的產(chǎn)氣量m3/min會(huì)隨著機(jī)組運(yùn)行溫度的升高而降低，當(dāng)然，空壓機(jī)的機(jī)械效率肯定不會(huì)穩(wěn)定在以80℃標(biāo)定的產(chǎn)氣量上工作。它的反比程度是：溫度每上升1℃，產(chǎn)氣量就下降0.5%，溫度升高10℃，產(chǎn)氣量就降5%。一般風(fēng)冷散熱的空壓機(jī)都在88—96℃間運(yùn)行，其降幅都在4—8%，夏天更甚。空壓機(jī)余熱利用裝置足可以使空壓機(jī)溫度降8—12℃，為此它的經(jīng)濟(jì)效益就更顯著了。下表體現(xiàn)8.0kg/cm2工作壓力下，80→90℃日產(chǎn)氣經(jīng)濟(jì)性能比較：
表三 空壓機(jī)不同溫度下的產(chǎn)氣率與經(jīng)濟(jì)效益
功率 KW/PH |
80℃產(chǎn)氣m3/min 90℃產(chǎn)氣m3/min |
±M3/H |
±M3/24H |
KWH/天 |
0.65元/KWH 電費(fèi)（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 |
一臺(tái)55KW/75HP的空壓機(jī),在90℃溫度中運(yùn)行一天就少產(chǎn)氣720 m3，產(chǎn)出720 m38..0KG/ cm2高壓氣體55KW/75PH機(jī)組1.2小時(shí)才能完成，需要66KWH的電能，按0.65元/KWH一天多耗電能就是42.9元/天，一個(gè)月1287元，一年15444元�？諌簷C(jī)熱泵可以使運(yùn)行溫度在80—84℃間運(yùn)行。如果多臺(tái)氣泵運(yùn)行，其經(jīng)濟(jì)效益更為顯著。
由于產(chǎn)量的提高，供氣系統(tǒng)的氣壓也相應(yīng)提高，自動(dòng)化設(shè)備中的氣動(dòng)元件，因?yàn)闅鈮旱纳撸瑲鈩?dòng)元件的動(dòng)作次數(shù)也會(huì)提高，使生產(chǎn)線的產(chǎn)量也跟著提升。氣動(dòng)元件的動(dòng)作靈敏、穩(wěn)定，對(duì)其生產(chǎn)線的產(chǎn)品質(zhì)量也提供了可靠保證。
3、提高空壓機(jī)的使用壽命
空壓機(jī)工作溫度的降低，減少了機(jī)器的故障，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，降低了維修成本，增大了機(jī)油、機(jī)油隔、油/氣分離器更換時(shí)限，相應(yīng)延長(zhǎng)了設(shè)備的更換期限。
4、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，運(yùn)行可靠。
在螺桿式空壓機(jī)旁安裝余熱利用系統(tǒng)，對(duì)空壓機(jī)的正常運(yùn)行、維護(hù)、保養(yǎng)絕無影響。選擇這項(xiàng)安全高效節(jié)能環(huán)保的實(shí)用技術(shù)是賢明之舉措。安裝一臺(tái)55KW/75PH，有800—1000人用水的空壓機(jī)上，一年的直接經(jīng)濟(jì)效益超過180000元。其系統(tǒng)主體部分采用耐高壓，高導(dǎo)熱復(fù)合材料組成。產(chǎn)品承諾1年保修。
重慶賽邦動(dòng)力（壓縮機(jī)事業(yè)部）
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