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螺杆空压机组余热利用系统设计

文章出处:人气:7发表时间:2019-9-4 16:02:21

我国能源环境形势主要问题是能耗高、环境压力大,世界能源平均利用效率为50。32%,而我国不到40%,如何提高能效是我们急需解决的问题。


压缩空气所应用的行业包括机械、汽车、电子、电力、冶金、矿业、建筑、建材、石油、化工、石化、轻纺、环保、军工等各类工业和民用生产与生活的各个领域。压缩空气成为工业领域中最广泛的动力源之一,但是要得到品质优良的压缩空气需要消耗大量能源。在大多数生产型企业中,压缩空气的能源消耗占全部电力消耗的10%~35%。


根据行业调查分析,空压机系统5年的运行费用组成中:系统的初期设备投资及设备维护费用占总费用的23%,电能消耗(电费)占77%,其中15%的能量转换为空气势能,85%的能量转换为热能,通过风冷或水冷的方式排放到空气中去。


本论文旨在探讨如何与溴化锂吸收式冷(温)水机组合理搭配,并形成适合空压机系统节能的余热利用系统,对空压机的低温余热进行有效利用,实现提高能源效率、降低污染物排放的目的。解决空压机余热回收,同时满足夏季制冷冬季供暖需求,可为企业带来巨大效益,同时实现节能减排。


通常的空压机系统节能方式


空压机的热量如果不排放,将影响空压机的正常工作,影响压缩空气的质量。目前,绝大多数空压机组的这些热量都是直接排放掉,不仅浪费了大量的热能,还会造成热污染。随着这些年节能减排的要求,一些空压机厂商都推出了自己的节能利用方式。但就螺杆空压机来说,大部分的方式是采用换热器取热,置换为热水输出的模式。但从使用上来说,仅能够提供热热切换,即实现供暖或者卫生热水功能。


如何优化空压机系统节能方式?


溴化锂吸收式机组介绍


吸收式制冷机的主要原理是利用水在低压下蒸发压力降低及溴化锂溶液的吸水性实现的。水在6mmhg的压力下,其蒸发温度为4℃,当水蒸发时吸收外界热量实现制冷目的,溴化锂溶液作为吸收剂主要利用其自身的吸水性保证机组内部维持6mmhg的压力。机组主要部件有蒸发器、吸收器、冷凝器、再生器,具体循环原理如图3。


溴化锂吸收式机组主要特点为:以各种低品质热能为动力,且可回收利用各种各样的低品质热能,如低压蒸汽、热水、烟气、导热油、多组分介质等;安全环保,机组采用溴化锂溶液为吸收液,水为制冷剂;运转部件少,易损件少,维护保养方便,振动小,噪音低;放置场所要求低,可根据项目改造情况灵活放置;智能化控制,可实现机房无人管理;可根据低品质热能实际情况进行“量身定制”,实现最佳的解决方案。


溴化锂吸收式机组主要分为吸收式制冷机和吸收式热泵,吸收式制冷机主要利用再生器回收60℃以上余热,通过蒸发器制取5~30℃冷水满足制冷需求;吸收式热泵主要利用蒸发器回收60℃以下余热,通过吸收器、冷凝器制取45℃以上热水满足供热或工艺需求。溴化锂吸收式机组可回收各种液态载体余热及气态载体余热,如水、导热油、烟气、乏气、多组分气体等。


空压机系统节能方式及技术指标


余热回收系统对空压机余热进行回收夏季制冷、冬季供暖,实现压缩热余热回收,并且夏季制取冷量可完全满足工艺冷需求、冬季供暖不但可满足厂区供暖,还有很大富余,可将余热向厂区外供暖,具体说明如下:


1)经济效益显著,系统投资回收期<2年


以功率为4000kW的喷油螺杆空压机项目为例,年节省电费136万元。


2)社会效益显著


以功率为4000kW的喷油螺杆空压机项目为例,年节省蒸汽相当标煤2688吨,CO2减排6570吨/年,SO2减排197吨/年,NOX减排98吨/年。


应用案例:


某制药公司有6台陕鼓离心空压机组,其中4台1000kW、2台1600kW总功率7200kW,散热方式为水冷式散热。改造安装6台空压机余热回收系统及配套空压机余热回收专用制冷机组,回收余热夏季制冷、冬季采暖。


结束语


该项目为空压机余热回收并提供整套解决方案,解决空压机的取热问题、泄漏问题、腐蚀性问题、流动性问题、低温余热回收并夏季制冷、冬季供暖技术、换热问题,实现余热深度利用,开发系统智能化控制等关键技术开发,系统集中控制技术,系统实施监控、远程访问、分析、操控。


该方案在空压机余热进行回收并夏季制冷、冬季供暖,处于国内领先水平,采用技术及主要技术指标对比,达到行业领先水平。


综上所述,通过与溴化锂吸收式冷(温)水机组合理搭配,并形成适合空压机系统节能的余热利用系统,实现提高能源效率、降低污染物排放的目的。解决空压机余热回收,同时满足夏季制冷冬季供暖需求,可为企业带来巨大效益,同时实现节能减排。


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