摘 要：余熱回收節(jié)能改造是空壓機(jī)設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)研究項(xiàng)目，加強(qiáng)余熱回收，可在保證空氣壓縮效率的同時(shí)，減少電能消耗，這起到良好的節(jié)能效果，符合綠色節(jié)能理念。在空壓機(jī)應(yīng)用研究中，研究人員可從空壓機(jī)運(yùn)行能耗、余熱回收改造及節(jié)能等方面入手，找到余熱回收的最佳實(shí)施方案，使空壓機(jī)的節(jié)能量最大。
關(guān)鍵詞：空壓機(jī);余熱回收;節(jié)能
在空壓機(jī)余熱回收改造中，需要利用余熱回收原理，還需要結(jié)合實(shí)際工程需求，改善空壓機(jī)的運(yùn)行系統(tǒng)，使余熱回收系統(tǒng)能處于高效運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，這樣空壓機(jī)工作中產(chǎn)生的大量熱能才不會(huì)浪費(fèi)。在余熱回收系統(tǒng)改造完善過程中，還要結(jié)合其他運(yùn)行系統(tǒng)，使其不會(huì)對空壓機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響。余熱回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用應(yīng)多次實(shí)踐，在實(shí)踐中，提高系統(tǒng)的余熱回收效率。該文主要針對空壓機(jī)余熱回收的節(jié)能進(jìn)行分析。
1 案例概況
某公司擁有4臺(tái)功率不同的空壓機(jī)，其中2臺(tái)功率為132 kW，另2臺(tái)功率較大，為250 kW。因生產(chǎn)要求，4臺(tái)空壓機(jī)需要同時(shí)處于工作狀態(tài)，其不僅要滿足車間供暖或生產(chǎn)要求，還要滿足員工宿舍或淋浴場所的淋浴要求。生產(chǎn)線對空氣壓力的要求不同，耗氣量也不同，其對空壓機(jī)的運(yùn)行效率和類型、參數(shù)等要求也有差異。在淋浴方面，淋浴場所與空壓機(jī)房的距離，洗浴時(shí)間段、工作天數(shù)、淋浴噴頭數(shù)量及員工數(shù)量等，會(huì)影響洗澡用水量，而洗浴熱水需熱量也與這些因素有關(guān)，空壓機(jī)余熱回收量需要滿足該熱水所需熱量。為了同時(shí)供應(yīng)生產(chǎn)要求和洗浴要求，空壓機(jī)的余熱回收系統(tǒng)需要得到有效改造，以達(dá)到更好的節(jié)能效果。
2 空壓機(jī)余熱回收改造
在余熱回收改造中，研究人員以提升余熱回收系統(tǒng)的熱量回收效率為主，主要將主機(jī)換熱器作為改造對象，換熱器可以采用阿法拉伐不銹鋼板式，其中的控制編程為山立自主研發(fā)，PLC編程會(huì)控制變頻泵的運(yùn)行情況，使進(jìn)出水溫度受控，相關(guān)人員可借助計(jì)算機(jī)，觀察空壓機(jī)運(yùn)行過程中的溫度變化以及時(shí)調(diào)整溫度，使空壓機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定。余熱回收機(jī)中的油液溫度需要控制在合理范圍內(nèi)，如此余熱回收效率才能得到保證。余熱回收設(shè)備中的循環(huán)泵為變頻控制方式，其可以控制油溫。
2.1 余熱回收原理
余熱回收主要依賴于相關(guān)的回收系統(tǒng)，對其改造，主要從內(nèi)部油路和外部的回收機(jī)組入手。在噴油螺桿空壓機(jī)壓縮空氣時(shí)，入口吸氣過濾器會(huì)對進(jìn)入機(jī)組的空氣進(jìn)行過濾清理，使其成分純度高一些。進(jìn)氣控制閥開啟，將空氣吸入空壓機(jī)中�？諌簷C(jī)作用過程中，壓縮對象會(huì)與循環(huán)油氣結(jié)合起來，形成混合物質(zhì)，其溫度和壓力會(huì)上升，油氣分離器會(huì)將油和氣分離開。壓縮腔連接油氣分離器，成為油氣混合體的傳送通道。分離后的油氣和空氣會(huì)在高壓狀態(tài)下，分別進(jìn)入對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)會(huì)使?jié)櫥桶l(fā)生液化現(xiàn)象，油冷卻器會(huì)對其高溫高壓狀態(tài)進(jìn)行處理，使其熱量散失，過濾器會(huì)對其進(jìn)行二次處理，使干凈的油氣重新回到壓縮機(jī)。該過程一直處于循環(huán)狀態(tài)，所以在壓縮過程中，相關(guān)的熱量一直被消散吸收。高溫高壓狀態(tài)下的油氣熱量較高，占空氣壓縮機(jī)功率的85%以上，溫度最高時(shí)能達(dá)到100 ℃，最低也在70 ℃以上。
2.2 余熱回收改造實(shí)施方案
在余熱回收系統(tǒng)改造實(shí)施中，主要對油溫進(jìn)行控制。當(dāng)空壓機(jī)壓縮空氣時(shí)，機(jī)組內(nèi)部的潤滑油處于高效運(yùn)行狀態(tài)，其溫度會(huì)直接飆升至熱水機(jī)設(shè)定數(shù)值。當(dāng)其真正處于設(shè)定數(shù)值狀態(tài)時(shí)，熱水機(jī)自行運(yùn)動(dòng)，水泵開啟，釋放循環(huán)箱中的水，使該水體與熱水機(jī)內(nèi)部的水混合在一起，發(fā)生換熱反應(yīng)。該反應(yīng)屬于循環(huán)反應(yīng)。以熱水產(chǎn)生量為參考，該數(shù)值小于熱水消耗量，熱水機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)，反之處于停工狀態(tài)，此時(shí)空壓機(jī)油溫會(huì)逐漸升高。空壓機(jī)的油溫設(shè)定參數(shù)為85 ℃，該參數(shù)不需要成為節(jié)能改造對象，所以不用在空壓機(jī)中設(shè)置多余的溫控設(shè)備。在油溫超過設(shè)定溫度后，冷卻系統(tǒng)會(huì)收到信號(hào)，自行啟動(dòng)，降低油溫，使空壓機(jī)一直處于正常運(yùn)行狀態(tài)。
空壓機(jī)不再壓縮空氣時(shí)，內(nèi)部機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)速度逐漸降低，直到恢復(fù)平靜，在此過程中，潤滑油的溫度也會(huì)降低，一直降低到熱水機(jī)設(shè)定溫度，此時(shí)油溫處于正常狀態(tài)，所以水泵不用再支持循環(huán)換熱過程，所以其會(huì)停止運(yùn)行。
3 空壓機(jī)余熱回收的節(jié)能分析
對空壓機(jī)余熱回收進(jìn)行改造，其節(jié)能效果非常顯著。如果該公司的4臺(tái)空氣機(jī)全天處于運(yùn)行狀態(tài)，其在一天內(nèi)回收的熱能可以達(dá)到4 958.98萬kJ，這是理論數(shù)值，在實(shí)際應(yīng)用中，空壓機(jī)的實(shí)際使用率達(dá)不到理想狀態(tài)，所以其總熱量比理論數(shù)值小，取4 901.64萬kJ。這些熱量可回收70%，4臺(tái)空壓機(jī)回收的熱量可以應(yīng)用在加熱器中，這意味著加熱器可以一直處于連續(xù)加熱狀態(tài)，直到將回收的574 kW熱量消耗殆盡。
根據(jù)具體的計(jì)算數(shù)值和節(jié)能情況，相關(guān)人員需要對空壓機(jī)余熱回收節(jié)能改造效果進(jìn)行仔細(xì)分析，做好節(jié)能評估及收益分析工作。在公司內(nèi)部應(yīng)用余熱回收改造后的空壓機(jī)，其在一年內(nèi)消耗的電能會(huì)大幅度降低，按照《供暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)改造后的空壓機(jī)每年最少可以節(jié)約電能468.38萬kW·h，公司所在區(qū)域的電價(jià)為0.8元，這意味著公司可以節(jié)省375萬元。而回收的余熱可應(yīng)用在其他方面，象車間供暖或宿舍淋浴供熱等，供暖費(fèi)用及供熱費(fèi)用都會(huì)得到有效節(jié)約，公司整體的運(yùn)營成本會(huì)大幅度下降。
該公司應(yīng)用的空壓機(jī)為螺桿類型，其在采用雙回路溫控方案進(jìn)行改造后，消耗的燃料類型和數(shù)量會(huì)減少，空壓機(jī)運(yùn)行中二氧化碳的排放量也會(huì)減少，這體現(xiàn)了余熱回收改造的生態(tài)效益，這對于環(huán)境保護(hù)大有裨益。從經(jīng)濟(jì)角度看，回收的熱量轉(zhuǎn)化為熱水熱量，可節(jié)約成本。另外該種改造方案可以使空壓機(jī)余熱回收效率最大化，空壓機(jī)本身也不會(huì)受到任何損失，使用壽命反而會(huì)延長，對環(huán)境的適應(yīng)性也會(huì)變強(qiáng)。
空壓機(jī)改造后，內(nèi)部機(jī)組的油溫下降，空氣機(jī)整體的工作溫度也隨之降低，當(dāng)空壓機(jī)本身溫度和運(yùn)行環(huán)境溫度皆受控后，空壓機(jī)發(fā)生高溫跳閘問題的概率會(huì)減少，與其相關(guān)的故障也會(huì)減少許多，從長遠(yuǎn)角度看，空壓機(jī)的使用極限會(huì)上升，使用時(shí)間會(huì)增多，所以最終公司花費(fèi)在空壓機(jī)運(yùn)行維護(hù)中的成本會(huì)大幅度降低。
4 結(jié)語
對空壓機(jī)余熱進(jìn)行回收，是相關(guān)行業(yè)節(jié)能環(huán)保的切入點(diǎn)，行業(yè)研究人員應(yīng)從經(jīng)濟(jì)、環(huán)境及社會(huì)效益角度出發(fā)，設(shè)計(jì)出最符合行業(yè)生產(chǎn)要求的余熱回收系統(tǒng)。在空壓機(jī)節(jié)能改造中，會(huì)涉及很多新技術(shù)或新輔助設(shè)備，設(shè)計(jì)人員還要解決這些新型要素帶來的問題，使其與整個(gè)空壓機(jī)的匹配度更高，使空壓機(jī)整體的運(yùn)行過程更加穩(wěn)定可靠，如此空壓機(jī)的節(jié)能效果會(huì)更加顯著。
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